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
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).