ID: 00026015
На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник тока с ЭДС ℰ и три резистора: R _{1} = R , R _{2} = 2 R и R _{3} = 2 R . Как изменятся напряжение на резисторе R _{2} и суммарная тепловая мощность, выделяемая во внешней цепи, если ключ К перевести из положения 1 в положение 3? 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 _{2} Суммарная тепловая мощность, выделяемая во внешней цепи
Источник: ФИПИ
В цепи источник ℰ (внутреннее сопротивление не учитываем) через переключатель K подключает к резистору R_2 либо резистор R_1=R (положение 1), либо резистор R_3=2R (положение 3). При этом R_2=2R всегда стоит в цепи.
В положении 1 общее сопротивление цепи: R_1+R_2=R+2R=3R, ток I_1=\dfrac{ℰ}{3R}.
В положении 3 общее сопротивление цепи: R_3+R_2=2R+2R=4R, ток I_3=\dfrac{ℰ}{4R}.
Сравним: \dfrac{ℰ}{4R}\lt \dfrac{ℰ}{3R}, значит при переходе из положения 1 в положение 3 сопротивление цепи выросло, а ток — уменьшился.
Напряжение на резисторе R_2 равно U_{R2}=IR_2. Сопротивление R_2 не меняется, а ток упал — значит напряжение на R_2 уменьшилось.
Суммарная тепловая мощность во внешней цепи (внутреннего сопротивления источника нет) равна P=ℰ I — раз ток упал, упала и мощность.
Итог: и напряжение на R_2, и суммарная тепловая мощность уменьшились — и всё сходится: замена резистора R на больший резистор 2R в этой ветке цепи может только повысить общее сопротивление и снизить ток.