Внешний участок электрической цепи — Задание 15 ЕГЭ физика

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

Работа и Мощность Тока

№2. Задание 15

ID: 00026004

Внешний участок электрической цепи представляет собой отрезок провода с большим удельным сопротивлением. Он подключён к источнику тока, поддерживающему на клеммах постоянное напряжение. Затем первоначальный отрезок провода заменили отрезком такого же провода, но вдвое большей длины. Как изменились в результате такой замены сила тока и мощность тока на участке цепи?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличилась

2) уменьшилась

3) не изменилась Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Сила тока Мощность тока

Источник: ФИПИ

Решение

Кусок провода с большим удельным сопротивлением подключён к источнику, который держит на своих клеммах постоянное напряжение U. Провод заменили на такой же по материалу и толщине, но вдвое длиннее.

Сопротивление провода считается по формуле $R=\dfrac{\rho l}{S}$ где $\rho$ — удельное сопротивление, $$l$$ — длина, $$S$$ — площадь сечения. Материал и сечение не меняются, а длина удвоилась — значит сопротивление тоже удвоилось.

Напряжение на участке источник держит постоянным, поэтому силу тока найдём по закону Ома: $I=\dfrac{U}{R}$ Раз R выросло вдвое, ток уменьшился вдвое.

Мощность тока на участке при постоянном напряжении удобно считать по формуле $P=\dfrac{U^2}{R}$ : раз R выросло вдвое, мощность тоже уменьшилась вдвое.

Итог: и сила тока, и мощность тока на участке уменьшились — и всё сходится: удлинение провода нарастило сопротивление, а при неизменном напряжении это всегда снижает и ток, и мощность.