Задачи по физике эдс: Решение задач по теме: Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи. Класс 10. Профиль

Задачи на постоянный электрический ток с решением

В сегодняшней статье разберем несколько решений задач на одну из распространенных тем: постоянный электрический ток.

Даже если задачи вас не интересуют, подписывайтесь на наш телеграм – там есть актуальные новости для студентов всех специальностей. А еще у нас есть канал, где можно найти приятные скидки на наши услуги.

Постоянный электрический ток: задачи

Рубрика «Физика для чайников» может пригодится вам в учебе. Там есть не только интересные статьи, но и решения задач по разным темам:

1. Закон Ома.
2. Параллельное и последовательное соединение проводников.
3. Правила Кирхгофа.
4. Работа и мощность тока.
5. Электрический ток в металлах.
6. Электрический ток в полупроводниках.
7. Ток в электиролитах и др.

Кстати, прежде чем приступать к решению задач по теме постоянный электрический ток, рекомендуем прочитать общую памятку: так у вас будет систематизированный план действий для решения любой задачи. На всякий случай под рукой можно держать полезные формулы.

Задача на постоянный ток №1

Условие

К источнику тока с ЭДС 1,5 В присоединили катушку с сопротивлением 0,1 Ом. Амперметр показал силу тока, равную 0,5 А. Когда к источнику тока присоединили последовательно еще один источник тока с такой же ЭДС, то сила тока в той же катушке оказалась равной 0,4 А. Определить внутренние сопротивления первого и второго источников тока.

Решение

Изобразим первоначальную схему:

Общее сопротивление цепи:

По закону Ома для участка цепи запишем:

После последовательного подключения второго источника тока:

Ответ: 2,9 Ом; 4,5 Ом

Задача на постоянный ток №2. Мощность тока

Условие

Два медных проводника одинаковой длины соединены последовательно и подключены к источнику тока, внутренним сопротивлением которого можно пренебречь.  При протекании тока в первом проводнике выделяется мощность P1. Какая мощность P2 выделяется в проводниках при их параллельном соединении, если площадь сечения второго проводника вдвое больше площади сечения первого проводника?

Решение

Запишем выражения для силы тока и мощности, выделяемой на проводниках, с учетом того, что проводники соединены последовательно:

Сопротивление проводников равно:

Теперь запишем выражения для мощности и выразим P2 через P1:

Ответ: P2 = 0,5P1

Задача на постоянный ток №3. Взаимодействие токов

Условие

Определите модуль силы, действующей на единицу длины второго проводника с током со стороны двух других проводников. Токи в проводниках равны I1=2А, I2=3А, I3=2А. Расстояние l=10 см.

Решение

Направление силы показано на рисунке. 

Силы 1-2 и 3-2 соответственно равны:

Ответ: 205 мкА.

Задача на постоянный ток №4. Короткое замыкание

Условие

Определить силу тока короткого замыкания в цепи, если при силе тока 2 А мощность тока во внешней цепи равна 10 Вт, а при силе тока 5 А мощность тока во внешней цепи равна 15Вт.

Решение

Чтобы вычислить ток короткого замыкания, нужно знать ЭДС и внутреннее сопротивление источника:

Запишем выражения для мощности тока во внешней цепи и напряжения нагрузки:

Условие задачи позволяет составить систему уравнений и найти нужные величины:

Отсюда: 

Ответ: 9,5 А.

Задача на постоянный ток №5. Закон Ома

Условие

Определить силу тока, проходящего через сопротивление 7 Ом, если напряжение на нем составляет 21 В.

Решение

Для решения этой элементарной задачи необходим закон Ома:

Ответ: 3 А.

Вопросы на тему «Постоянный ток»

Вопрос 1. Что такое электрический ток?

Ответ. Электрический ток – это упрядоченное движение заряженных частиц.

Вопрос 2. Какой ток называется постоянным?

Ответ. Постоянный ток – это ток, который со временем не меняется по величине и не меняет направления.

Ксати, в нашем блоге вы можете почитать о войне токов между Николой Теслой (переменный ток) и Томасом Эдисоном (постоянный ток).

Вопрос 3. Что определяет сила тока?

Ответ. Сила тока – это скаляр, который определяет заряд, переносимый через поперечное сечение проводника за определенное время.

Вопрос 4. Что такое ЭДС?

Ответ. ЭДС (электродвижущая сила) – скалярная физическая величина, равная отношению работы сторонних сил при перемещении заряда от отрицательного полюса источника тока к положительному, к величине этого заряда.

