ID: 00013164
На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник тока с ЭДС ε и три резистора: R1 = R, R2 = 2R и R3 = 2R. Как изменятся напряжение на резисторе R2 и суммарная тепловая мощность, выделяемая во внешней цепи, если ключ К перевести из положения 1 в положение 3? 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
Ключ выбирает, через какой резистор подключить цепь к $R_2$: положение 1 — через $R_1=R$, положение 3 — через $R_3=2R$. Резистор $R_2=2R$ включён последовательно.
В положении 1 сопротивление цепи $R_1+R_2=R+2R=3R$, ток $I=\dfrac{\varepsilon}{3R}$, напряжение на $R_2$: $U=IR_2=\dfrac{\varepsilon}{3R}\cdot2R=\dfrac{2\varepsilon}{3}$.
В положении 3 сопротивление $R_3+R_2=2R+2R=4R$, ток $I=\dfrac{\varepsilon}{4R}$, напряжение на $R_2$: $U=\dfrac{\varepsilon}{4R}\cdot2R=\dfrac{\varepsilon}{2}$.
Напряжение на $R_2$ уменьшилось ($\dfrac{2\varepsilon}{3}\gt \dfrac{\varepsilon}{2}$). Полное сопротивление выросло с $3R$ до $4R$, поэтому мощность $P=\dfrac{\varepsilon^2}{R_{внеш}}$ уменьшилась.
Итак: напряжение на $R_2$ уменьшится (2), суммарная тепловая мощность уменьшится (2).