[рис.] На рисунке изображена электрическая цепь, состоящая из резисторов R1 = R, R2 = 2R, источника с внутренним сопротивлением r = R и ключа К. Когда ключ К разомкнут, на резисторе R1 выделяется мощность P1 = 4,9 Вт. Какая мощность выделяется во внешней цепи при замкнутом ключе К?
💡 Пошаговый разбор и решение:
При разомкнутом ключе тока проходит через резистор R1. По закону Ома для полной цепи сила тока в цепи для данного случая равна
$I_1= $\frac{\mathcalE}{R_1 + r}$ = \frac{\mathcalE ^2}{2R}$
На внешней цепи выделяется мощность $P_1=I_1 ^2 R= \frac{\mathcalE ^2}{4R}$
При замкнутом ключе ток проходит через параллельно соединенные резисторы, общее сопротивление которых
$R_o= $\frac{R_1R_2}{R_1 + R_2}$ = \frac{2R}{3}$
По закону Ома для полной цепи сила тока
$I_2= $\frac{\mathcalE}{R_о + r}$ = \frac{3\mathcalE ^2}{25R}$
Выделяющаяся мощность тока при замкнутом ключе $P_2=I_2 ^2 R_о= \frac{6\mathcalE ^2}{25R}$
Тогда получаем, что $\frac{P_1}{P_2} = \frac{25}{24}$ откуда находим мощность тока на внешней цепи при замкнутом ключе:
$P_2= $\frac{24P_1}{25}$ = $\frac{24 \cdot 4,9}{25}$ =4,704Вт$
Ответ: 4,704 Вт.
$I_1= $\frac{\mathcalE}{R_1 + r}$ = \frac{\mathcalE ^2}{2R}$
На внешней цепи выделяется мощность $P_1=I_1 ^2 R= \frac{\mathcalE ^2}{4R}$
При замкнутом ключе ток проходит через параллельно соединенные резисторы, общее сопротивление которых
$R_o= $\frac{R_1R_2}{R_1 + R_2}$ = \frac{2R}{3}$
По закону Ома для полной цепи сила тока
$I_2= $\frac{\mathcalE}{R_о + r}$ = \frac{3\mathcalE ^2}{25R}$
Выделяющаяся мощность тока при замкнутом ключе $P_2=I_2 ^2 R_о= \frac{6\mathcalE ^2}{25R}$
Тогда получаем, что $\frac{P_1}{P_2} = \frac{25}{24}$ откуда находим мощность тока на внешней цепи при замкнутом ключе:
$P_2= $\frac{24P_1}{25}$ = $\frac{24 \cdot 4,9}{25}$ =4,704Вт$
Ответ: 4,704 Вт.
Правильный ответ:
4,704 Вт
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 109171 • Задание №29
[рис.] На рисунке изображена механическая система, состоящая из двух идеальных блоков, двух невесомых и нераст...
ID 107659 • Задание №21
Собственное время жизни частицы отличается в 2 раза по сравнению с временем жизни по неподвижным часам. Масса ...
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...