Задание 14528D: Постоянный ток

Модель: элементы цепи сосредоточенные, провода идеальные; систему отсчёта связываем с неподвижной цепью. Механическое движение отсутствует, поэтому оси и проекции механических сил здесь не нужны. Положительные направления тока и напряжения выбираем согласованно; если полярность не задана, искомые заряд и напряжение понимаем по модулю.
1. Сравниваем установившиеся состояния до и после переключения. Амперметр измеряет общий ток; вольтметр подключён к левому резистору R, а не к выводам источника. При разомкнутом ключе после зарядки конденсатора постоянного тока в цепи нет. Через идеальный вольтметр ток также отсутствует. Поэтому I_A = 0 и U_V = IR = 0, хотя сам конденсатор заряжен.
2. Замыкание ключа создаёт проводящую ветвь через второй резистор R. После завершения переходного процесса ток через конденсатор вновь равен нулю; в токовом контуре два резистора R соединены последовательно.
По закону Ома для полной цепи
I_A′ = ℰ2R + r.
При положительных ℰ, R и r это значение больше исходного нуля, значит показание амперметра возрастает.
3. По закону Ома для измеряемого левого резистора
U_V′ = I_A′R = ℰR2R + r > 0.
Значит показание вольтметра также увеличивается от нуля.
4. Проверка. Подстановка I_A′ в баланс напряжений даёт I_A′R + I_A′R + I_A′r = ℰ. Уменьшение напряжения выводов батареи при появлении тока не меняет ответа: вольтметр измеряет другую величину — падение на конкретном резисторе. Заряд конденсатора и длительность разрядного перехода не нужны для сравнения конечных показаний.

Ответ: показания обоих приборов увеличатся.