Вопрос 5. Как звучит закон Ома в простейщем виде?

Ответ. Закон Ома для участка цепи без ЭДС гласит:

Сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.

Нужна помощь в решении задач и выполнении других заданий? Обращайтесь в профессиональный студенческий сервис в любое время.

Решение задач “ЭДС. Закон Ома для полной цепи” 10класс | Учебно-методическое пособие по физике (10 класс):

Опубликовано 17.05.2020 – 16:36 – Салей Елена Владимировна

Решение задач в рамках подготовки к к/р

Скачать:

Предварительный просмотр:

Подготовка к К/р « Законы постоянного тока»

1. К источнику с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключен реостат, сопротивление которого 5 Ом. Найти силу тока в цепи и напряжение на зажимах источника.

2. При подключении лампочки к батарее элементов с ЭДС 4,5 В вольтметр показал напряжение на лампочке 4 В, а амперметр — силу тока 0,25 А. Каково внутреннее сопротивление батареи.

3. В проводнике сопротивлением 2 Ом, подключенном к элементу с ЭДС 1,1В, сила тока равна 0,5 А. Какова сила тока при коротком замыкании элемента
4. Элемент с ЭДС 2,1 В и внутренним сопротивлением 0,2 Ом соединён с реостатом. Определить силу тока в цепи и сопротивление реостата, если напряжение на зажимах элемента 2 В. Какой длины надо взять для изготовления реостата железную проволоку, если площадь сечения 0,75 мм.
5. При подключении к батарее гальванических элементов резистора сопротивлением 9 Ом сила тока в цепи была 1 А, а при подключении резистора сопротивлением 4 Ом сила тока стала 1,5 А. Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление батареи.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

“Закон Ома для полной цепи ” (сценарий урока)

Представлен подробный сценарий урока. Тип урока: комбинированный. Вид: мультимедийный урок комплексного применения знаний. Материал подобран так, что триединая цель урока и задачи реализовались через …

10 класс Презентация по физике на тему “Работа и мощность постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.”

10 класс. Презентация по физике на тему “Работа и мощность постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.”…

Закон Ома для полной цепи

Урок изучения нового материала для 10 класса с исследовательским заданием по теме “Закон Ома для полной цепи”. При объяснении новой темы учащиеся участвуют в обсуждении вопросов, делают записи в тетра…

Решение задач на закон Ома для полной цепи

На данном уроке опробируется формирование ключевых компетентностей учащихся средствами современных педагогических технологий (технология личностно-ориентированного обучения,  технология дифференц…

Контрольная работа по теме “Законы постоянного тока. Закон Ома для полной цепи”, 10 класс

Контрольная работа составлена для проверки знаний обучающихся по темам “Законы постоянного тока. Закон Ома для полной цепи.&quot…

Методические рекомендации к изучению темы: « Решение квадратных уравнений» с применением теоремы Виета для решения приведенного квадратного уравнения и полного квадратного уравнени

Решать квадратные уравнения учащимся приходится часто в старших классах,  Решение иррациональных,  показательных , логарифмических ,тригонометрических уравнений  часто сводится к решени…

Решение задач на применение закона Ома для полной цепи.

Сегодня мы разберем методики решения нескольких задач, касающихся всех ключевых тем этой главы: правил соединения, законов Ома, работы тока и правил Кирхгофа….

Поделиться:

 

Задачи на ЭДС движения – GeeksforGeeks

Электромагнитная или магнитная индукция – это генерация электродвижущей силы в электрическом проводнике в изменяющемся магнитном поле. Майкл Фарадей открыл индукцию в 1831 году, а Джеймс Клерк Максвелл математически определил ее как закон индукции Фарадея. Закон Ленца описывает направление индуцированного поля. Уравнение Максвелла-Фарадея, одно из четырех электромагнитных уравнений Максвелла, было получено из закона Фарадея.

Электромагнитная индукция помогла электрическим компонентам, таким как катушки индуктивности и трансформаторы, а также таким устройствам, как электродвигатели и генераторы.

ЭДС движения

 

Концепция генерируемой площади также может быть использована для объяснения возникновения ЭДС индукции, когда проводник движется между двумя параллельными рельсами (площадь, охватываемая проводником в магнитном поле во время его движения ).

За время t расстояние, пройденное проводником д = объем.

