Задача №112-item по физике (10 класс, Мякишев Г.Я.)

ЗАКоН оМА ДЛЯ ПоЛНоЙ ЦЕПИ Сформулируйте закон Ома для участка цепи. Из каких элементов состоит электрическая цепь? Для чего служит источник тока? Рассмотрим простейшую полную (т. е. замкнутую) цепь, состоящую из источника тока (гальванического элемента, ак- кумулятора или генератора) и резистора сопротивлением R (рис. 15.10). Источник тока имеет ЭДС E и сопротивление r. В генераторе r — это сопротивление обмоток, а в гальва- ническом элементе — сопротивление раствора электролита и электродов. Рис. 15.10 ЗАПоМНИ Сопротивление источника называют внутренним сопротивлением в отличие от внешнего сопротивления R цепи. Закон Ома для замкнутой цепи связывает силу тока в цепи, ЭДС и полное сопротивление цепи R + r. Эта связь может быть установлена теоретиче- ски, если использовать закон сохранения энергии и закон Джоуля—Ленца (15.14). Пусть за время Dt через поперечное сечение проводника проходит элек- трический заряд Dq. Тогда работу сторонних сил при перемещении заряда Dq можно записать так: A = EDq. Согласно определению силы тока (15.1) ст Dq = IDt. Поэтому А = EIDt. (15.17) cт При совершении этой работы на внутреннем и внешнем участках цепи, сопротивления которых r и R, выделяется некоторое количество теплоты. По закону Джоуля—Ленца оно равно: Q = I2RDt + I2rDt. (15.18) По закону сохранения энергии A = Q, откуда получаем ст E = IR + Ir. (15.19) ЗАПоМНИ Произведение силы тока и сопротивления участка цепи называют па- дением напряжения на этом участке. Таким образом, ЭДС равна сумме падений напряжения на внутреннем и внешнем участках замкнутой цепи. Сила тока в замкнутой цепи равна отношению ЭДС ис- ЗАКоН оМА ДЛЯ ЗАМКНУтоЙ ЦЕПИ точника тока к полному сопротивлению цепи: E I = . (15.20) R+r Согласно этому закону сила тока в цепи зависит от трёх величин: ЭДС E, сопротивлений R внешнего и r внутреннего участков цепи. Внутреннее сопротивление источника тока не оказывает заметного влияния на силу Л 368 ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ тока, если оно мало по сравнению с сопротивлением вн