Номер 1, страница 237 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 7. Электрический ток. Параграф 57. Параллельное соединение проводников. Задание 54 - номер 1, страница 237.

Условие.

1. Что произойдёт, если вывернуть одну из лампочек в цепи, изображённой на рисунке 190?

Рис. 190

Решение.

Решение

На схеме изображена электрическая цепь со смешанным соединением потребителей. Лампочка 1 соединена последовательно с участком цепи, состоящим из двух параллельно соединенных лампочек 2 и 3. Рассмотрим, что произойдет при выкручивании каждой из лампочек по отдельности.

Если вывернуть лампочку 1

Лампочка 1 находится в неразветвленной части цепи, через нее протекает весь ток от источника питания. Если вывернуть эту лампочку, то вся электрическая цепь окажется разомкнутой. Ток в цепи прекратится, и, следовательно, все остальные лампочки (2 и 3) тоже погаснут.

Ответ: Погаснут все три лампочки.

Если вывернуть лампочку 2

Лампочки 2 и 3 соединены параллельно. При выкручивании лампочки 2 разрывается только та ветвь, в которой она находится. Сама лампочка 2, естественно, погаснет. Однако цепь останется замкнутой через лампочку 1 и лампочку 3, которые окажутся соединенными последовательно. Поэтому лампочки 1 и 3 продолжат гореть, но их яркость изменится.

Проанализируем изменение яркости. Пусть сопротивление каждой лампочки равно $\text{R}$, а напряжение источника — $\text{U}$.

Первоначальное общее сопротивление цепи было $R_{общ1} = R_1 + \frac{R_2 \cdot R_3}{R_2+R_3} = R + \frac{R \cdot R}{R+R} = R + \frac{R}{2} = 1.5R$.

Общий ток в цепи, который протекал через лампочку 1: $I_1 = \frac{U}{1.5R}$.

Ток, протекавший через лампочку 3 (при условии $R_2 = R_3$), был равен половине общего тока: $I_3 = \frac{I_1}{2} = \frac{U}{3R}$.

После выкручивания лампочки 2 общее сопротивление цепи стало $R_{общ2} = R_1 + R_3 = R + R = 2R$.

Новый ток в цепи, который теперь течет и через лампочку 1, и через лампочку 3: $I'_{1,3} = \frac{U}{2R}$.

Сравним токи до и после:

• Ток через лампочку 1 уменьшился ($I'_{1,3} = \frac{U}{2R} \approx \frac{0.5U}{R}$, а $I_1 = \frac{U}{1.5R} \approx \frac{0.67U}{R}$), поэтому лампочка 1 будет гореть тусклее.
• Ток через лампочку 3 увеличился ($I'_{1,3} = \frac{U}{2R} = \frac{0.5U}{R}$, а $I_3 = \frac{U}{3R} \approx \frac{0.33U}{R}$), поэтому лампочка 3 будет гореть ярче.

Ответ: Лампочка 2 погаснет, лампочка 1 станет гореть тусклее, а лампочка 3 — ярче.

Если вывернуть лампочку 3

Этот случай полностью симметричен предыдущему, так как лампочки 2 и 3 находятся в одинаковых условиях (в параллельных ветвях). Если вывернуть лампочку 3, она погаснет. Цепь останется замкнутой через лампочки 1 и 2. По аналогии с предыдущим случаем, общее сопротивление цепи возрастет, что приведет к уменьшению общего тока (и яркости лампочки 1) и увеличению тока через оставшуюся в параллельной ветви лампочку 2 (она станет ярче).

Ответ: Лампочка 3 погаснет, лампочка 1 станет гореть тусклее, а лампочка 2 — ярче.