Задачи средней трудности. В1.В участок электрической цепи включают поочередно два амперметра, причем первый показывает меньшую величину тока

Рис. 12.14

В1.В участок электрической цепи включают поочередно два амперметра, причем первый показывает меньшую величину тока, чем второй. Какой амперметр имеет меньшее сопротивление?

В2.Как изменят свои показания амперметры, если в схеме, показанной на рис. 12.14, разомкнуть ключ К?

В3. Вольтметр с внутренним сопротивлением R₀ = 0,4 кОм подключен к участку цепи с сопротивлением R = 20 Ом и по­казывает напряжение V₀ = 100 В. Как велика погрешность DV в показаниях вольтметра, если сила тока в сети до разветвления постоянна?

Рис. 12.15   Рис. 12.16

B4.Найти показание вольтметра U с сопротивлением R в цепи, изображенной на рис. 12.15. Ток до разветвления равен I, сопротивления проводников R₁и R₂ известны.

B5. Для измерения напряжения сети 120 В последовательно соединили два вольтметра с номинальными напряже­ниями 100 В и сопротивлениями 20,0 и 15,0 кОм. Определить показания каждого вольтметра и наибольшее напряжение, которое можно измерить вольтметрами.

В6. Почему при определении сопротив­ления проводника с помощью амперметра и вольтметра (рис. 12.16) берут тем более высокоомный вольтметр, чем бóльшая точ­ность требуется от результата измерения?

Рис. 12.17

В7. Найти сопротивление проводника R₁ по показаниям амперметра (I = 5 А) и вольтметра (U = 100 В), включенных по схеме, показанной на рис. 12.17, если сопротивление амперметра R_А = = 1 Ом. Какова будет ошибка, если, предположив R_А << R₁, при расчетах пренебречь напряжением на амперметре?

В8.На школьном демонстрационном гальванометре (от амперметра) указаны сопротивление прибора 385 Ом и сила тока, вызывающая отклонение стрелки на одно деление, 3,8×10^-5 А/дел. Вся шкала имеет 10 де­лений. Каковы сопротивления приложенных двух шунтов, делающих прибор амперметром с пределами измерения 3,0 и10 А?

В9. Миллиамперметр с числом делений шкалы N = 50 имеет цену деления i₀= 0,50 мА/дел и сопротивление R = 200 Ом. Как этот прибор приспособить для измерения токов до значения I = 1,0 А?

В10. При шунтировании гальванометра сопротивлениями R₁, R₂ и R₃ в них ответвляется 90 %, 99 % и 99,9 % тока I общей цепи. Найти эти сопротивления, если сопротивление гальванометра R = 27 Ом.

В11.К амперметру с сопротивлением R = 0,10 Ом под­ключен шунт с сопротивлением R_ш = 11,1 мОм. Найти ток, текущий через амперметр, если ток в общей цепи I = 27 А.

В12. Параллельно амперметру с сопротивлением R = 0,030 Ом включен медный проводник длины l = 10 см и диаметра D = l,5 мм. Найти ток в цепи I, если амперметр показывает ток I₀ = 0,40 А. Удельное сопротивление меди r = 0,017 мкОм×м.

В13.Вольтметр рассчитан на измерение напряжений до максимального значения V₀ = 30 В. При этом через вольт­метр идет ток I = 10 мА. Какое добавочное сопротивление R_д нужно присоединить к вольтметру, чтобы им можно было измерять напряжения до V = 150 В?

В14.Вольтметр с сопротивлением R = 50,0 кОм, подключенный к источни­ку тока вместе с добавочным сопротив­лением R_д = 120 кОм, показывает на­пряжение V₀ = 100 В. Найти напряже­ние V источника тока.

В15.Вольтметр, соединенный последовательно с сопротивлением R₁ = 10 кОм, при включении в сеть с напря­жением V = 220 В показывает напряжение V₁= 70 В, а соединенный последовательно с сопротивлением R₂, пока­зывает напряжение V₂ = 20 В. Найти сопротивление R₂.

В16.К миллиамперметру, рассчитанному на максимальный ток I = =100 мА, присое­диняют добавочное сопротивление, чтобы получить вольтметр, которым можно из­мерять напряжение до U = 220 В. Какой должна быть величина R_д этого сопротивления, если известно, что при шунтировании миллиамперметра сопротивлением R_ш = 0,20 Ом цена его деления возрастает в п = 10 раз?

