Номер 647, страница 90, часть 1 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Парфентьева

Часть 1. 10 класс. Основы электродинамики. Законы постоянного тока. Закон Ома для участка цепи. Последовательное и параллельное соединения проводников - номер 647, страница 90.

Условие.

647. [524] Три проводника, сопротивления которых равны 10, 20 и $30 \Omega$, соединены последовательно. Рассчитайте напряжение на каждом из проводников и разность потенциалов между концами цепи при силе тока $1 \text{ А}$.

Решение.

Дано:

$R_1 = 10$ Ом

$R_2 = 20$ Ом

$R_3 = 30$ Ом

$I = 1$ А

Соединение последовательное

Найти:

$U_1, U_2, U_3$ - ?

$U_{общ}$ - ?

Решение:

При последовательном соединении проводников сила тока во всех участках цепи одинакова и равна общей силе тока:

$I = I_1 = I_2 = I_3 = 1$ А

Напряжение на каждом из проводников

Для нахождения напряжения на каждом проводнике воспользуемся законом Ома для участка цепи, который гласит, что напряжение $\text{U}$ равно произведению силы тока $\text{I}$ на сопротивление $\text{R}$:

$U = I \cdot R$

Рассчитаем напряжение для каждого из трёх проводников:

Напряжение на первом проводнике:

$U_1 = I \cdot R_1 = 1 \, \text{А} \cdot 10 \, \text{Ом} = 10 \, \text{В}$

Напряжение на втором проводнике:

$U_2 = I \cdot R_2 = 1 \, \text{А} \cdot 20 \, \text{Ом} = 20 \, \text{В}$

Напряжение на третьем проводнике:

$U_3 = I \cdot R_3 = 1 \, \text{А} \cdot 30 \, \text{Ом} = 30 \, \text{В}$

Ответ: Напряжение на проводниках с сопротивлениями 10 Ом, 20 Ом и 30 Ом составляет 10 В, 20 В и 30 В соответственно.

Разность потенциалов между концами цепи

Разность потенциалов между концами цепи – это общее напряжение $U_{общ}$ на всём участке. При последовательном соединении общее напряжение равно сумме напряжений на каждом из проводников:

$U_{общ} = U_1 + U_2 + U_3$

Подставим найденные значения:

$U_{общ} = 10 \, \text{В} + 20 \, \text{В} + 30 \, \text{В} = 60 \, \text{В}$

Также общее напряжение можно вычислить, найдя общее сопротивление цепи. При последовательном соединении общее сопротивление $R_{общ}$ равно сумме сопротивлений:

$R_{общ} = R_1 + R_2 + R_3 = 10 \, \text{Ом} + 20 \, \text{Ом} + 30 \, \text{Ом} = 60 \, \text{Ом}$

Тогда по закону Ома для всей цепи:

$U_{общ} = I \cdot R_{общ} = 1 \, \text{А} \cdot 60 \, \text{Ом} = 60 \, \text{В}$

Ответ: Разность потенциалов между концами цепи равна 60 В.