Номер 7, страница 97 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

7. Измеряя напряжение на лампочке, учащийся по ошибке включил вольтметр не параллельно, а последовательно с ней (рис. 157). Как отразится такое включение на свечении лампочки и на показаниях амперметра?

Рис. 157

Для правильного измерения напряжения вольтметр, который обладает очень большим внутренним сопротивлением, подключают параллельно тому элементу цепи, на котором нужно измерить напряжение. Амперметр, наоборот, имеет очень малое внутреннее сопротивление и включается в цепь последовательно для измерения силы тока.

В ситуации, описанной в задаче, ученик совершил ошибку, подключив вольтметр последовательно с лампочкой и амперметром. Это привело к созданию цепи с последовательным соединением всех элементов: источника тока, ключа, амперметра, вольтметра и лампочки.

Решение

При последовательном соединении общее сопротивление цепи $R_{общ}$ равно сумме сопротивлений всех ее элементов:

$R_{общ} = R_{лампочки} + R_{амперметра} + R_{вольтметра}$

Внутреннее сопротивление вольтметра $R_{вольтметра}$ очень велико (обычно составляет несколько мегаом, $1 \text{ МОм} = 10^6 \text{ Ом}$), в то время как сопротивление лампочки $R_{лампочки}$ и амперметра $R_{амперметра}$ (которое близко к нулю) во много раз меньше. Поэтому общее сопротивление всей цепи будет очень большим и будет определяться в основном сопротивлением вольтметра:

$R_{общ} \approx R_{вольтметра}$

Согласно закону Ома для участка цепи, сила тока $I$ в цепи обратно пропорциональна ее общему сопротивлению: $I = \frac{U}{R_{общ}}$, где $U$ — напряжение источника тока.

Поскольку общее сопротивление $R_{общ}$ стало очень большим, сила тока $I$ в цепи будет ничтожно малой, практически равной нулю.

Свечение лампочки

Яркость свечения лампочки зависит от мощности $P$, которая выделяется на ней в виде тепла и света. Мощность рассчитывается по формуле $P = I^2 \cdot R_{лампочки}$. Так как сила тока $I$ в цепи близка к нулю, то и мощность, выделяемая на лампочке, будет практически нулевой. Этой мощности будет недостаточно для того, чтобы нить накала лампы разогрелась до температуры видимого свечения.
Ответ: лампочка светиться не будет.

Показания амперметра

Амперметр, включенный в цепь последовательно, измеряет силу тока $I$, протекающего через него. Так как он является частью общей цепи, он покажет общую силу тока. Поскольку, как было установлено выше, сила тока $I$ в цепи будет практически равна нулю из-за огромного сопротивления вольтметра, то и показания амперметра будут практически нулевыми.
Ответ: показания амперметра будут равны нулю или очень близки к нулю.