Номер 5, страница 372 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Задачи для самостоятельного решения. Параграф 113. Примеры решения задач по теме «Работа и мощность постоянного тока. Закон Ома для полной цепи». Глава 15. Законы постоянного тока - номер 5, страница 372.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Дано:

ЭДС первого источника $\mathscr{E}_1 = 4.50$ В

Внутреннее сопротивление первого источника $r_1 = 1.50$ Ом

ЭДС второго источника $\mathscr{E}_2 = 1.50$ В

Внутреннее сопротивление второго источника $r_2 = 0.50$ Ом

Сопротивление лампы $R = 23$ Ом

Найти:

Мощность, потребляемую лампой $P$

Решение:

В представленной электрической цепи два источника тока и лампа соединены последовательно. Из схемы видно, что источники соединены согласованно (положительный полюс одного источника соединен с отрицательным полюсом другого). При таком соединении общая ЭДС равна сумме ЭДС отдельных источников:

$\mathscr{E}_{общ} = \mathscr{E}_1 + \mathscr{E}_2$

При последовательном соединении общее внутреннее сопротивление источников также равно сумме их внутренних сопротивлений:

$r_{общ} = r_1 + r_2$

Полное сопротивление цепи складывается из сопротивления внешней нагрузки (лампы) и общего внутреннего сопротивления источников:

$R_{полн} = R + r_{общ} = R + r_1 + r_2$

Силу тока в цепи определим по закону Ома для полной цепи:

$I = \frac{\mathscr{E}_{общ}}{R_{полн}} = \frac{\mathscr{E}_1 + \mathscr{E}_2}{R + r_1 + r_2}$

Подставим числовые значения для нахождения силы тока:

$I = \frac{4.50 \text{ В} + 1.50 \text{ В}}{23 \text{ Ом} + 1.50 \text{ Ом} + 0.50 \text{ Ом}} = \frac{6.00 \text{ В}}{25 \text{ Ом}} = 0.24 \text{ А}$

Мощность, потребляемая лампой (мощность, выделяющаяся на внешнем сопротивлении), вычисляется по формуле:

$P = I^2 R$

Вычислим мощность, подставив найденные значения силы тока и сопротивления лампы:

$P = (0.24 \text{ А})^2 \cdot 23 \text{ Ом} = 0.0576 \text{ А}^2 \cdot 23 \text{ Ом} = 1.3248 \text{ Вт}$

Ответ: мощность, потребляемая лампой, равна $1.3248$ Вт.