Номер 656, страница 100 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электрические явления. Работа и мощность электрического тока - номер 656, страница 100.

Условие.

656. По рисунку 130 определите мощность тока, по-требляемую лампой Л2.

Рис. 130

Решение.

Дано:

Сопротивление лампы Л1, $R_{Л1} = 6$ Ом

Сопротивление лампы Л2, $R_{Л2} = 3$ Ом

Сопротивление лампы Л3, $R_{Л3} = 5$ Ом

Напряжение на лампе Л3, $U_{Л3} = 15$ В

Все величины представлены в системе СИ, поэтому перевод не требуется.

Найти:

$P_{Л2}$ — мощность тока, потребляемая лампой Л2.

Решение:

На представленной схеме лампы Л1 и Л2 соединены параллельно. Этот участок цепи соединен последовательно с лампой Л3. Вольтметр измеряет напряжение на лампе Л3.

1. Зная напряжение на лампе Л3 ($U_{Л3}$) и ее сопротивление ($R_{Л3}$), мы можем найти силу тока, протекающего через нее, используя закон Ома для участка цепи:

$I_{Л3} = \frac{U_{Л3}}{R_{Л3}}$

$I_{Л3} = \frac{15 \text{ В}}{5 \text{ Ом}} = 3 \text{ А}$

2. Поскольку участок с параллельно соединенными лампами Л1 и Л2 включен последовательно с лампой Л3, то общий ток, протекающий через этот параллельный участок ($I_{12}$), равен току через лампу Л3:

$I_{12} = I_{Л3} = 3 \text{ А}$

3. Для того чтобы найти напряжение на параллельном участке, сначала вычислим его эквивалентное сопротивление ($R_{12}$):

$\frac{1}{R_{12}} = \frac{1}{R_{Л1}} + \frac{1}{R_{Л2}}$

$R_{12} = \frac{R_{Л1} \cdot R_{Л2}}{R_{Л1} + R_{Л2}}$

$R_{12} = \frac{6 \text{ Ом} \cdot 3 \text{ Ом}}{6 \text{ Ом} + 3 \text{ Ом}} = \frac{18 \text{ Ом}^2}{9 \text{ Ом}} = 2 \text{ Ом}$

4. Теперь мы можем найти напряжение на параллельном участке ($U_{12}$) по закону Ома:

$U_{12} = I_{12} \cdot R_{12}$

$U_{12} = 3 \text{ А} \cdot 2 \text{ Ом} = 6 \text{ В}$

5. При параллельном соединении напряжение на всех ветвях одинаково. Следовательно, напряжение на лампе Л2 ($U_{Л2}$) равно напряжению на всем параллельном участке:

$U_{Л2} = U_{12} = 6 \text{ В}$

6. Мощность тока, потребляемую лампой Л2, можно рассчитать по формуле:

$P_{Л2} = \frac{U_{Л2}^2}{R_{Л2}}$

$P_{Л2} = \frac{(6 \text{ В})^2}{3 \text{ Ом}} = \frac{36 \text{ В}^2}{3 \text{ Ом}} = 12 \text{ Вт}$

Ответ: мощность тока, потребляемая лампой Л2, составляет 12 Вт.