Физика 10 кл 2. Три резистора сопротивлениями R 1 = 10 Ом, R 2 = 40 Ом, R 3 = 30 Ом соединены так, как показано на рисунке, и подключены к источнику постоянного напряжения 19 В. а) Чему равна мощность тока в данном участке цепи? б) Чему равна мощность тока в каждом резисторе? в) Увеличится или уменьшится мощность тока в третьем резисторе, если разомкнуть ключ К? Во сколько раз? 3. ЭДС источника тока равна 24 В. КПД источника тока равен50 %, когда сопротивление внешней цепи равно 4 Ом. а) Чему равно внутреннее сопротивление источника тока? б) Чему равен КПД этого источника тока, когда сопротивление внешней цепи равно 8 Ом? в) При каком внешнем сопротивлении мощность тока во внешней цепи равна 10 Вт?
а) Мощность тока в данном участке цепи можно найти по формуле P=U^2/R, где U - напряжение источника (19 В), а R - общее сопротивление цепи. Общее сопротивление цепи можно найти как сумму всех сопротивлений: R = R1 + R2 // R3 = 10 + 40 // 30 = 4 + 30 = 34 Ом. Теперь подставляем значения в формулу: P = 19^2 / 34 ≈ 10.66 Вт.
б) Мощность тока в каждом резисторе можно найти по формуле P = I^2 * R, где I - сила тока, протекающего через резистор. Сначала найдем силу тока в цепи: I = U / R = 19 / 34 ≈ 0.56 А. Теперь можем найти мощности тока в каждом резисторе:
в) Если разомкнуть ключ К, общее сопротивление цепи возрастет и ток в цепи уменьшится. Поскольку величина общего сопротивления увеличится, мощность тока в третьем резисторе уменьшится. Во сколько раз уменьшится мощность тока в третьем резисторе зависит от изменения общего сопротивления.
а) Внутреннее сопротивление источника тока можно найти из формулы: r = (1 - КПД) R, где r - внутреннее сопротивление, КПД - коэффициент полезного действия (0.5), R - сопротивление внешней цепи (4 Ом). Таким образом, r = (1 - 0.5) 4 = 2 Ом.
б) КПД источника тока при сопротивлении внешней цепи 8 Ом можно найти так же, как и в предыдущем пункте: r = (1 - КПД) R, r = (1 - КПД) 8. По условию, r = 2 Ом. Таким образом, 2 = (1 - КПД) * 8, откуда КПД = 0.75.
в) Если мощность тока во внешней цепи равна 10 Вт, то сила тока в цепи равна I = √(P / R) = √(10 / 4) ≈ 1.58 А. Мощность источника UI при таком токе равна 24 В 1.58 А = 37.92 Вт. Чтобы мощность тока во внешней цепи была 10 Вт, необходимо изменить сопротивление внешней цепи до R = U^2 / P = 24^2 / 10 = 57.6 Ом.
а) Мощность тока в данном участке цепи можно найти по формуле P=U^2/R, где U - напряжение источника (19 В), а R - общее сопротивление цепи. Общее сопротивление цепи можно найти как сумму всех сопротивлений: R = R1 + R2 // R3 = 10 + 40 // 30 = 4 + 30 = 34 Ом. Теперь подставляем значения в формулу: P = 19^2 / 34 ≈ 10.66 Вт.
б) Мощность тока в каждом резисторе можно найти по формуле P = I^2 * R, где I - сила тока, протекающего через резистор. Сначала найдем силу тока в цепи: I = U / R = 19 / 34 ≈ 0.56 А. Теперь можем найти мощности тока в каждом резисторе:
P1 = I^2 R1 = 0.56^2 10 ≈ 3.14 ВтP2 = I^2 R2 = 0.56^2 40 ≈ 12.56 ВтP3 = I^2 R3 = 0.56^2 30 ≈ 9.42 Втв) Если разомкнуть ключ К, общее сопротивление цепи возрастет и ток в цепи уменьшится. Поскольку величина общего сопротивления увеличится, мощность тока в третьем резисторе уменьшится. Во сколько раз уменьшится мощность тока в третьем резисторе зависит от изменения общего сопротивления.
а) Внутреннее сопротивление источника тока можно найти из формулы: r = (1 - КПД) R, где r - внутреннее сопротивление, КПД - коэффициент полезного действия (0.5), R - сопротивление внешней цепи (4 Ом). Таким образом, r = (1 - 0.5) 4 = 2 Ом.
б) КПД источника тока при сопротивлении внешней цепи 8 Ом можно найти так же, как и в предыдущем пункте: r = (1 - КПД) R, r = (1 - КПД) 8. По условию, r = 2 Ом. Таким образом, 2 = (1 - КПД) * 8, откуда КПД = 0.75.
в) Если мощность тока во внешней цепи равна 10 Вт, то сила тока в цепи равна I = √(P / R) = √(10 / 4) ≈ 1.58 А. Мощность источника UI при таком токе равна 24 В 1.58 А = 37.92 Вт. Чтобы мощность тока во внешней цепи была 10 Вт, необходимо изменить сопротивление внешней цепи до R = U^2 / P = 24^2 / 10 = 57.6 Ом.