Задание 11 ЕГЭ по физике №00017153

Задание №11. Электричество

Работа и Мощность Электрического Тока

№2. Задание 11

ID: 00017153

Какая тепловая мощность будет выделяться на резисторе $$R_3$$ в схеме, изображённой на рисунке, если резистор $$R_4$$ перегорит (превратится в разрыв цепи)? Все резисторы, включённые в схему, имеют одинаковое сопротивление $$40$$ Ом. Внутреннее сопротивление источника $$r = 2$$ Ом; его ЭДС $$50$$ В.

(см. рисунок)

Рисунок к заданию 11 ЕГЭ по физике — Работа и Мощность Электрического Тока

Источник: Сборник Гиголо

Решение

Идея

Схема — две параллельные пары резисторов, соединённые последовательно: ( $R_1\parallel R_2$ ) и ( $R_3\parallel R_4$ ). Когда $$R_4$$ перегорает, во второй паре остаётся только $$R_3$$ , и теперь весь ток идёт через него. Дальше — закон Ома для полной цепи и закон Джоуля–Ленца.

Шаг 1. Внешнее сопротивление

Первая пара параллельна: $\dfrac{R}{2}=20$ Ом. Во второй паре после перегорания $$R_4$$ остаётся $$R_3=40$$ Ом. Они последовательны: $R_{внеш}=20+40=60$ Ом.

Шаг 2. Ток

$$R_3$$ теперь в неразветвлённой части, через него идёт весь ток источника: $I=\dfrac{E}{r+R_{внеш}}=\dfrac{50}{2+60}=\dfrac{50}{62}\approx0,806$ А.

Шаг 3. Мощность на $$R_3$$

$P_3=I^2R=0,806^2\cdot40\approx26$ Вт.

Ответ

$P_3 \approx 26$ Вт

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