Global EE

Задание 15 ЕГЭ по физике №00012719

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

Работа и Мощность Тока

№2. Задание 15

ID: 00012719

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 тепловая мощность, выделяемая на резисторе R1, и сила тока, протекающего по резистору R2, если ползунок реостата сдвинуть до конца вправо? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.


Источник: ФИПИ

Решение

Шаг 1. Анализ реостата

Судя по схеме, проводник подключен к правому краю реостата. Ток идет от правого края до ползунка. При сдвиге ползунка вправо длина рабочей части реостата сокращается, поэтому его сопротивление $R_3 \text{ (Ом)}$ уменьшается.

Шаг 2. Общий ток в цепи

При уменьшении $R_3 \text{ (Ом)}$ эквивалентное сопротивление параллельного участка (резисторы $R_2$ и $R_3$) падает. Следовательно, общее сопротивление всей цепи $R_{\text{общ}} \text{ (Ом)}$ тоже становится меньше.

По закону Ома для полной цепи (внутреннее сопротивление $r = 0 \text{ Ом}$), общий ток $I \text{ (А)}$ растет:

$I = \frac{\mathcal{E}}{R_{\text{общ}}} \text{ (А)}$

Шаг 3. Мощность на $R_1$

Через первый резистор течет весь общий ток цепи. Вычислим мощность:

$P_1 = I^2 R_1 \text{ (Вт)}$

Так как общий ток $I \text{ (А)}$ увеличился, выделяемая на резисторе $R_1$ мощность увеличится (цифра 1).

Шаг 4. Сила тока на $R_2$

Напряжение на параллельном участке $U_{23} \text{ (В)}$ равно ЭДС источника минус падение напряжения на первом резисторе:

$U_{23} = \mathcal{E} - I R_1 \text{ (В)}$

Поскольку ток $I \text{ (А)}$ вырос, вычитаемое значение $I R_1$ стало больше, значит, напряжение $U_{23} \text{ (В)}$ уменьшилось.

Ток через второй резистор:

$I_2 = \frac{U_{23}}{R_2} \text{ (А)}$

Так как напряжение $U_{23} \text{ (В)}$ упало, ток $I_2 \text{ (А)}$ уменьшится (цифра 2).

Ответ

12

Видеоразбор

Другие задания по теме «Работа и Мощность Тока» (8)