Номер 554, страница 87 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электрические явления. Последовательное соединение проводников - номер 554, страница 87.

Условие.

554. Какая из двух одинаковых ламп, включённых в электрическую цепь (рис. 96), горит ярче? Как изменится накал нитей ламп, если ползунок реостата передвинуть вправо?

Рис. 96

Решение.

Какая из двух одинаковых ламп, включённых в электрическую цепь (рис. 96), горит ярче?

Лампы Л1 и Л2, а также реостат соединены последовательно. При последовательном соединении сила тока $\text{I}$ одинакова на всех участках цепи. В условии задачи сказано, что лампы одинаковые, это означает, что их электрические сопротивления равны: $R_{Л1} = R_{Л2} = R_Л$.

Яркость свечения лампы накаливания определяется мощностью электрического тока, выделяемой на её нити. Мощность $\text{P}$ вычисляется по формуле $P = I^2 R$.

Поскольку сила тока $\text{I}$, проходящего через обе лампы, одинакова, и их сопротивления $R_Л$ также равны, то и мощности, выделяемые на каждой лампе, будут одинаковыми: $P_1 = I^2 R_Л$ и $P_2 = I^2 R_Л$. Следовательно, $P_1 = P_2$.

Так как мощности ламп равны, они горят с одинаковой яркостью.

Ответ: Обе лампы горят с одинаковой яркостью.

Как изменится накал нитей ламп, если ползунок реостата передвинуть вправо?

Решение

При перемещении ползунка реостата вправо увеличивается длина той части его обмотки, по которой протекает ток. Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине, поэтому сопротивление реостата $R_Р$, включённое в цепь, увеличится.

Общее сопротивление всей цепи $R_{общ}$ равно сумме сопротивлений её элементов, соединённых последовательно: $R_{общ} = R_{Л1} + R_{Л2} + R_Р$. Поскольку сопротивление реостата $R_Р$ увеличилось, общее сопротивление цепи $R_{общ}$ также возрастёт.

Согласно закону Ома для полной цепи, сила тока $\text{I}$ обратно пропорциональна полному сопротивлению: $I = \frac{U}{R_{общ}}$, где $\text{U}$ — напряжение источника, которое является постоянным.

Так как общее сопротивление $R_{общ}$ увеличилось, сила тока $\text{I}$ в цепи уменьшится.

Накал (яркость) нити лампы определяется мощностью $P = I^2 R_Л$. Поскольку сила тока $\text{I}$ в цепи уменьшилась, а сопротивление ламп $R_Л$ осталось неизменным, мощность, выделяемая на каждой лампе, уменьшится.

Таким образом, накал нитей обеих ламп ослабнет.

Ответ: Накал нитей ламп уменьшится, то есть лампы будут гореть тусклее.