Образуемая площадь, A = l vt

Поток, связанный с этой площадью, ϕ = BA = Blvt

Следовательно, ЭДС индукции,

|e| = dϕ/dt = bvl

индуцированный ток,

I = E/R

и

I = BVL/R

Правило Флеминга

Согласно этому закону, если мы вытяните большой палец правой руки и два соседних пальца перпендикулярно друг другу, центральный палец будет указывать в направлении индуцированного тока, при этом первый палец будет указывать в направлении магнитного поля, а большой палец будет указывать в направлении проводника. движение.

Сила магнитного поля на проводнике

 

Теперь по цепи протекает ток (проводник). На проводник с током при движении в магнитном поле действует сила Fm=Bil (максимальная), направление которой можно определить по правилу левой руки Флеминга.

В результате магнитная сила Fm=Bil, действующая на проводник PQ, направлена ​​в направлении, противоположном его скорости, и Fm=Bil=B(Bvl/R)l ; F _м =В ² вл ² /R

Мощность, рассеиваемая при перемещении проводника

Для равномерного движения стержня PQ скорость выполнения механической работы внешним агентом или механической мощностью, обеспечиваемой внешним источником, определяется как:

P _мех. = P _EXT = DW /DT = F _EXT .V = B ² VL ² /R × V

⇒P _MECH = B ² V ² L ^{2 2 V 2 L 2 / / R}

Кроме того, электрическая мощность, рассеиваемая на сопротивлении, используется для расчета скорости рассеивания тепла на сопротивлении.

P _Thermal = H/T = I ² R = (BVL/R) ² .R

P _Thermal B ² V ² L ² /R ^{MITE MIVE проводящего стержня в вертикальной плоскости}

Когда проводящий стержень выходит из состояния покоя (при t=0), его скорость (v) увеличивается, что приводит к ЭДС индукции (e), индукционному току I и магнитной силе (Fm) , а вес стержня остается постоянным.

 

Стержень будет достигать постоянной максимальной (конечной) скорости v _r if F _m =mg

So B ² Vr ² l ² /R=mg

⇒v _r =mgR/B ² l ²

Motion проводящего стержня на наклонной плоскости

 

Когда проводник начинает скользить сверху по наклонной плоскости, он скользит перпендикулярно своей длине, но под углом (90–θ) к направлению магнитного поля, как показано на рисунке .

 

Следовательно, ЭДС индукции на концах проводника

e=Bvsin(90–θ)l=Bvlcosθ

So индуцированный ток i=Bvlcosθ/R (направленный от Q к P).

Стержень будет двигаться вниз с постоянной скоростью, только если:

F _м cosθ=mg cos(90–θ)=mg sinθ

) l cosθ=mg sinθ

⇒v _T =mg R sinθ / B ² l ² cos ² θ

2 Ниже приведены различные ЭДС индукции

2:0003 Движение поезда в магнитном поле Земли: Поскольку ось колес поезда пересекает вертикальную составляющую B _v магнитного поля Земли, при движении поезда возникает разность потенциалов между концами оси колес. дорожки, и связанный с ними магнитный поток меняется. Возникает разность потенциалов, также известная как ЭДС. e=B _v lv Где l обозначает длину оси, а v обозначает скорость поезда.

Движение самолета в магнитном поле Земли: Поскольку самолет пересекает вертикальную составляющую B _v магнитного поля Земли, на крыльях самолета, летящего горизонтально на определенной высоте, возникает разность потенциалов или ЭДС. В результате ЭДС индукции равна e=B _v lv вольт, длина l крыльев самолета и скорость v полета.

Орбитальный спутник: ЭДС не будет наводиться, если плоскость орбиты искусственного спутника с металлической поверхностью соответствует экваториальной плоскости Земли. Когда плоскость орбиты пересекает плоскость экватора, возникает ЭДС.

ЭДС движения вследствие вращательного движения

• Токопроводящий стержень: Токопроводящий стержень длиной l вращается вдоль оси, проходящей через его закрепленный конец и перпендикулярной его длине, с постоянной угловой скоростью (ω). Магнитное поле (В) перпендикулярно плоскости бумаги.

ЭДС индукции поперек концов стержня e=1/2 Bl ² ω=Bl ² πv=Bl ² π/T

 

5 90 Цикл: Колесо:0004 В заданном магнитном поле каждая спица проводящего колеса вращается с угловой скоростью.

