На рисунке показана цепь постоянного — Задание 15 ЕГЭ физика

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

Закон Ома и Цепи

№2. Задание 15

ID: 00026036

На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник тока с ЭДС $$E$$ и три резистора: $R_{1}$ , $R_{2}$ и $R_{3}$ . Как изменятся сила тока через резистор $R_{1}$ и суммарная тепловая мощность, выделяемая во внешней цепи, если ключ К разомкнуть? Внутренним сопротивлением источника тока 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. Сила тока через резистор $R_{1}$ Суммарная тепловая мощность, выделяемая во внешней цепи

Рисунок к заданию 15 ЕГЭ по физике — Закон Ома и Цепи

Источник: ФИПИ

Решение

В цепи резистор $$R_1$$ стоит последовательно с параллельным блоком из резисторов $$R_2$$ и $$R_3$$ , а ключ K, судя по схеме, подключён параллельно резистору $$R_3$$ — то есть в замкнутом состоянии он закорачивает $$R_3$$ (а вместе с ним, поскольку $$R_2$$ подключён к тем же двум узлам, закорачивается и весь параллельный блок целиком).

Значит при замкнутом ключе K (это исходное состояние, которое меняют на противоположное) участок с $$R_2$$ и $$R_3$$ полностью закорочен, и внешнее сопротивление цепи — это только $$R_1$$ .

Когда ключ K размыкают, закоротка исчезает, и между узлами появляется настоящий параллельный блок с сопротивлением $R_{23}=\dfrac{R_2 R_3}{R_2+R_3}\gt 0$ Внешнее сопротивление цепи становится $R_1+R_{23}$ , то есть больше, чем было при замкнутом ключе, когда оно равнялось просто $$R_1$$ .

Раз общее сопротивление выросло, ток через $$R_1$$ (а он равен полному току цепи, потому что $$R_1$$ стоит на главном пути) по закону Ома уменьшается.

Суммарная тепловая мощность во внешней цепи $$P=ℰI$$ (внутреннего сопротивления нет) уменьшается вслед за током.

Итог: и сила тока через $$R_1$$ , и суммарная тепловая мощность уменьшились — и всё сходится: размыкание ключа убирает закоротку, добавляет в цепь ещё один резистивный участок и потому может только повысить сопротивление и снизить ток.