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.