Электрические… — Задание 21 ЕГЭ по физике №00009505

Дано:

нихромовый проводник, $L_1 = L_2$, ток постоянный $I = \text{const}$, $\rho = \text{const}$, по графику $U_1 \gt U_2$

Найти:

как зависит $S$ от $x$

Решение:

По закону Ома для участка цепи при постоянном токе: $$U = IR = I \cdot \frac{\rho L}{S}$$ Ток $I$ и удельное сопротивление $\rho$ одинаковы для обоих участков, длины равны $L_1 = L_2$. Тогда напряжение зависит только от площади поперечного сечения: $$U \sim \frac{1}{S}$$ По графику $U_1 \gt U_2$, значит: $$S_1 \lt S_2$$ На участке от $0$ до $L_1$ площадь сечения $S_1$ (меньше), на участке от $L_1$ до $L_1 + L_2$ площадь сечения $S_2$ (больше). Проводник ступенчатый: сначала тоньше, потом толще.