Закон Ома для полной цепи — тренажёр для 10 класса

Закон Ома для участка цепи знают все: I = U/R. Но что происходит внутри самой батарейки? У неё есть своё внутреннее сопротивление. Когда цепь замыкается, ток течёт не только по лампочке, но и внутри источника. Формула I = ε / (R + r) позволяет учесть эти скрытые потери. В тренажёре задачи построены на примерах с реальными источниками питания.

🚀 Попробовать без регистрации 📝 Задачи с решениями ⚔️ Вызвать на дуэль

Что проверяет эта тема

  • Понимать разницу между ЭДС и напряжением.
  • Применять закон Ома для полной цепи.
  • Учитывать внутреннее сопротивление источника.
  • Решать задачи с реальными батарейками.

Формулы и правила

Что ищем Формула Обозначения
Закон Ома для полной цепи $I = ε / (R + r)$ ε — ЭДС источника (В), R — внешнее сопротивление, r — внутреннее сопротивление.
Падение напряжения $U = I \cdot R$ Напряжение на внешней части цепи.
КПД источника $η = R / (R + r)$ Отношение полезного напряжения к ЭДС.

Разбор задачи по шагам

Задача: Батарейка с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключена к резистору 5 Ом. Найти силу тока в цепи.

Шаг 1. Записываем формулу. I = ε / (R + r). Почему: Это полная цепь. Ток преодолевает не только резистор (5 Ом), но и внутреннее сопротивление самой батарейки (1 Ом).

Шаг 2. Складываем сопротивления. R + r = 5 + 1 = 6 Ом.

Шаг 3. Считаем ток. I = 12 / 6 = 2 А.

Шаг 4. Записываем ответ. Сила тока в цепи равна 2 Ампера.

Ещё один разбор

Задача. ЭДС $19$ В, $R=47$ Ом, $r=3.8$ Ом. Сила тока (А)?

1
Закон Ома для полной цепи: $I = \frac{\varepsilon}{R + r}$.
$\varepsilon=19$ В, $R=47$ Ом, $r=3.8$ Ом
2
Вычисляем.
$I = \frac{19}{47 + 3.8} = 0.37$ А

Ответ: 0.37

Типичные ошибки

Ошибка: Забывают про внутреннее сопротивление
Почему: Используют формулу для участка цепи I = U/R
Как проверить: Если в задаче упоминается ЭДС (ε) или r, используйте полную формулу I = ε / (R + r).
Ошибка: Путают ЭДС и напряжение
Почему: Считают их одинаковыми
Как проверить: ЭДС — это работа сторонних сил внутри источника. Напряжение — это то, что остаётся для внешней цепи после потерь внутри источника.
Ошибка: Складывают параллельные сопротивления неверно
Почему: Иногда в цепь включают несколько резисторов
Как проверить: Сначала найдите общее внешнее сопротивление R (последовательно или параллельно), только потом подставляйте в формулу.

Типы задач в тренажёре

В тренажёре:

  • Прямой расчёт силы тока по ЭДС и сопротивлениям.
  • Нахождение ЭДС по известному току.
  • Нахождение внутреннего сопротивления.
  • Задачи на КПД источника (полезная мощность).

Все ответы с пошаговым решением.

Кому и когда это нужно

Тема изучается в 10 классе (базовый) и 11 классе (профильный). В ЕГЭ по физике это задание № 16.

Родителям: объясните на примере водопровода. ЭДС — это давление воды на станции. Внутреннее сопротивление — это узкие ржавые трубы в подвале. До вашего крана доходит меньше воды, чем выходит со станции.

Частые вопросы

Почему напряжение на зажимах меньше ЭДС?

Потому что часть энергии тратится на преодоление внутреннего сопротивления самого источника. U = ε - I·r.

Когда ток будет максимальным?

При коротком замыкании (R = 0). Но это опасно! Ток будет равен ε/r, и источник может перегреться.

Примеры задач

ЭДС $5$ В, $R=37$ Ом, $r=4.3$ Ом. Сила тока (А)?
Ответ: 0.12
ЭДС $2$ В, $R=6$ Ом, $r=0.5$ Ом. Сила тока (А)?
Ответ: 0.31
ЭДС $8$ В, $R=38$ Ом, $r=2.8$ Ом. Сила тока (А)?
Ответ: 0.2

Готовы попробовать свои силы?

В тренажёре задачи проверяются автоматически, а после ошибки показывается пошаговое решение.

Перейти к задачам

Смежные темы

Закон Ома Последовательное соединение Параллельное соединение