Номер 3, страница 68, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

3. В трамвае ток идет по воздушному проводу, двигателю вагона и рельсу. Одинакова ли сила тока в тонком проводе и толстом рельсе?

3. Электрическая цепь трамвая, состоящая из воздушного провода, двигателя и рельса, представляет собой последовательное соединение. Это значит, что все эти элементы включены в цепь один за другим, образуя единый, неразветвленный контур для протекания электрического тока.

Основной закон для последовательного соединения гласит, что сила тока одинакова во всех участках цепи. Это прямое следствие закона сохранения электрического заряда: заряд не может создаваться, исчезать или накапливаться в проводниках. Следовательно, количество заряда, проходящее через поперечное сечение тонкого провода за единицу времени, должно быть в точности равно количеству заряда, проходящему за то же время через двигатель и через толстый рельс.

Если обозначить силу тока в проводе как $I_{провода}$, в двигателе как $I_{двигателя}$, а в рельсе как $I_{рельса}$, то для данной цепи будет справедливо равенство:

$I_{провода} = I_{двигателя} = I_{рельса}$

Разница в толщине между проводом и рельсом влияет на их электрическое сопротивление ($\text{R}$). Толстый рельс имеет очень низкое сопротивление, а тонкий провод — более высокое. Это различие определяет, какая часть общего напряжения сети падает на каждом элементе ($U=IR$) и сколько теплоты на них выделяется ($Q=I^2Rt$), но не изменяет того факта, что сам ток $\text{I}$ везде одинаков.

Ответ: Да, сила тока в тонком проводе и толстом рельсе одинакова, поскольку они являются частями одной и той же последовательной электрической цепи, в которой сила тока на всех участках имеет одно и то же значение.