В17.Имеется прибор с ценой деления i₀= 10 мкА, Шкала прибора имеет п = 100 делений, внутреннее со­противление прибора r = 50 Ом. Как из этого прибора сделать вольтметр для измерения напряжения до U = = 200 В или миллиамперметр для измерения токов до I₀ = 800 мА?

Задачи трудные

С1. Даны две схемы (рис. 12.18). Как изменятся показания приборов при перемещении ползунка реостата? Как изменится накал волоска электрической лампы в той и другой схеме?

Рис. 12.18 Рис. 12.19

С2. Определяя сопротивление лампочки карманного фонаря, уча­щийся ошибочно составил цепь, схема которой приведена на рис. 12.19. Описать режим работы этой цепи и указать, какими приблизительно бу­дут показания приборов, если напряжение на полюсах источника тока 2 В.

С3. Найти напряжение, которое покажет высокоомный вольтметр, включенный в схему так, как показано на рис. 12.20. Сопротивления резисторов R₁, R₂, R₃ и R₄ и напряжение U₀ известны.

Рис. 12.20 Рис. 12.21

С4.Собрана цепь, изображенная на рис. 12.21. Вольтметр показывает напряжение U₁= 20 В. Напряжение на входе цепи U₀= 100 В. Найти отношение тока, идущего через вольтметр, ктоку, идущему через правую часть потенциометра, если отношение сопротивлений, на которые движок делит потен­циометр, п = 2/3, причем большее сопротивление справа от движка.

С5. К потенциометру с сопротивлением R = 4,0 кОм при­ложена разность потенциалов U = 110 В. Между концом потен­циометра и движком включен вольтметр сопротивлением R_в = 10 кОм. Что покажет вольтметр, если движок стоит посередине потенциометра?

С6.Электрическая цепь состоит из источника тока с напряжением U = 180 В и потенциометра с полным сопро­тивлением R = 5,0 кОм. Найти показания вольтметров, при­соединенных к потенциометру по схеме, изображенной на рис. 12.22. Сопротивления вольтметров R₁ = 6,0 кОм и R₂ = 4,0 кОм. Движок х стоит посередине потенциометра.

Рис. 12.22 Рис. 12.23

С7. Найти сопротивление проводника R₁по показаниям амперметра (I = 5 А точно) и вольтметра (U = 100 В точно), включенных по схеме, изображенной на рис. 12.23, если сопротивление вольтметра R₂ = 2,5 кОм (точно). Какова будет ошибка в опреде­лении R₁, если, предположив, что R₁ << R₂, при расчетах пренебречь током, текущим через вольтметр?

С8. Необходимо измерить со­противление цепи, работающей от сети с напряжением U = 120 В. Имеется гальванометр с чувствительностью i₀ = = 10 мкА/дел (сила тока, соответствующая одному делению шкалы гальванометра). Как следует включить гальванометр, чтобы он работал как омметр? Какое наименьшее сопротивление цепи можно изме­рить таким гальванометром, если его шкала имеет п = 40 делений? Построить шкалу такого омметра в омах на деление. Внутренним сопротивлением прибора пренебречь.

С9. Имеются два сопротивления. Если амперметр зашунтировать одним из них, то цена его деления увеличится в п₁ раз, если амперметр зашунтировать другим, то цена деления увеличится в п₂раз. Как изменится цена деления амперметра, если для шунта использовать оба сопротивления, включив их между собой: а) последовательно; б) параллельно?

С10.Вольтметр имеет четыре предела измерения: 3,0; 15; 75 и 150 В. Наибольший допустимый (номинальный) ток при­бора I_ном = 0,30 мА. Найти добавочные сопротивления R₁, R₂, R₃, R₄, если внутреннее сопротивление вольтметра r = 1,0×10³Ом.

С11. Имеются два сопротивления. Если к вольтметру подключить одно из них, то цена его деления увеличится в n₁ раз, если включить второе, то она увеличится в п₂раз. Как изме­нится цена деления вольтметра, если эти сопротивления использовать одновременно, включив их между собой: а) после­довательно; б) параллельно?

С12. К гальванометру, сопротивление которого r = 290 Ом, присоединили шунт, понижающий чувствительность гальванометра в 10 раз. Какое сопротивление надо включить последовательно с шунтированным гальванометром, чтобы общее сопротивление осталось неизменным?