Задание 15 ЕГЭ по физике · задача 269B40
|
|
На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник тока с ЭДС , два резистора и реостат. Сопротивления резисторов R1 и R2 одинаковы. Сопротивление реостата R3 можно менять. Как изменятся напряжение на резисторе R1 и суммарная тепловая мощность, выделяемая в цепи, если увеличить сопротивление реостата? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
| 1) | увеличится |
| 2) | уменьшится |
| 3) | не изменится |
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Напряжение на резисторе R1 | Суммарная тепловая мощность, выделяемая в цепи |
Показать ответ и разбор
Ответ: 22
Разбор
Схема устроена так: $R_{1}$ стоит последовательно с параллельным соединением $R_{2}$ и $R_{3}$. Поскольку $R_{1} = R_{2}$, это не меняет логику, но помогает понять распределение токов.
Когда мы увеличиваем $R_{3}$, сопротивление параллельной ветви $(R_{2}$ || $R_{3})$ растёт. Следовательно, растёт и общее сопротивление всей цепи.
ЭДС источника постоянна, а внутреннее сопротивление равно нулю, поэтому ток в цепи $I = \varepsilon / R$общ уменьшается.
Напряжение на $R_{1}$ — это $U_{1} = I \cdot R_{1}$. Ток падает, $R_{1}$ не меняется, значит $U_{1}$ уменьшается.
Суммарная тепловая мощность, выделяемая в цепи, равна $P = \varepsilon \cdot I ($для идеального источника). Ток уменьшается — мощность тоже уменьшается.
Итак, оба параметра уменьшаются.
Когда мы увеличиваем $R_{3}$, сопротивление параллельной ветви $(R_{2}$ || $R_{3})$ растёт. Следовательно, растёт и общее сопротивление всей цепи.
ЭДС источника постоянна, а внутреннее сопротивление равно нулю, поэтому ток в цепи $I = \varepsilon / R$общ уменьшается.
Напряжение на $R_{1}$ — это $U_{1} = I \cdot R_{1}$. Ток падает, $R_{1}$ не меняется, значит $U_{1}$ уменьшается.
Суммарная тепловая мощность, выделяемая в цепи, равна $P = \varepsilon \cdot I ($для идеального источника). Ток уменьшается — мощность тоже уменьшается.
Итак, оба параметра уменьшаются.