Закон Ома и Цепи — Задание 15 ЕГЭ по физике №00014038

Разберём схему. Резистор $R_2$ и реостат $R_3$ подключены к одной и той же паре узлов — они соединены параллельно. Этот разветвлённый участок стоит последовательно с резистором $R_1$. Внутреннего сопротивления у источника нет.

Напряжение на $R_2$. Оно равно напряжению на всём разветвлённом участке. В начале $R_3=R$, и у участка две одинаковые ветви по $R$: его сопротивление $\dfrac{R}{2}$. Когда сопротивление реостата доходит до нуля, ветвь с реостатом становится просто проводом: она соединяет концы $R_2$ накоротко. Напряжение между концами провода без сопротивления равно нулю, значит, и на $R_2$ оно станет нулевым. По пути от $R$ к $0$ сопротивление участка всё время падает, и напряжение на нём уменьшается: уменьшится.

Суммарная мощность во внешней цепи. Вся мощность источника выделяется снаружи:

$$P=\dfrac{\mathcal{E}^2}{R_{\text{внеш}}}.$$

В начале $R_{\text{внеш}}=R+\dfrac{R}{2}=\dfrac{3R}{2}$, в конце остаётся только $R_1$: $R_{\text{внеш}}=R$. Внешнее сопротивление уменьшилось, а ЭДС та же — мощность выросла: увеличится.

Проверим себя числами: было $P=\dfrac{2\mathcal{E}^2}{3R}$, стало $P=\dfrac{\mathcal{E}^2}{R}$ — больше в полтора раза.

Итог: напряжение на $R_2$ — 2, мощность — 1.