Задание 15 ЕГЭ по физике · задача 90722B
|
|
На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник тока с ЭДС и три резистора: R1 = R; R2 = 2R; R3 = 2R. Как изменятся сила тока в цепи и напряжение на резисторе R3, если ключ К перевести из положения 1 в положение 3? 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.
| Сила тока в цепи | Напряжение на резисторе R3 |
Показать ответ и разбор
Ответ: 21
Разбор
Давай разберём эту задачу по шагам, как будто мы вместе у доски. Сначала нужно понять, как меняется схема при переключении ключа.
Когда ключ К в положении 1, в цепи включены последовательно резисторы R₁ и R₂. Сопротивление цепи равно R₁ + R₂ = R + 2R = 3R. Сила тока в цепи: I₁ = ε / 3R. Напряжение на R₃ равно нулю, потому что он не подключен.
Когда ключ переводим в положение 3, в цепи теперь R₃ и R₂ соединены последовательно. Сопротивление цепи: R₃ + R₂ = 2R + 2R = 4R. Сила тока: I₃ = ε / 4R. Напряжение на R₃: U₃ = I₃·R₃ = (ε / 4R)·2R = ε/2.
Сравниваем: I₁ = ε/3R, I₃ = ε/4R. Поскольку 1/3 > 1/4, сила тока уменьшается. Напряжение на R₃ возрастает от 0 до ε/2. Значит, для силы тока ответ — 2 (уменьшится), для напряжения на R₃ — 1 (увеличится).
Когда ключ К в положении 1, в цепи включены последовательно резисторы R₁ и R₂. Сопротивление цепи равно R₁ + R₂ = R + 2R = 3R. Сила тока в цепи: I₁ = ε / 3R. Напряжение на R₃ равно нулю, потому что он не подключен.
Когда ключ переводим в положение 3, в цепи теперь R₃ и R₂ соединены последовательно. Сопротивление цепи: R₃ + R₂ = 2R + 2R = 4R. Сила тока: I₃ = ε / 4R. Напряжение на R₃: U₃ = I₃·R₃ = (ε / 4R)·2R = ε/2.
Сравниваем: I₁ = ε/3R, I₃ = ε/4R. Поскольку 1/3 > 1/4, сила тока уменьшается. Напряжение на R₃ возрастает от 0 до ε/2. Значит, для силы тока ответ — 2 (уменьшится), для напряжения на R₃ — 1 (увеличится).