Электродинамика — Задание 20 ОГЭ по физике №00040085
Электродинамика
№2. Задание 20
ID: 00040085
Источник: ФИПИ
Решение
Лампы рассчитаны на $110$ В, а включены три штуки подряд в сеть на $220$ В. Значит, ни одна из них не работает в паспортном режиме — паспортные мощности нужны только для того, чтобы вычислить сопротивления ламп. Дальше работаем с сопротивлениями.
Шаг 1. Сопротивления ламп. Паспорт лампы означает: при $U_{\text{ном}}=110$ В она даёт свою мощность. Из формулы $P=\dfrac{U^{2}}{R}$ получаем $R=\dfrac{U_{\text{ном}}^{2}}{P}$.
- $R_1=\dfrac{110^{2}}{50}=\dfrac{12\,100}{50}=242\ \text{Ом}$;
- $R_2=\dfrac{12\,100}{50}=242\ \text{Ом}$;
- $R_3=\dfrac{12\,100}{25}=484\ \text{Ом}$.
Обрати внимание: чем меньше паспортная мощность, тем больше сопротивление лампы.
Шаг 2. Общее сопротивление. Лампы соединены последовательно — сопротивления складываются:
$R=242+242+484=968\ \text{Ом}$.
Шаг 3. Ток в цепи. При последовательном соединении ток во всех лампах одинаковый:
$I=\dfrac{U}{R}=\dfrac{220}{968}=0{,}25\ \text{А}$.
Шаг 4. Мощность первой лампы. Через ток и её собственное сопротивление:
$P=I^{2}R_1=0{,}25^{2}\cdot242=0{,}0625\cdot242\approx15{,}1\ \text{Вт}$.
Уточним ток без округления: $I=\dfrac{220}{968}=\dfrac{5}{22}\approx0{,}2273$ А, тогда
$P=\left(\dfrac{5}{22}\right)^{2}\cdot242=\dfrac{25}{484}\cdot242=\dfrac{25}{2}=12{,}5\ \text{Вт}$.
Так что аккуратнее с округлением на промежуточных шагах: точный ответ $12{,}5$ Вт.
Смысл результата: лампа, рассчитанная на $50$ Вт, светит вчетверо тусклее — потому что при последовательном включении с более «упрямой» третьей лампой на ней оказывается лишь малая доля напряжения.
Ответ
Другие задания по теме «Электродинамика» (8)
- Задание 20 №00040520 — В электрическую сеть с напряжением 220 В включены шесть резисторов по схеме,…
- Задание 20 №00040515 — В электрическую сеть с напряжением 200 В включены пять резисторов по схеме,…
- Задание 20 №00040509 — Участок цепи содержит три лампы, каждая сопротивлением 240 Ом, соединенные…
- Задание 20 №00040441 — В электрическую сеть с напряжением 200 В включены пять резисторов по схеме,…
- Задание 20 №00040424 — Определите массу никелиновой проволоки площадью поперечного сечения 1 мм^{2},…
- Задание 20 №00040419 — Определите напряжение на концах реостата, если мощность, потребляемая…
- Задание 20 №00040413 — В прямой никелиновой проволоке с площадью сечения 1 мм в квадрате сила…
- Задание 20 №00040367 — Меняя электрическое напряжение на участке цепи, состоящем из никелинового…