Электрические… — Задание 5 Физика 8 Класс №00049573

На обеих лампах написано одно и то же число ватт, и кажется, что и светить они должны одинаково. Но подумай: у них разные расчётные напряжения, а сеть одна. Значит, одна лампа работает как задумано, а другая нет.

Вопрос 1. Для второй лампы $P=UI$ и $I=\dfrac{U}{R}$ дают:

$$P=\dfrac{U^2}{R}$$

Берём числа с её надписи:

$$R_2=\dfrac{220^2}{20}=\dfrac{48\,400}{20}=2420\text{ Ом}$$

Вопрос 2. При параллельном соединении напряжение на обеих одинаковое, $110$ В. Первая рассчитана на него и потребляет написанное:

$$P_1=20\text{ Вт}$$

Для второй считаем по сопротивлению:

$$P_2=\dfrac{110^2}{2420}=\dfrac{12\,100}{2420}=5\text{ Вт}$$

Отношение мощностей:

$$\dfrac{P_1}{P_2}=\dfrac{20}{5}=4$$

Вопрос 3. Яркость зависит от мощности, которую лампа потребляет в этой сети, а не от надписи. Поэтому ярче горит первая лампа.

Честная оговорка: у настоящей лампы нить при меньшем напряжении холоднее, и сопротивление у неё меньше, чем в паспортном режиме. В задаче, как принято в школьном курсе, сопротивление считаем неизменным.

Проверим себя: напряжение на второй вдвое меньше расчётного, ток тоже вдвое меньше, поэтому мощность меньше в $2\cdot2=4$ раза: $20:4=5$ Вт. Сходится.