Задание 11 ЕГЭ по физике №00047691

Лампа накаливания — не обычный резистор. Чем больше ток, тем сильнее раскаляется нить, и её сопротивление растёт. Поэтому график $I(U)$ не прямая, а кривая, которая загибается вниз. Значит, напряжение при нужном токе берём прямо с графика, а не считаем по закону Ома с постоянным сопротивлением.

Шаг 1. Масштаб осей. По вертикали подписаны 1 и 2 А, а между ними проходит ещё одна линия сетки — одна клетка по току равна $0{,}5$ А. По горизонтали подписи стоят через 20 В, а вертикальные линии сетки — через 10 В.

Шаг 2. Снимаем напряжение. Ток $1{,}5$ А — это линия сетки ровно посередине между подписями 1 и 2. Идём по ней вправо до кривой: кривая пересекает её на вертикали с подписью 60 В. Значит, при токе $1{,}5$ А напряжение на лампе $U=60$ В.

Шаг 3. Работа тока. Работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на участке, силы тока и времени:

$$A=UIt=60\cdot1{,}5\cdot3=270\ \text{Дж}.$$

Проверим себя. Мощность лампы в этом режиме $P=UI=60\cdot1{,}5=90$ Вт: каждую секунду ток совершает 90 Дж работы, за 3 с — $90\cdot3=270$ Дж. А если бы мы взяли сопротивление по началу графика (при 20 В ток около $0{,}6$ А, это около 33 Ом) и посчитали по нему напряжение при $1{,}5$ А, вышло бы около 50 В вместо 60: горячая нить при большом токе сопротивляется сильнее, чем холодная.