Global EE

Закон Ома и Цепи — Задание 15 ЕГЭ по физике №00017719

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

Закон Ома и Цепи

№2. Задание 15

ID: 00017719

На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник постоянного напряжения с ЭДС $\mathcal{E}$ и три резистора: $R_1$, $R_2$ и $R_3$. Ключ $K$ — переключатель: в положении 1 в цепь последовательно с $R_2$ включается резистор $R_1$; в положении 2 эта ветвь замыкается голым проводом (накоротко); в положении 3 включается резистор $R_3$. Как изменятся сила тока в цепи и суммарная тепловая мощность, выделяемая во внешней цепи, если ключ $K$ перевести из положения 1 в положение 2? 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 выбирает, что стоит в цепи последовательно с $R_2$. В положении 1 это резистор $R_1$, а в положении 2 — просто провод (сопротивление ноль). Значит перевод $1\to2$ убирает из цепи резистор $R_1$, и общее сопротивление падает. Внутренним сопротивлением пренебрегаем.

Шаг 1. Сила тока

В положении 1: $I_1=\dfrac{\mathcal{E}}{R_1+R_2}$. В положении 2: $I_2=\dfrac{\mathcal{E}}{R_2}$ (вместо $R_1$ — провод). Так как $R_2\lt R_1+R_2$, ток $I_2\gt I_1$, то есть сила тока увеличится (1).

Шаг 2. Мощность на внешней цепи

При $r=0$ вся мощность идёт во внешнюю цепь: $P=\mathcal{E}I$. Ток вырос — мощность увеличится (1). (То же из $P=\dfrac{\mathcal{E}^2}{R_{\text{внеш}}}$: сопротивление уменьшилось.)

Важно: при нулевом внутреннем сопротивлении ток и мощность всегда меняются в одну сторону, ведь $P=\mathcal{E}I$. Здесь оба растут.

Ответ

11

Видеоразбор

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