Решите задачи: Определить силу тока в проводнике R3 и напряжение на концах проводника R3 (рис.5), если ЭДС источника 2,1В, его внутреннее сопротивление 1,2 Ом; R₁ = 7 Ом; R₂ = 5 Ом; R3 = 4 Ом. Какой ток течёт через амперметр с пренебрежимо малым сопротивлением источника в схеме (рис.6), если R₁ =15 Ом; R₂=R3 =R4= 10 Ом; ЭДС = 7,8B?

Решение задачи 3.1 (Рисунок 5): 1. Находим общее сопротивление цепи. R2 и R3 соединены последовательно, поэтому их общее сопротивление: $$R_{23} = R_2 + R_3 = 5 Ом + 4 Ом = 9 Ом$$ 2. Теперь R1 и R23 соединены параллельно. Их общее сопротивление: $$R_{123} = \frac{R_1 \cdot R_{23}}{R_1 + R_{23}} = \frac{7 Ом \cdot 9 Ом}{7 Ом + 9 Ом} = \frac{63}{16} Ом = 3.9375 Ом$$ 3. Полное сопротивление цепи с учетом внутреннего сопротивления источника: $$R = R_{123} + r = 3.9375 Ом + 1.2 Ом = 5.1375 Ом$$ 4. Общий ток в цепи (по закону Ома для полной цепи): $$I = \frac{\mathcal{E}}{R} = \frac{2.1 В}{5.1375 Ом} = 0.4089 А$$ 5. Напряжение на участке с R1, R2 и R3 (параллельное соединение R1 и R23): $$U_{123} = I \cdot R_{123} = 0.4089 А \cdot 3.9375 Ом = 1.6095 В$$ 6. Ток через R3 (т.к. R2 и R3 соединены последовательно, ток через них одинаков): $$I_3 = \frac{U_{123}}{R_{23}} = \frac{1.6095 В}{9 Ом} = 0.1788 А$$ 7. Напряжение на концах R3: $$U_3 = I_3 \cdot R_3 = 0.1788 А \cdot 4 Ом = 0.7152 В$$ Ответ: Ток через R3 равен 0.1788 А, напряжение на концах R3 равно 0.7152 В. Решение задачи 3.2 (Рисунок 6): 1. Амперметр показывает ток, текущий через него. Амперметр подключен параллельно к R3 и R4. Так как сопротивление амперметра пренебрежимо мало, то весь ток потечет через амперметр, а через R3 и R4 ток течь не будет. R3 и R4 можно исключить из схемы. 2. Тогда в цепи последовательно соединены R1 и R2. Общее сопротивление цепи: $$R = R_1 + R_2 + r = 15 Ом + 10 Ом + 0 Ом = 25 Ом$$ 3. Ток в цепи (по закону Ома): $$I = \frac{\mathcal{E}}{R} = \frac{7.8 В}{25 Ом} = 0.312 А$$ Ответ: Ток, текущий через амперметр, равен 0.312 А. Развёрнутое объяснение для школьника: В первой задаче (рис. 5) нам нужно найти, сколько тока течет через резистор R3 и какое напряжение на нем. Мы делаем это по шагам: сначала упрощаем схему, находя общее сопротивление параллельно соединенных резисторов R1 и R2+R3, затем находим общий ток в цепи, а потом, зная общее напряжение на параллельном участке, находим ток и напряжение на R3. Во второй задаче (рис. 6) у нас есть амперметр. Важно понять, что если сопротивление амперметра очень мало, то весь ток пойдет через него, и резисторы R3 и R4 можно не учитывать. После этого мы просто находим общее сопротивление цепи и вычисляем ток, который покажет амперметр.