СДАМ ГИА: РЕШУ ЕГЭ
Образовательный портал для подготовки к экзаменам
Физика
Физика
Cайты, меню, вход, новости


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 17 № 3893

Реостат с максимальным сопротивлением подсоединён к клеммам батарейки с внутренним сопротивлением Перемещая движок реостата, его сопротивление увеличивают от некоторого начального значения до Как после этого изменятся следующие физические величины: сила тока в электрической цепи, выделяющаяся в реостате мощность, КПД электрической цепи?

 

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ   ИХ ИЗМЕНЕНИЕ

A) Сила тока в электрической цепи

Б) Выделяющаяся в реостате мощность

B) КПД электрической цепи

 

1) Увеличится

2) Уменьшится

3) Не изменится

 

AБВ
  

Решение.

Согласно закону Ома для полной цепи сила тока связана с ЭДС и сопротивлением соотношением:

 

 

Поскольку сопротивление нагрузки (реостата), по условию, увеличивается, заключаем, что сила тока в цепи уменьшается (А — 2).

По закону Джоуля — Ленца мощность тепловыделения на реостате равна

 

 

Для того, чтобы понять, как эта величина ведет себя при увеличении нагрузки, воспользуемся производной:

 

 

Поскольку сопротивление реостата изменяется от некоторого сопротивления до максимального сопротивления заключаем, что производная от мощности по сопротивлению реостата всегда положительна, а значит, мощность тепловыделения всё время увеличивается (Б — 1).

Осталось разобраться с КПД электрической цепи. Полезная работа заключается в тепле, выделяемом на резисторе. Полная работа — это работа совершаемая источником. Обе эти величины пропорциональны времени, поэтому для определения КПД достаточно рассмотреть отношение мощностей тепловыделения на реостате и мощности источника :

 

 

КПД также можно исследовать как функцию сопротивления реостата при помощи производной. Но мы просто перепишем это выражение в следующем виде:

 

 

Из последнего представления видно, что при увеличении сопротивления на реостате КПД цепи растёт (В — 1).

 

Ответ: 211.

Спрятать решение · · Видеокурс ·
Азат шафгуллин (набережные челны) 15.03.2016 22:52

Почему мощность растет? Подставляя любые значения в формулу мощности P=I^2R,можно заметить ,что она будет убывать при абсолютно любых значениях R.Вами данная производная не дает ясного пояснения ,почему

она возрастает

Антон

Сила тока меняется при изменении сопротивления.

ТАТЬЯНА ЗАХАРОВА 18.04.2018 05:33

При значении Rр=3/2R dP/dRр==0. Значит в этой точке максимум Рр! Значит мощность Pр до Rр=3/2R растёт, затем уменьшается!

Антон

По условию сопротивление реостата меняется от 0 до R, оно не достигает 3R/2.