Siła elektromotoryczna

$\varepsilon = \dfrac{W}{q} = \dfrac{12}{2} = 6\ \text{V}$.

Bateria ma opór wewnętrzny. Gdy płynie prąd $I$, część SEM „gubi się" na tym oporze wewnętrznym (spadek napięcia $I\cdot r$). Napięcie na zaciskach to $U = \varepsilon - I r$. Im większy prąd, tym większy spadek na oporze wewnętrznym i tym niższe napięcie na zaciskach.

Z $\varepsilon = \dfrac{W}{q}$: $W = \varepsilon\cdot q = 4{,}5\cdot 3 = 13{,}5\ \text{J}$.

Rozwiązanie

Punkty $(R,U)$ tworzą krzywą rosnącą i dążącą do wartości granicznej. Gdy $R\to\infty$, napięcie na biegunach dąży do SEM (prąd $\to0$). Z ekstrapolacji (dla dużych $R$ napięcie $\approx5{,}8$–$6$ V) odczytujemy SEM $\approx6$ V.

Rozwiązanie

1. $U=\varepsilon\dfrac{R}{R+r}$. Dla $R=4,U=4{,}6$ oraz $R=16,U=5{,}6$:
2. $4{,}6=\varepsilon\tfrac{4}{4+r}$ i $5{,}6=\varepsilon\tfrac{16}{16+r}$. Rozwiązując: $r\approx1{,}25\ \Omega$, $\varepsilon\approx6$ V.

Odpowiedź: SEM $\approx6$ V, $r\approx1{,}25\ \Omega$.