Определить показания всех приборов, если движок реостата находится на середине. ЭДС источника 9,5 В, внутреннее сопротивление 1,5 Ом. R1 = 40 Ом; R2 = 60 Ом; R3 = 120 Ом, сопротивление реостата 52 Ом (рис. 202). Как изменятся показания всех приборов при движении ползунка реостата снизу вверх?

Давайте разберём задачу пошагово. У нас есть электрическая цепь с источником ЭДС $E = 9{,}5 \text{ В}$, внутренним сопротивлением источника $r = 1{,}5 \text{ Ом}$ и тремя резисторами $R_1 = 40 \text{ Ом}, R_2 = 60 \text{ Ом}, R_3 = 120 \text{ Ом}$, а также реостат $R_{\text{реост}} = 52 \text{ Ом}$. Нам нужно определить показания приборов, когда движок реостата находится на середине, и понять, как изменятся показания при перемещении движка сверху вниз.

1. Анализ схемы

Сначала нужно понять конфигурацию: обычно три резистора соединены последовательно с реостатом и источником. Обозначим сопротивление половины реостата (движок в середине) как $R_{\text{реост, сер}} = 52 / 2 = 26 \text{ Ом}$.

Таким образом, общее сопротивление цепи будет:

Подставляем числа:

2. Сила тока в цепи

По закону Ома:

3. Напряжения на резисторах

Для последовательной цепи напряжение на резисторе $R_i$ вычисляется как $U_i = I \cdot R_i$.

• На $R_1$:

• На $R_2$:

• На $R_3$:

• На половине реостата:

• На внутреннем сопротивлении источника:

Проверим: сумма напряжений $1{,}536 + 2{,}304 + 4{,}608 + 0{,}998 + 0{,}058 \approx 9{,}504 \text{ В}$, что близко к 9,5 В (небольшое округление допускается).

4. Изменение показаний при перемещении движка

• Движок реостата перемещается снизу вверх — сопротивление между движком и верхним выводом увеличивается, а между движком и нижним уменьшается. Если движок поднимается:

  • Сопротивление в цепи увеличивается, так как мы добавляем больше сопротивления к основной цепи.

  • Сила тока $I = E / R_{\Sigma}$ уменьшается.

  • Соответственно, напряжения на всех резисторах уменьшаются пропорционально их сопротивлениям.

  • Показание амперметра (если стоит в цепи) также уменьшится.

  • Показание вольтметра на части реостата изменяется в зависимости от положения движка: чем ближе к верхнему концу, тем выше напряжение на верхней части реостата и ниже на нижней.

• Если движок опустить вниз:

  • Общая цепь сопротивления уменьшается, ток увеличивается, показания амперметра и напряжения на резисторах увеличиваются.

5. Вывод

На середине реостата:

• Ток в цепи: $I \approx 0{,}0384 \text{ А}$

• Напряжения:

  • $R_1: U_1 \approx 1{,}54 \text{ В}$

  • $R_2: U_2 \approx 2{,}30 \text{ В}$

  • $R_3: U_3 \approx 4{,}61 \text{ В}$

  • Реостат: $U_{\text{реост}} \approx 1{,}00 \text{ В}$

При перемещении движка реостата вверх: ток и напряжения на всех резисторах уменьшаются.
При перемещении вниз: ток и напряжения увеличиваются.

Если хочешь, я могу нарисовать схему с указанием всех напряжений и токов, чтобы визуально было понятно, как изменяются показания.