Электродинамика — Задание 20 ОГЭ по физике №00039959

Разберёмся со схемой. По рисунку резисторы $R_1$ и $R_2$ стоят друг за другом — это последовательное соединение; в цепь включён амперметр, а вольтметр подключён параллельно резистору $R_2$ и показывает напряжение именно на нём.

Что дают приборы. Вольтметр считается идеальным: его сопротивление очень велико, тока он практически не потребляет и на работу цепи не влияет. Амперметр, наоборот, идеально «прозрачен» — его сопротивление считаем нулевым. Так что вся цепь — это просто два резистора подряд.

Главное свойство последовательного соединения. Ток через оба резистора один и тот же: заряду некуда сворачивать, путь единственный. Значит, зная ток через $R_2$, мы знаем ток и через $R_1$.

Шаг 1. Ток в цепи. Напряжение на втором резисторе известно, применяем закон Ома к нему:

$$I=\dfrac{U_2}{R_2}=\dfrac{24}{8}=3\ \text{А}.$$

Шаг 2. Мощность первого резистора. Через него течёт тот же ток $3$ А, поэтому удобнее всего считать мощность через ток и сопротивление:

$$P_1=I^{2}R_1=3^{2}\cdot4=9\cdot4=36\ \text{Вт}.$$

Проверка другим путём. Напряжение на первом резисторе: $U_1=IR_1=3\cdot4=12$ В. Тогда $P_1=U_1I=12\cdot3=36$ Вт — то же самое.

Типичная ошибка. Подставить в формулу мощности первого резистора напряжение $24$ В. Эти $24$ вольта относятся ко второму резистору; на первом напряжение своё и меньше, потому что его сопротивление вдвое меньше.