Номер 5, страница 108 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Контрольные работы. КР-4. Работа и мощность тока. Вариант 3 - номер 5, страница 108.

Условие.

5. Определите мощность тока, потребляемую первой лампой (рис. 126), если показания амперметра 2 А.

Рис. 126

Решение.

Дано:

$R_1 = 4$ Ом

$R_2 = 15$ Ом

$R_3 = 10$ Ом

$I_2 = 2$ А

(Все данные представлены в системе СИ)

Найти:

$P_1$ - мощность тока, потребляемая первой лампой.

Решение:

На представленной схеме лампа с сопротивлением $R_1$ подключена последовательно к узлу, где цепь разветвляется на две параллельные ветви с лампами $R_2$ и $R_3$. Амперметр измеряет силу тока в ветви со второй лампой, поэтому $I_2 = 2$ А.

1. Найдем напряжение на параллельном участке цепи. При параллельном соединении напряжение на обеих ветвях одинаково: $U_2 = U_3$. Используя закон Ома для участка цепи со второй лампой, находим это напряжение:

$U_2 = I_2 \cdot R_2 = 2 \text{ А} \cdot 15 \text{ Ом} = 30 \text{ В}$

Таким образом, напряжение на третьей лампе также составляет $U_3 = 30 \text{ В}$.

2. Теперь, зная напряжение на третьей лампе и ее сопротивление, можем найти силу тока $I_3$, протекающего через нее:

$I_3 = \frac{U_3}{R_3} = \frac{30 \text{ В}}{10 \text{ Ом}} = 3 \text{ А}$

3. Ток, протекающий через первую лампу ($I_1$), является общим током для параллельного участка. Согласно первому правилу Кирхгофа (закону сохранения заряда), он равен сумме токов в параллельных ветвях:

$I_1 = I_2 + I_3 = 2 \text{ А} + 3 \text{ А} = 5 \text{ А}$

4. Мощность тока, потребляемая первой лампой ($P_1$), вычисляется по формуле мощности:

$P_1 = I_1^2 \cdot R_1$

Подставляем известные значения:

$P_1 = (5 \text{ А})^2 \cdot 4 \text{ Ом} = 25 \text{ А}^2 \cdot 4 \text{ Ом} = 100 \text{ Вт}$

Ответ: мощность тока, потребляемая первой лампой, составляет 100 Вт.