Номер 3, страница 43 - гдз по физике 8 класс самостоятельные работы Генденштейн, Орлов

Самостоятельная работа 6. Работа и мощность электрического тока. Вариант 3 - номер 3, страница 43.

Условие.

3*. На каком резисторе выделяется наименьшая мощность?

Решение.

На каком резисторе выделяется наименьшая мощность?

Ответ на этот вопрос зависит от того, как резисторы соединены между собой в электрической цепи, поскольку мощность ($\text{P}$) связана с сопротивлением ($\text{R}$), силой тока ($\text{I}$) и напряжением ($\text{U}$). Для определения резистора с наименьшей мощностью необходимо проанализировать схему соединения.

Рассмотрим два основных случая соединения:

1. Последовательное соединение
При последовательном соединении через все резисторы протекает один и тот же ток $\text{I}$. Мощность, выделяемая на резисторе, определяется по формуле закона Джоуля-Ленца: $P = I^2 R$.
Поскольку сила тока $\text{I}$ одинакова для всех последовательно соединенных резисторов, мощность $\text{P}$ прямо пропорциональна сопротивлению $\text{R}$. Это означает, что чем меньше сопротивление резистора, тем меньшая мощность на нем выделяется.
Следовательно, при последовательном соединении наименьшая мощность выделяется на резисторе с наименьшим сопротивлением.

2. Параллельное соединение
При параллельном соединении напряжение $\text{U}$ на всех резисторах одинаково. В этом случае для расчета мощности удобнее использовать формулу: $P = \frac{U^2}{R}$.
Поскольку напряжение $\text{U}$ является постоянным для всех параллельно соединенных элементов, мощность $\text{P}$ обратно пропорциональна сопротивлению $\text{R}$. Это означает, что чем больше сопротивление резистора, тем меньшая мощность на нем выделяется.
Следовательно, при параллельном соединении наименьшая мощность выделяется на резисторе с наибольшим сопротивлением.

3. Смешанное соединение
Если цепь содержит как последовательные, так и параллельные участки, необходимо провести полный анализ цепи. Для каждого резистора нужно найти либо силу протекающего через него тока, либо напряжение на нем, а затем рассчитать мощность по одной из формул ($P = I^2 R$ или $P = \frac{U^2}{R}$). Резистор, для которого вычисленное значение мощности окажется минимальным, и будет искомым.

Ответ: При последовательном соединении наименьшая мощность выделяется на резисторе с наименьшим сопротивлением. При параллельном соединении наименьшая мощность выделяется на резисторе с наибольшим сопротивлением. Для цепи со смешанным соединением требуется индивидуальный расчет для каждого резистора.