Global EE

Закон Ома и Цепи — Задание 15 ЕГЭ по физике №00017718

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

Закон Ома и Цепи

№2. Задание 15

ID: 00017718

На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник тока с ЭДС $\mathcal{E}$ и два резистора: $R_1$ и $R_2$. Резистор $R_1$ включён последовательно, а ключ $K$ подключён параллельно резистору $R_2$. В начальный момент времени ключ $K$ был замкнут. Если ключ $K$ разомкнуть, то как изменятся следующие три величины: сила тока через резистор $R_1$, напряжение на резисторе $R_2$, суммарная тепловая мощность, выделяющаяся на внешнем участке цепи? Внутренним сопротивлением источника тока 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.

Рисунок к заданию 15 ЕГЭ по физике — Закон Ома и Цепи

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Ключ $K$ стоит параллельно резистору $R_2$. Пока ключ замкнут, он «закорачивает» $R_2$ — ток идёт мимо него по ключу, и в работе только $R_1$. Когда ключ размыкают, $R_2$ снова включается в цепь последовательно с $R_1$. То есть размыкание добавляет сопротивление.

Шаг 1. Ток через R1

Ток через $R_1$ — это общий ток цепи. Было (ключ замкнут, $R_2$ закорочен): $I=\dfrac{\mathcal{E}}{R_1}$. Стало (ключ разомкнут): $I=\dfrac{\mathcal{E}}{R_1+R_2}$. Знаменатель вырос, значит ток уменьшится (2).

Шаг 2. Напряжение на R2

Пока ключ был замкнут, $R_2$ закорочен, и напряжение на нём равнялось нулю. После размыкания через $R_2$ потёк ток, и на нём появилось напряжение $U_{R_2}=IR_2\gt 0$. С нуля до положительного — значит увеличится (1).

Шаг 3. Мощность на внешней цепи

При $r=0$ мощность $P=\mathcal{E}I$. Ток уменьшился — мощность уменьшится (2).

Подвох в напряжении на $R_2$: пока его закорачивал ключ, оно было нулевым, а после размыкания стало ненулевым — то есть выросло, хотя общий ток упал.

Ответ

212

Видеоразбор

Другие задания по теме «Закон Ома и Цепи» (8)