Global EE

Закон Ома и Цепи — Задание 15 ЕГЭ по физике №00017721

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

Закон Ома и Цепи

№2. Задание 15

ID: 00017721

На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник тока с ЭДС $\mathcal{E}$ и три резистора: $R_1$, $R_2$ и $R_3$. Резистор $R_1$ включён последовательно, а резисторы $R_2$ и $R_3$ соединены параллельно друг другу; ключ $K$ подключён параллельно этой паре $R_2\,\|\,R_3$. Как изменятся сила тока через резистор $R_1$ и суммарная тепловая мощность, выделяемая во внешней цепи, если ключ $K$ разомкнуть? Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

  1. увеличилось
  2. уменьшилось
  3. не изменилось

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 паре резисторов $R_2$ и $R_3$. Пока ключ замкнут, он закорачивает эту пару — ток течёт мимо них по ключу, и в цепи работает только $R_1$. Когда ключ размыкают, в цепь добавляется блок $R_2\,\|\,R_3$ последовательно с $R_1$. То есть размыкание увеличивает общее сопротивление.

Шаг 1. Ток через R1

Ток через $R_1$ — это общий ток. Было (ключ замкнут): $I=\dfrac{\mathcal{E}}{R_1}$. Стало (ключ разомкнут): $I=\dfrac{\mathcal{E}}{R_1+R_{23}}$, где $R_{23}=\dfrac{R_2R_3}{R_2+R_3}$. Знаменатель вырос — значит ток уменьшился (2).

Шаг 2. Мощность на внешней цепи

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

Подвох: размыкание ключа здесь не «отключает» ток, а наоборот добавляет резисторы в цепь, увеличивая сопротивление и уменьшая ток.

Ответ

22

Видеоразбор

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