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.