Для решения этой задачи воспользуемся законом Ома для полной цепи, который выражается формулой:
[ E = I \times (R + r) ]
где ( E ) — это электродвижущая сила (ЭДС) батареи, ( I ) — ток в цепи, ( R ) — внешнее сопротивление, и ( r ) — внутреннее сопротивление батареи.
У нас есть две ситуации:
- Когда внешнее сопротивление ( R = 5 ) Ом и ток ( I = 5 ) А.
- Когда внешнее сопротивление ( R = 2 ) Ом и ток ( I = 8 ) А.
Для первой ситуации:
[ E = 5 \times (5 + r) ]
Для второй ситуации:
[ E = 8 \times (2 + r) ]
Поскольку в обоих случаях мы имеем дело с одной и той же батареей, ЭДС ( E ) должна быть одинаковой. Поэтому приравняем правые части уравнений:
[ 5 \times (5 + r) = 8 \times (2 + r) ]
Раскроем скобки:
[ 25 + 5r = 16 + 8r ]
Перенесем все, что связано с ( r ), в одну сторону, а числа — в другую:
[ 25 - 16 = 8r - 5r ]
[ 9 = 3r ]
Решим уравнение для ( r ):
[ r = 3 \, \text{Ом} ]
Теперь, зная внутреннее сопротивление ( r ), найдем ЭДС ( E ), подставив значение ( r ) в одно из уравнений, например, первое:
[ E = 5 \times (5 + 3) ]
[ E = 5 \times 8 ]
[ E = 40 \, \text{В} ]
Таким образом, ЭДС батареи составляет 40 В.