Найдите разность потенциалов между точками 1 и 2. Сформулируйте определения физических величин «сила тока» и «электродвижущая сила источника»

Данный скан содержит задания по физике, а точнее по разделу электричества и магнетизма, что соответствует лабораторной работе.

Разберем задания и дадим подробное объяснение их решений:

Задание 1. Найдите разность потенциалов между точками 1 и 2.

На изображении приведена схема электрической цепи, которая содержит следующие элементы:

• Источник тока с ЭДС \( \mathcal{E}_1 \) и внутренним сопротивлением \( r_1 \);
• Резистор \( R_1 \);
• Еще один источник тока с ЭДС \( \mathcal{E}_2 \) и внутренним сопротивлением \( r_2 \);
• Дополнительные резисторы \( R_2 \) и \( R_3 \).

Цель: найти разность потенциалов между точками 1 и 2 (\( \varphi_1 - \varphi_2 \)). Для начала вспомним, что разность потенциалов между двумя точками это:

\[ \Delta \varphi = \varphi_1 - \varphi_2 = \sum (I \cdot R) + \sum(\text{ЭДС}) \]

Где \( \sum (I \cdot R) \) — это сумма падений напряжений на всех сопротивлениях внутри контура (по закону Ома для участка цепи), а \( \sum (\text{ЭДС}) \) — это сумма электродвижущих сил по направлению обхода контура. Важно правильно выбрать направление тока и обход контура. Дано:

• \( \mathcal{E}_1 \) и \( \mathcal{E}_2 \) — электродвижущие силы (ЭДС) источников.
• \( r_1 \) и \( r_2 \) — внутренние сопротивления источников.
• \( R_1, R_2, R_3 \) — резисторы цепи.
• \( I \) — сила тока (одна и та же для всех элементов, так как схема последовательная).

1) Обход контура начинаем с точки 1. Проходим последовательно через все элементы контура, учитывая знаки по правилу Кирхгофа:

• При прохождении через резисторы с током направленным в сторону обхода, напряжение падает (знак «−»). Для элемента \( R_1 \) это будет \( I \cdot R_1 \), для \( R_2 \) — \( I \cdot R_2 \), а для \( R_3 \) — \( I \cdot R_3 \).
• Электродвижущие силы \( \mathcal{E}_1 \) и \( \mathcal{E}_2 \): ЭДС источника прибавляется, если направление обхода соответствует направлению ЭДС. Формула для разности потенциалов: \[ \Delta \varphi = \mathcal{E}_1 - I r_1 - I R_1 - I R_3 - I R_2 - I r_2 + \mathcal{E}_2 \]

Итак, чтобы посчитать разность потенциалов, необходимо знать:

1. Значения \( I \), \( R_1 \), \( R_2 \), \( R_3 \), \( r_1 \), \( r_2 \), а также \( \mathcal{E}_1 \) и \( \mathcal{E}_2 \).
2. Либо нужно решить сначала полное уравнение по закону Ома для полного тока в цепи.

Задание 2. Сформулируйте определения физических величин «сила тока» и «электродвижущая сила источника». Объясните термин «сторонняя сила».

1. Сила тока — это физическая величина, характеризующая движение заряженных частиц в проводнике. Сила тока численно равна количеству заряда, проходящему через поперечное сечение проводника за единицу времени. Формула: \[ I = \frac{q}{t}, \] где \( I \) — сила тока, \( q \) — заряд, \( t \) — время.
2. Электродвижущая сила (ЭДС) источника — это физическая величина, характеризующая работу сторонних сил по перемещению единичного заряда внутри источника тока. Величина ЭДС показывает, какая работа будет совершена сторонними силами по перемещению заряда внутри источника от одного его полюса к другому. Формула: \[ \mathcal{E} = \frac{A}{q}, \] где \( \mathcal{E} \) — ЭДС, \( A \) — работа сторонних сил, \( q \) — заряд.
3. Сторонняя сила — это сила неэлектрического происхождения, которая действует внутри источника электрического тока и производит работу по перемещению зарядов. Пример сторонней силы — химическая сила в батареях, которая перемещает заряды.

Теперь ты знаешь подробное объяснение для обоих заданий!