Global EE

Закон Ома и Цепи — Задание 15 ЕГЭ по физике №00047831

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

Закон Ома и Цепи

№2. Задание 15

ID: 00047831

На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник тока с ЭДС $\mathcal{E}$, два резистора и реостат. Сопротивления резисторов $R_1$ и $R_2$ одинаковы и равны $R$. Сопротивление реостата $R_3$ можно менять. Как изменятся напряжение на резисторе $R_1$ и тепловая мощность, выделяемая на резисторе $R_2$, если уменьшить сопротивление реостата от $R_3$ до $0$? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

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

Напряжение на резисторе $R_1$

Тепловая мощность, выделяемая на резисторе $R_2$

 

 

 

 

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.

Источник: Сборник Демидовой 2019

Решение

Разберём схему. Резистор $R_2$ и реостат $R_3$ подключены к одной и той же паре узлов — соединены параллельно. Этот участок стоит последовательно с $R_1$. Внутреннего сопротивления у источника нет, поэтому вся ЭДС делится между $R_1$ и разветвлённым участком.

Напряжение на $R_1$. Когда сопротивление реостата уменьшается, сопротивление разветвлённого участка тоже уменьшается (ток получает всё более «лёгкий» путь). Общее сопротивление цепи падает, и общий ток $I=\dfrac{\mathcal{E}}{R_1+R_{23}}$ растёт. Через $R_1$ идёт весь этот ток, поэтому напряжение $U_1=IR_1$ растёт: увеличится.

Мощность на $R_2$. Напряжение на $R_2$ — это напряжение на разветвлённом участке: $U_2=\mathcal{E}-U_1$. Раз $U_1$ растёт, $U_2$ падает. Мощность

$$P_2=\dfrac{U_2^2}{R}$$

падает вместе с $U_2$. В конце, при $R_3=0$, реостат становится проводом между концами $R_2$, напряжение на $R_2$ равно нулю, и мощность на нём — тоже: уменьшится.

Итог: напряжение на $R_1$ — 1, мощность на $R_2$ — 2.

Ответ

12
Другие задания по теме «Закон Ома и Цепи» (8)