В первом случае адреса не равны, почему? Слева - адрес массива, который идентичен адресу &arr[0], справа - указатель туда же. Во втором же случае, когда явно указал индекс массива 0, получаю одинаковые адреса.
Потому что arr и ptr - это две разных переменных. Соответственно, они не могут занимать одну и ту же область памяти. &arr[0] "идентичен" arr, а не &arr.