ID: 00026068
На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник тока с ЭДС ℰ и три резистора: R 1 , R 2 и R 3 . Как изменятся напряжение на резисторе R 1 и суммарная тепловая мощность, выделяемая во внешней цепи, если перевести ключ К из положения 1 в положение 2? 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. Напряжение на резисторе R 1 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 $R_1$ (положение 1), либо прямой провод без сопротивления (положение 2), либо резистор $R_3$ (положение 3).
В положении 1 через резистор $R_1$ идёт ток $I_1=\dfrac{ℰ}{R_1+R_2}$, и на нём есть ненулевое напряжение $U_{R1}=I_1R_1$.
В положении 2 переключатель обходит $R_1$ напрямую — резистор $R_1$ оказывается отключён от цепи: ток через него не идёт (его левый вывод никуда не подключён), а значит напряжение на нём равно нулю. Значит напряжение на $R_1$ уменьшилось (было положительным, стало нулевым).
Теперь про мощность. В положении 1 внешнее сопротивление цепи — это $R_1+R_2$, в положении 2 — только $R_2$ (без $R_1$). Так как $R_1\gt 0$, сопротивление $R_1+R_2\gt R_2$, значит при переходе из положения 1 в положение 2 общее сопротивление уменьшилось, а ток и суммарная тепловая мощность $P=ℰI$ — увеличились.
Итог: напряжение на резисторе $R_1$ уменьшилось, суммарная тепловая мощность во внешней цепи увеличилась — и всё сходится: отключение $R_1$ из цепи обнуляет напряжение на нём самом, но одновременно облегчает всю цепь и поднимает общий ток.