Как включают в цепь идеальный амперметр? Варианты: Последовательно с тем участком, ток через который измеряют; Параллельно участку; Между двумя источниками; Вместо источника тока.

Последовательно с тем участком, ток через который измеряют

Как включают в цепь идеальный вольтметр? Варианты: Вместо резистора; Последовательно с участком; Параллельно тому участку, напряжение на котором измеряют; Только к клеммам источника.

Параллельно тому участку, напряжение на котором измеряют

Что происходит с током в цепи при коротком замыкании? Варианты: Он не меняется; Он равен нулю; Он становится максимальным и равен ε/r; Он равен ε/R.

Он становится максимальным и равен ε/r

От чего зависит сопротивление металлического проводника? Варианты: От материала, длины и площади поперечного сечения; От напряжения на нём; От силы тока в нём; От формы источника.

От материала, длины и площади поперечного сечения

Как изменится сопротивление проводника, если его длину увеличить в 2 раза, а площадь сечения оставить прежней? Варианты: Уменьшится в 2 раза; Не изменится; Увеличится в 4 раза; Увеличится в 2 раза.

Увеличится в 2 раза

Тема 3 · Физика

Постоянный электрический ток

Закон Ома для участка и полной цепи, соединения проводников, схемы с амперметром и вольтметром, работа и мощность тока. 100 заданий на отработку.

Родителю: как помочь с темой «Постоянный электрический ток»

В теме 10 подтем: Закон Ома для участка цепи, Последовательное соединение, Параллельное соединение, Смешанное соединение, Закон Ома для полной цепи, Сопротивление проводника, Работа и мощность тока, Вольт-амперная характеристика и ещё 2.

Попросите ребёнка открыть теорию и за 2–3 минуты своими словами рассказать вам главное.
Затем 10 заданий во вкладке «Практика»: смотрите не на скорость, а на точность — и на то, где понадобилась подсказка.
Ошибки не решайте за него: разберите пошаговое решение вместе и вернитесь к ним через день-два.

Кабинет родителя: что проходят, проверочные, результат ребёнка по ссылке →

ЭДС и закон Ома для полной цепи — интерактивная модельуменьшайте внешнее сопротивление до нуля и смотрите, куда уходит напряжениеОткрыть →Ток в металле: хаос и дрейф электронов — интерактивная модельвключите поле — электроны по-прежнему мечутся, но толпа поползла в одну сторонуОткрыть →Полупроводниковый диод — интерактивная модельпереверните батарейку — и ток исчезнетОткрыть →

Решено

Правильно

Точность

Простыми словами

Ток — это поток зарядов по проводу, как вода по трубе. Напряжение «толкает» заряды, сопротивление им мешает. Чем сильнее толкают и чем меньше мешают, тем больше ток.

I = \frac{q}{t} I = \frac{U}{R} R = \frac{ρl}{S}

I

— сила тока, А;

q

— заряд, Кл;

t

— время, с;

U

— напряжение, В;

R

— сопротивление, Ом;

ρ

— удельное сопротивление вещества, Ом·мм²/м;

l

— длина, м;

S

— площадь сечения, мм²

$U = 10 В$ , $I = 0, 5 А$ : $R = \frac{10}{0 , 5} = 20 Ом$ .
Нихром: $ρ = 1, 1$ , $l = 20 м$ , $S = 0, 2 мм^{2}$ : $R = \frac{1 , 1 \cdot 20}{0 , 2} = 110 Ом$ .

График $U (I)$ (вольт-амперная характеристика) проводника — прямая через начало координат; её наклон $\frac{U}{I}$ равен сопротивлению. Например, $U = 6 В$ при $I = 3 А$ → $R = 2 Ом$ .

Соединения проводников

	Последовательное	Параллельное
ток	$I = I_{1} = I_{2}$	$I = I_{1} + I_{2}$
напряжение	$U = U_{1} + U_{2}$	$U = U_{1} = U_{2}$
сопротивление	$R = R_{1} + R_{2}$	$\frac{1}{R} = \frac{1}{R _{1}} + \frac{1}{R _{2}}$

Для двух параллельных: $R = \frac{R _{1} R _{2}}{R _{1} + R _{2}}$ ; для $n$ одинаковых: $R = \frac{R _{1}}{n}$ .

$23$ и $23 Ом$ параллельно: $R = 11, 5 Ом$ .
$R_{1} = 10$ последовательно с блоком $24 ∥ 6$ : блок $\frac{24 \cdot 6}{30} = 4, 8$ , всего $14, 8 Ом$ .
Последовательно $17$ , $24$ , $16 Ом$ , $I = 3 А$ : вольтметр на первом покажет $U_{1} = I R_{1} = 51 В$ .

Параллельное сопротивление всегда меньше наименьшего из резисторов. Если получилось больше — ошибка.

Закон Ома для полной цепи

Амперметр — последовательно, вольтметр — параллельно участку

I = \frac{E}{R + r} U = E - I r

E

— ЭДС источника, В;

r

— внутреннее сопротивление источника, Ом;

R

— внешнее сопротивление;

U

— напряжение на внешнем участке (на клеммах)

$E = 36 В$ , $r = 1$ , $R = 4 Ом$ : $I = \frac{36}{5} = 7, 2 А$ ; $U = 36 - 7, 2 = 28, 8 В$ .
Короткое замыкание ( $R = 0$ ): $I_{кз} = \frac{E}{r} = \frac{9}{1} = 9 А$ .

Идеальный амперметр ( $R \approx 0$ ) включают последовательно с участком, ток через который измеряют; идеальный вольтметр (очень большое $R$ ) — параллельно. При разомкнутой цепи вольтметр на клеммах показывает $E$ .

Работа и мощность тока

A = U I t P = U I = I^{2} R = \frac{U ^{2}}{R} Q = I^{2} Rt

A

— работа тока, Дж;

P

— мощность, Вт;

Q

— теплота (закон Джоуля — Ленца), Дж

$U = 24 В$ , $R = 40 Ом$ : $P = \frac{576}{40} = 14, 4 Вт$ .

Полная мощность источника $P_{полн} = E I$ , полезная — $P = I^{2} R$ , КПД источника $η = \frac{R}{R + r}$ .

Выбирайте формулу мощности по известным величинам: даны $U$ и $R$ — $\frac{U ^{2}}{R}$ ; даны $I$ и $R$ — $I^{2} R$ . При последовательном соединении удобнее $I^{2} R$ (ток общий), при параллельном — $\frac{U ^{2}}{R}$ (напряжение общее).

Качественные вопросы

Сопротивление металлического проводника зависит от материала ( $ρ$ ), длины и площади поперечного сечения: длина вдвое больше — сопротивление вдвое больше.
На графике $U (I)$ круче идёт прямая проводника с бо́льшим сопротивлением (на графике $I (U)$ — наоборот, круче у меньшего).
При коротком замыкании ток максимален и равен $\frac{E}{r}$ .

Посмотреть и посчитать

Модели

Электрическая цепь Работа и мощность тока, закон Джоуля — Ленца Сопротивление проводника и реостат Закон Ома

Серия: 0

Где это пригодится: ЕГЭ — 3 заданияЗадания экзамена 11 класса, которые опираются на этот материал — нажмите, чтобы раскрыть список

ЕГЭ, задание 11: Электростатика и постоянный ток1 балл · базовый уровень · 5 минутОткрыть →ЕГЭ, задание 15: Электродинамика: изменение величин2 балла · базовый уровень · 7 минутОткрыть →ЕГЭ, задание 25: Расчётная задача повышенной сложности: электродинамика3 балла · высокий уровень · 20 минутОткрыть →