СРОЧНО ВПР ПО ФИЗИКЕ 8 КЛАСС
Веня взял свой стрелочный амперметр, рассчитанный на измерение силы токи не более 6 А, решил увеличить сго предел измерений до 12 А. Для этого Веня присоединил параллельно к выходам амперметра дополнительный резистор (шунт) и переградуировал шкалу прибора, получив тем самым амперметр с уменьшенным внутренним сопротивлением и расширенным диапазоном измерений. То есть, когда через амперметр шёл ток силой 6 А, на новой шкале стрелка указывала на деление в 12 А
1) Если полный ток, текущий через параллельно соединённые амперметр и шунт, составляет 12 А, а ток, текущий через амперметр, составляет 6 А, то какой ток течет через шунт?
2) Если считать, что внутреннее сопротивление амперметра составляет 2 Ом, то чему равно сопротивление шунта, который Веня присоединил к амперметру?
3) Точность изготовления резисторов на заводе составляет ±5%. В каком диапазоне может лежать величина полного тока, текущего через шунт и амперметр, если амперметр по старой шкале показывает 2 А? Считайте показания амперметра по старой шкале точными. Напишите полное решение этой задачи.
1. Ток через шунт:
По закону сохранения заряда, полный ток, идущий через параллельно соединенные амперметр и шунт, равен сумме токов, текущих через каждый из них. Поэтому, если полный ток 12 А, а ток через амперметр 6 А, то ток через шунт составляет 12 А - 6 А = 6 А.
2. Сопротивление шунта:
Согласно закону Ома, напряжение на амперметре и шунте одинаково, поскольку они соединены параллельно. Обозначим:
• R_a — внутреннее сопротивление амперметра (2 Ом)
• I_a — ток через амперметр (6 А)
• R_sh — сопротивление шунта
• I_sh — ток через шунт (6 А)
Напряжение на амперметре: U_a = I_a × R_a = 6 А × 2 Ом = 12 В
Напряжение на шунте (оно же U_a): U_sh = I_sh × R_sh = 12 В
Отсюда, сопротивление шунта: R_sh = U_sh / I_sh = 12 В / 6 А = 2 Ом
3. Диапазон полного тока при показании амперметра 2 А:
• Показания амперметра (старая шкала): 2 А
• Ток через амперметр (по новой шкале): 2 А × (12 А / 6 А) = 4 А (Веня умножил на 2, перекалибровав шкалу)
• Сопротивление шунта (с учетом погрешности): Сопротивление шунта может колебаться в пределах ±5% от рассчитанного значения 2 Ом. Это означает, что R_sh может быть от 1.9 Ом (2 Ом 0.95) до 2.1 Ом (2 Ом 1.05).
• Ток через шунт (с учётом погрешности): Найдём предельные значения тока через шунт. Напряжение на амперметре: U_a = 4 A × 2 Ом = 8 В.
• При R_sh = 1.9 Ом: I_sh = U_a / R_sh = 8 В / 1.9 Ом ≈ 4.21 А
• При R_sh = 2.1 Ом: I_sh = U_a / R_sh = 8 В / 2.1 Ом ≈ 3.81 А
• Полный ток (с учётом погрешности): Полный ток - это сумма тока через амперметр и тока через шунт.
• Минимальный полный ток: 4 А + 3.81 А = 7.81 А
• Максимальный полный ток: 4 А + 4.21 А = 8.21 А
Ответ:
1. Через шунт течёт 6 А.
2. Сопротивление шунта равно 2 Ом.
3. Полный ток, текущий через шунт и амперметр, может лежать в диапазоне от 7.81 А до 8.21 А, если амперметр по старой шкале показывает 2 А.
в 1 ответ энергетический ток
2 - 10 ом
3 - 2 Ам