Каждая металлическая спица становится одинаковой ячейкой ЭДС e (скажем) за счет разрезания флюса, и все такие одинаковые ячейки соединяются параллельно e _net =e (ЭДС одиночной ячейки). Предположим, что N — количество спиц.

e _нетто =1/2Bωl ² ; ω=2πv

 

• Генератор медных дисков Фарадея: Вращающееся действие диска срезает линии магнитного поля.

 

Можно считать, что несчетные радиальные проводники составляют металлический диск. Эти радиальные проводники срезают силовые линии магнитного поля при вращении металлического диска в поперечном магнитном поле. Из-за этого разделения потока все ячейки становятся идентичными, каждая из ЭДС ‘e’, где e=1/2Bωr ² ,

Поскольку все идентичные ячейки соединены параллельно, результирующая ЭДС для диска равна нулю.

e _нетто =e=1/2Bωr ² =B(πr ² )v

• Полукруглая проводящая петля: Плоскость петли находится в плоскости бумаги для данной фигуры, полукруглая проводящая петля (ACD) радиуса ‘r’ с центром в точке O. Теперь петля повернута на постоянный угол скорость (ω) вдоль оси, проходящей через O и перпендикулярной плоскости бумаги. Эффективное сопротивление петли R.

 

За время t площадь, ометаемая петлей в поле, т.е. область II              

A=1/2r(rθ)=1/2r ² ωт ; dA/dt =r ² ω/2

Связь потока с вращающимся контуром в момент времени t,
ϕ=BA

Отсюда ЭДС индукции в контуре по величине |e|=dϕ/dt=B dA/dt =Bωr ² /2 и индуцированный ток  i=|e|/R=Bωr ² /2R

Периодические электромагнитные помехи

Предположим, что прямоугольная катушка с N витками сначала помещена в магнитное поле, перпендикулярное ее самолет.

 

ω–Угловая скорость

В–Частота вращения катушки 9где = Амплитуда потока или максимальный поток

Индуцированная EMF в катушке

E = –Dϕ/DT = NBAω SINOTTTHERYTY = E ₀ SINωT

, где

E ₀ = EMF Amplitud или Max.

ЭДС=NBAω=ϕ ₀ ω

Индуктивный ток

В любое время t , i=e/R=e ₀ Rsinωt=i ₀ sinωt

где i ₀ =амплитуда тока или макс. current i ₀ =e ₀ R=NBAωR=ϕ ₀ ωR

Примеры задач

Задача 1. Круглая антенна с площадью поверхности 3 м ² была построена в Мадурае. Плоскость площадки антенны наклонена под углом 47 ^o к направлению магнитного поля Земли. Найдите магнитный поток, связанный с антенной, если магнитуда поля Земли в этом месте равна 40773,9.нТл.

Раствор

B = 40773,9 нТл; θ = 90º – 47º = 43°;

A = 3m ²

We know that  ΦB = BAcosθ

= 40773. 9 × 10 ^-9 × 3 × cos43º

=89.47 × 10 ^-6 Wb

=89.47 μ Wb

Задача 2. В однородном магнитном поле 0,2 Тл вращается круговой контур площадью 5 x 10 ^-2 м ² . Если петля вращается вокруг своего перпендикуляра к диаметру магнитного поля. Когда плоскость петли I нормальна к полю, (ii) наклонена под углом 60 ^o к полю и (iii) параллельно полю, найти связанный с ним магнитный поток.

Раствор

A = 5 ´ 10 ^-2 м ² ; B = 0,2 T

(i) θ = 0 °

φ _B = BA COSθ

= 0,2 × 5 × 10 ^-2 × COS 0 °

= 10 ^-2 WB

( ii) θ=30°

Φ _B =BA cosθ

=0,2 × 5 × 10 ^-2 × cos 30°

=8,66 × 10 ^-3 Wb

(iii) θ=90°

=0

Задача 3. Катушка имеет 1000 витков и площадь поверхности 500 см ² . Поле магнитной индукции 2 × 10 ^-5 Вб/м ² расположено под прямым углом к ​​плоскости катушки. За 0,2 секунды катушка поворачивается на 180 градусов. Средняя ЭДС катушки (в милливольтах)

Решение

ЭДС = △t/△ϕ

0007

= 2 × 2 × 10 ⁻⁵ × 500 × 10 ⁻⁴ × 1000/ 0,2

= 10 × 10 ⁻³

В = 10 МВ

Проблема 4: Вычисление 40007 В = 10 МВ

. ЭДС движения, индуцированная вдоль проводника длиной 20,0 км, движущегося с орбитальной скоростью 7,80 км/с перпендикулярно магнитному полю Земли 5,00×10 ⁻⁵ Тл. Мы знаем0063 4 м)(7,80×10 ³ м/с)

=7,80×10 ³ В.
 

