ID: 00026003
На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник тока с ЭДС E , два резистора и реостат. Сопротивления резисторов R _{1} и R _{2} одинаковы . Сопротивление реостата R _{3} можно менять. Как изменятся напряжение на резисторе R _{1} и суммарная тепловая мощность, выделяемая в цепи, если увеличить сопротивление реостата? Внутренним сопротивлением источника 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. Напряжение на резисторе R _{1} Суммарная тепловая мощность, выделяемая в цепи
Источник: ФИПИ
Здесь резистор R_1 стоит отдельно, а резистор R_2 и реостат R_3 соединены параллельно друг с другом, и вся эта пара — последовательно с R_1. Внутренним сопротивлением источника пренебрегаем, значит всё напряжение ℰ распределяется между R_1 и параллельным блоком R_2\Vert R_3.
Сопротивление параллельного блока: R_{23}=\dfrac{R_2 R_3}{R_2+R_3}. Когда сопротивление реостата R_3 увеличивается, эта дробь тоже растёт — при очень большом R_3 блок практически превращается в один резистор R_2.
Значит общее сопротивление внешней цепи R_1+R_{23} растёт, а по закону Ома ток в цепи I=\dfrac{ℰ}{R_1+R_{23}} падает.
Напряжение на резисторе R_1 равно U_{R1}=IR_1. Раз ток I упал, а R_1 не менялся, напряжение на R_1 тоже уменьшается.
Суммарная тепловая мощность всей цепи без потерь на внутреннем сопротивлении равна мощности источника: P=ℰ I. Ток упал — значит и мощность уменьшилась.
Итог: и напряжение на R_1, и суммарная тепловая мощность уменьшаются — и всё сходится: увеличение сопротивления реостата утяжеляет цепь и снижает ток целиком.