Номер 5, страница 106 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Контрольные работы. КР-4. Работа и мощность тока. Вариант 1 - номер 5, страница 106.

Условие.

5. Определите мощность, потребляемую первой лампой (рис. 124), если амперметр показывает 2 А.

Рис. 124

Решение.

Дано:

Сопротивление первой лампы: $R_1 = 5 \text{ Ом}$

Сопротивление второй лампы: $R_2 = 3 \text{ Ом}$

Сопротивление третьей лампы: $R_3 = 6 \text{ Ом}$

Показания амперметра (сила тока в третьей лампе): $I_3 = 2 \text{ А}$

Все величины даны в Международной системе единиц (СИ).

Найти:

$P_1$ - мощность, потребляемая первой лампой.

Решение:

На представленной схеме (рис. 124) лампы с сопротивлениями $R_2$ и $R_3$ соединены параллельно. Этот параллельный участок соединен последовательно с лампой сопротивлением $R_1$.

Амперметр включен последовательно с третьей лампой, поэтому он измеряет силу тока $I_3$, протекающего через нее.

При параллельном соединении напряжение на ветвях одинаково. Найдем напряжение на третьей лампе по закону Ома:

$U_3 = I_3 \cdot R_3$

$U_3 = 2 \text{ А} \cdot 6 \text{ Ом} = 12 \text{ В}$

Так как вторая и третья лампы соединены параллельно, напряжение на второй лампе $U_2$ равно напряжению на третьей лампе $U_3$:

$U_2 = U_3 = 12 \text{ В}$

Теперь мы можем найти силу тока $I_2$, протекающего через вторую лампу:

$I_2 = \frac{U_2}{R_2} = \frac{12 \text{ В}}{3 \text{ Ом}} = 4 \text{ А}$

Ток $I_1$, протекающий через первую лампу, равен общему току в цепи. Этот ток в узле разветвляется на токи $I_2$ и $I_3$. Согласно первому правилу Кирхгофа, общий ток равен сумме токов в параллельных ветвях:

$I_1 = I_2 + I_3 = 4 \text{ А} + 2 \text{ А} = 6 \text{ А}$

Мощность, потребляемая первой лампой, вычисляется по формуле:

$P_1 = I_1^2 \cdot R_1$

Подставим найденные и данные значения в формулу:

$P_1 = (6 \text{ А})^2 \cdot 5 \text{ Ом} = 36 \text{ А}^2 \cdot 5 \text{ Ом} = 180 \text{ Вт}$

Ответ: мощность, потребляемая первой лампой, равна $180 \text{ Вт}$.