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.