Объяснение:
Дано:
ε = 3
ρ / ρ₁ - ?
1)
Пусть сила тяжести шарика равна m·g
Сила притяжения шарика к пластине F.
Шарик в равновесии, поэтому запишем
m·g = F
ρ·g·V = F (1)
2)
Заливаем диэлектрик.
Сила тяжести не изменилась.
Сила притяжения стала в ε раз меньше:
F₁ = F / ε.
Кроме того появляется и выталкивающая сила:
Fₐ = ρ₁·g·V
Но шарик по прежнему в равновесии:
m·g = F / ε + ρ₁·g·V (2)
Тогда, учитывая (1), имеем:
ρ·g·V = ρ·g·V / ε + ρ₁·g·V
ρ = ρ / ε + ρ₁
ρ· (1 - 1/ε) = ρ₁
ρ / ρ₁ = ε / (ε - 1)
ρ / ρ₁ = 3 / 2
Воспользуемся дважды законом Ома с учетом ЭДС и закономерностями последовательного соединения источников тока.
1) I₁ = E₁ / (Rv + r) => I₁*Rv + I₁*r = E₁, - Rv - сопротивление вольтметра, r - внутреннее сопротивление батарейки
U₁ + I₁*r = E₁ (1)
2) I₂ = 2*E₁ / (Rv + 2*r) => I₂*Rv + I₂*2*r = 2*E₁ => U₂ + 2*I₂*r = 2*E₂ (2)
Из 2-го вычтем 1-е
U₂ + 2*I₂*r - U₁ - I₁*r = 2*E₁ - E₁
U₂ - U₁ + r*(2*I₂ - I₁) = E₁
I₁ = U₁ / Rv, I₂ = U₂ / Rv
ΔU + r * (2 * U₂ / Rv - U₁ / Rv) = E₁
ΔU + r * (2*U₂ - U₁) / Rv = E₁
У нас неизвестны r и Rv, но мы знаем что r << Rv и поэтому слагаемое r * (2*U₂ - U₁) / Rv можно положить равным нулю.
ΔU = E₁ => E₁ = 2,7 V - 1,45 V = 1,25 V