, замкнутая катушка с 40 витками и площадью 200 см ² витая. Он вращается за 0,2 секунды из положения, в котором его плоскость образует угол 30 ^o с полем, до положения, перпендикулярного полю. Определить величину ЭДС индукции в катушке в результате ее вращения.

Solution

N = 40 витков; B = 2 Вб·м ^-2

A = 200 см ² = 200 ´ 10 ^-4 м ² ;

Начальный поток, φ _I = BA COS θ

= 2 × 200 × 10 ^-4 × COS60 °

= 2 × 10 ^-2 WB

Final Flux, φ _F = BA

cos θ

=2 × 200 × 10 ^-4 × cos0°

=4 × 10 ^-2 Wb

Величина ЭДС индукции равна

= 40 × (4 × 10 ^-2 – 2 × 10 ^-2 ) / 0,2

= 4 В

Задача 6. Магнитный поток распространяется на бумагу перпендикулярно плоскости схемы . Если магнитный поток изменяется во времени согласно следующему уравнению: Когда t = 3 с и B = (2t ³ +3t ² + 8t +5) мВб, какова величина ЭДС индукции в контуре? Определить направление тока в цепи.

Решение

(i)Φ _B = (2t ³ +3t ² + 8t +5) мВб;

N =1, t = 3 с

ε=d(NΦ _B )/dt

=(6t ² + 6t + 8) × 10 ^-3

ε=[(6×9)+(6×3)+8] × 10 ^-3

=80 мВ

(ii) Магнитный поток, связанный с контуром, растет со временем. Направление индуцированного тока должно быть таким, чтобы он препятствовал увеличению потока в соответствии с законом Ленца. В результате индуцированный ток течет таким образом, что создает магнитное поле, полярно противоположное обеспечиваемому полю. Это магнитное поле направлено наружу перпендикулярно. В результате индукционный ток течет в противоположном направлении.

Задача 7. Металлический проводник длиной 1 м вращается вертикально вокруг одного из концов с угловой скоростью 5 радиан в секунду. Если горизонтальная составляющая магнитного поля Земли равна 0,2×10 ⁻⁴ Тл, то между двумя концами проводника возникает ЭДС?

Решение

I = 2M, W = 5RAD/S,

B = 0,2 × 10 ⁻⁴ T

ε = BωL/2

= 0,2 × 100063 –4 × 5

= 0,2 × 100063 –4 × 5. 50007 = 0,2 × 100063 –4 × 5

= 0,2 × 100063 –4 × 5

= 0,2 × ^–4 × 5

= 0,2 × ^–4 × 5

= 0,2 × ^–4 × 5

. ×1/2

​=50 мкВ

Практические задачи. Решения коротких замыканий

Практические задачи. Решения коротких замыканий

1. (умеренная) При наличии стандартного лабораторного оборудования, как бы вы определили ЭДС и внутреннее сопротивление стандартной батареи фонарика? Напишите процедуру, которой мог бы следовать однокурсник.
В качестве одного из методов можно использовать следующую процедуру:
Шаг 1. Подключите цепь, содержащую батарею, амперметр и резистор известного сопротивления (R ₁ ). Выберите резистор, который позволит обеспечить разумный ток.

Шаг 2: Используйте амперметр для определения силы тока (I ₁ ). Запишите это значение.
Шаг 3: Используйте правило цикла, чтобы связать параметры:
ε – I ₁ r – I ₁ R ₁ = 0
Шаг 4: Замените известный резистор другим известным резистором (R ₂ ). Повторите шаги 1 и 2. Запишите результаты.
Шаг 5: Создайте второе правило цикла, чтобы снова связать параметры:
ε – I ₂ r – I ₂ R ₂ = 0
Каждое из правил цикла содержит одни и те же неизвестные, ε и r. Используя два уравнения, найдите неизвестные.

