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).