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

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
Другие задания по теме «Закон Ома и Цепи» (8)
- Задание 15 №00047830 — На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник постоянного…
- Задание 15 №00047828 — Два резистора с сопротивлениями R индекс 1 и R индекс 2 подключены к источнику…
- Задание 15 №00047821 — Резистор и конденсатор соединены параллельно и подключены к аккумулятору с ЭДС,…
- Задание 15 №00047719 — Неразветвлённая электрическая цепь состоит из источника постоянного напряжения…
- Задание 15 №00047704 — Неразветвлённая электрическая цепь состоит из источника постоянного напряжения…
- Задание 15 №00047703 — Неразветвлённая электрическая цепь состоит из источника постоянного напряжения…
- Задание 15 №00047496 — Резистор и конденсатор соединены параллельно и подключены к аккумулятору ЭДС,…
- Задание 15 №00047478 — По резистору течёт ток. Резистор заменили на другой, из того же металла и той…