2. (умеренная) Цепь с одним контуром состоит из батареи (10 В с внутренним сопротивлением 1 Ом) и нагрузочного резистора (100 Ом). Также доступен один кусок провода, который может закоротить аккумулятор. Определите напряжение на клеммах батареи до и после короткого замыкания.
Перед коротким:
Суммарное R = 101 Ом
Найдите ток:
В = IR
10 = I(101)
I = 0,099 А
Напряжение на клеммах = ЭДС – Ir = 10 – (0,099)(1) = 9,9 В :
В = Ir (для контура ЭДС и внутреннего резистора)
10 = I(1)
I = 10
Напряжение на клеммах = ЭДС – Ir = 10 – 10(1) = 0

3. (просто) Фонарик батарея (ЭДС 1,5 В) закорочена проводом почти нулевого сопротивления. Сила тока в проводе 28 А. Найти внутреннее сопротивление батареи.
Поскольку внутреннее сопротивление является единственным доступным сопротивлением:
э.д.с. = Ir
1,5 = (28)r
r = 0,054 Ом

4. (умеренная) Резистор 2,0 Ом присоединен к батарее 12 В. Измеренное напряжение на клеммах составляет 8,5 В. Каково внутреннее сопротивление батареи?
ЭДС = I(R + r)
12 = I(2 + r)
I = 12/(2 + r)
Напряжение на клеммах = ЭДС – Ir
8,5 = 12 – (12/(2 + r))r
-3,5 = -12r/(2 + r)
-3,5(2 + r) = -12r

-7 – 3,5r = -8,5r
-7 = -8,5r
r = 0,82 Ом

5. ( средняя) Простая схема состоит из батареи на 12 В (внутреннее сопротивление которой составляет 0,1 Ом) и резистора на 100 Ом. Сравните мощность, рассеиваемую аккумулятором до и после короткого замыкания.
До короткого замыкания:
Общее сопротивление = R _T = 100,1 Ом
ε = IR _T
12 = I(100,1)
I = 0,12 A
(это ток через аккумулятор)
P = I ² r = (0,12) ² (0,1) = 0,00144 Вт, рассеиваемых аккумулятором
После короткого замыкания:
ε = Ir
12 = I(0,1)
I = 120 А
(Это новый ток через аккумулятор)
P = I

2 r = (120) ² (0,1) = 1440 Вт, рассеиваемый аккумулятором
Это короткое замыкание вызовет сильный нагрев аккумулятора и может быть опасным.

6. (жесткий) На приведенном ниже рисунке показаны две батареи (с внутренним сопротивлением), подключенные к нагрузочному резистору. Если внутреннее сопротивление нижней батареи составляет 0,016 Ом, а верхней батареи — 0,012 Ом, определите сопротивление (R), если обнаружено, что одна из батарей не имеет напряжения на клеммах. Также определите, какая батарея может показывать это состояние.

Общее сопротивление в цепи R _T = R + 0,028 Ом
Если напряжение на клеммах нижней батареи равно нулю:
12 – Ir ₁ = 0
12 – I(0,016) = 0
I = 750 А
Если это так, весь контур цепи будет показывать:
24 = IR _T = 750(R + 0,028) R = 0,004 Ом
Если напряжение на клеммах верхней батареи равно нулю:
12 – Ir ₂ = 0
12 – I (0,012) = 0
I = 1000 A
В этом случае весь контур цепи будет показывать:
24 = IR _T = 1000(R + 0,028)
В этом случае для R нет решения.
Таким образом, R = 0,004 Ом, а нижняя батарея — это батарея без напряжения на клеммах.

7. (жесткий) Батарейка (r = 0,5 Ом) подключена к x количеству лампочек (каждая одинаковая с R = 15 Ом). Все лампочки подключены параллельно аккумулятору. Напряжение на клеммах измеряется как ½ ЭДС. Найдите х.
R _лампы = 1/(x/15) = 15/x
R _эфф = R _лампы + r
R _эфф = (15/x) + (0,5)
Найдите ЭДС
ЭДС = I(R _эфф )
ЭДС = I[(15/x) + 0,5]
Теперь найдите x:
Напряжение на клеммах = ½ЭДС = ЭДС – Ir
½(I[(15/x) + 0,5] = I[(15/x) + 0,5] – Ir
15/x + 0,5 = 30/x + 1 – 2(0,5)
0,5 = (30 /x) – (15/x) = 15/x
x = 15/0,5 = 30

Другой способ думать об этом состоит в том, что нагрузочный резистор и внутреннее сопротивление должны иметь одинаковое значение, чтобы каждый из них имел одинаковое падение напряжения. Это позволило бы напряжению на клеммах быть вдвое меньше ЭДС 30 лампочек с сопротивлением 15 Ом (все параллельно) имеют эффективное сопротивление 0,5 Ом, как и внутреннее сопротивление.