[рис.] В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, ключ К сначала был разомкнут, а затем его замкнули. На сколько после этого изменилась тепловая мощность P, выделяющаяся в резисторе сопротивлением R1 = 10 Ом, если ЭДС батарейки равна $\mathcalE =12В$ её внутреннее сопротивление r = 2 Ом, а сопротивление резистора R2 = 15 Ом? Ответ дайте с учётом знака.
💡 Пошаговый разбор и решение:
1. До замыкания ключа К в левой части цепи по закону Ома для полной цепи течёт ток $I_1 = $\frac{\mathcalE}{r + R_1}$ = 1А$ и в резисторе R1 выделяется тепловая мощность $P_1 = I_1 ^2 R_1 = $\frac{\mathcalE ^2 R_1}{( r + R_1 ) ^2}$ = 10Вт$
2. После замыкания ключа ток течёт уже через оба резистора R1 и R2. Согласно закону Ома для полной цепи, через батарейку течёт ток $I_2 = \frac{\mathcalE}{r + $\frac{R_1R_2,}{R_1 + R_2}$} = 1,5А$ При этом оба резистора R1 и R2 находятся под напряжением
$U_2 = \mathcalE - I_2r = \frac{$\frac{ER_1R_2}{R_1 + R_2}$ ,}{r + $\frac{R_1R_2}{R_1 + R_2}$} = I_2 \frac{R_1R_2}{R_1 + R_2}$
3. В резисторе R1 при этом выделяется мощность
$P_2 = $\frac{U_2 ^2}{R_1}$ = I_2 ^2 $\frac{R_1R_2 ^2}{( R_1 + R_2 ) ^2}$ = 8,1Вт$
4. Таким образом, изменение мощности после замыкания ключа = :
$\Delta P = P_2 - P_1 = - 1,9Вт$
Ответ: $\Delta P = - 1,9Вт$
2. После замыкания ключа ток течёт уже через оба резистора R1 и R2. Согласно закону Ома для полной цепи, через батарейку течёт ток $I_2 = \frac{\mathcalE}{r + $\frac{R_1R_2,}{R_1 + R_2}$} = 1,5А$ При этом оба резистора R1 и R2 находятся под напряжением
$U_2 = \mathcalE - I_2r = \frac{$\frac{ER_1R_2}{R_1 + R_2}$ ,}{r + $\frac{R_1R_2}{R_1 + R_2}$} = I_2 \frac{R_1R_2}{R_1 + R_2}$
3. В резисторе R1 при этом выделяется мощность
$P_2 = $\frac{U_2 ^2}{R_1}$ = I_2 ^2 $\frac{R_1R_2 ^2}{( R_1 + R_2 ) ^2}$ = 8,1Вт$
4. Таким образом, изменение мощности после замыкания ключа = :
$\Delta P = P_2 - P_1 = - 1,9Вт$
Ответ: $\Delta P = - 1,9Вт$
Правильный ответ:
$\Delta P = минус 1,9Вт$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 102959 • Задание №3
Свободно движущийся в инерциальной системе отсчета брусок имеет импульс 8 кг · м/с. На него начинает действов...
ID 109038 • Задание №28
[рис.] Два груза подвешены на достаточно длинной невесомой нерастяжимой нити, перекинутой через идеальный блок...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным
критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным
критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №25 по предмету Физика:
ID 108349
[рис.] Горизонтальный проводник длиной 1 м движется равноускоренно в вертикальном однородном ма...
ID 108350
В однородном магнитном поле, индукция которого $1,67 умножить на 10 в степени левая круглая ско...
ID 108351
Ядро изотопа водорода $_1 в квадрате H$ — дейтерия — движется в однородном магнитном поле с ...
ID 108352
Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией $4 умножить на 10 в степени левая круг...
ID 108353
[рис.] В однородном магнитном поле с индукцией $\vecB$ направленной вертикально вниз, равномерн...