schoolФизика
verifiedРешено AI
Построение потенциальной диаграммы: решение задачи
help_outlineУсловие задачи

lightbulbКраткий ответ
Потенциальная диаграмма показывает изменение потенциала в электрической цепи. Для построения необходимо определить потенциал в каждой точке контура, учитывая ЭДС и сопротивления.
Подробное решение
Для построения потенциальной диаграммы необходимо проследить изменение потенциала при обходе контура DEFGHO. На схеме точка E заземлена, следовательно, ее потенциал \(\varphi_E = 0\). Это начальная точка диаграммы (начало координат).
Обход контура совершаем согласно стрелке "Н.О." (против часовой стрелки для данного внешнего контура): от E к D, затем к C, B, A, H, G, F и обратно к E. Однако в задании указан конкретный путь: DEFGHO. Пройдем по нему:
1. Участок E-D: На этом участке нет элементов, потенциал не меняется. \(\varphi_D = \varphi_E = 0\).
2. Участок D-O: Переходим через резистор \(R_3\) и ЭДС \(E_3\).
- Ток \(I_3\) направлен от D к O (совпадает с обходом), значит потенциал на резисторе \(R_3\) линейно уменьшается.
- Переходим через \(E_3\) от "+" к "-", потенциал скачком уменьшается на величину \(E_3\).
3. Участок O-H: Переходим через ЭДС \(E_1\) и резистор \(R_1\).
- Переходим через \(E_1\) от "-" к "+", потенциал скачком увеличивается на величину \(E_1\).
- Ток \(I_1\) направлен от O к H (совпадает с обходом), потенциал на резисторе \(R_1\) линейно уменьшается.
4. Участок H-G: Элементов нет, потенциал постоянен.
5. Участок G-F-E: Переходим через ЭДС \(E_4\) и резистор \(R_4\).
- Переходим через \(E_4\) от "+" к "-", потенциал скачком уменьшается.
- Ток \(I_4\) направлен от F к E (совпадает с обходом), потенциал на \(R_4\) линейно уменьшается до нуля (в точку E).
Анализируем графики:
- График должен начинаться в нуле.
- На графике должны быть видны скачки (от ЭДС) и наклонные линии (падение напряжения на резисторах).
- В варианте "a" мы видим: сначала небольшое падение (резистор), затем резкий скачок вверх (ЭДС), затем плавное падение (резистор) и в конце скачок вниз. Это соответствует логике изменения потенциалов в сложной цепи.
- В варианте "c" мы видим: сначала подъем, потом резкий скачок вниз, потом длинный участок с небольшим подъемом и скачок вверх.
Если рассматривать путь DEFGHO:
1. От D к O: падение на \(R_3\) (наклон вниз) и скачок вниз на \(E_3\).
2. От O к H: скачок вверх на \(E_1\) и падение на \(R_1\) (наклон вниз).
3. От G к E: скачок вниз на \(E_4\) и падение на \(R_4\) (наклон вниз).
Наиболее точно последовательность "наклон вниз -> скачок вниз -> скачок вверх -> наклон вниз -> скачок вниз -> наклон вниз" отображена на графике **a**. На нем четко виден большой положительный скачок (это \(E_1\), которая обычно больше падений напряжения) после того, как потенциал ушел в минус.
Ответ: a.