Номер 199, страница 101, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Материалы для повторения при подготовке к экзамену. 6. Электромагнитные явления - номер 199, страница 101.

Условие.

199. Реостат последовательно соединён с резистором сопротивлением 20 $\Omega$ и подключён к источнику тока напряжением 30 В. Каким надо сделать сопротивление реостата, чтобы напряжение на резисторе было равно 10 В?

Решение.

Дано:

Сопротивление резистора, $R_1 = 20$ Ом

Напряжение источника тока, $U = 30$ В

Требуемое напряжение на резисторе, $U_1 = 10$ В

Найти:

Сопротивление реостата, $R_2$

Решение:

Реостат и резистор соединены последовательно. При последовательном соединении сила тока на всех участках цепи одинакова, а общее напряжение равно сумме напряжений на каждом элементе.

1. Сначала найдем силу тока ($\text{I}$), которая должна протекать через резистор, чтобы напряжение на нем было 10 В. Воспользуемся законом Ома для участка цепи:

$I = \frac{U_1}{R_1}$

Подставим известные значения:

$I = \frac{10 \text{ В}}{20 \text{ Ом}} = 0.5 \text{ А}$

Поскольку соединение последовательное, эта же сила тока будет протекать и через реостат, и во всей цепи.

2. Теперь определим, какое напряжение ($U_2$) должно падать на реостате. При последовательном соединении общее напряжение источника ($\text{U}$) распределяется между элементами цепи:

$U = U_1 + U_2$

Отсюда напряжение на реостате:

$U_2 = U - U_1 = 30 \text{ В} - 10 \text{ В} = 20 \text{ В}$

3. Зная силу тока, протекающего через реостат ($I = 0.5$ А), и напряжение на нем ($U_2 = 20$ В), мы можем найти его сопротивление ($R_2$) по закону Ома:

$R_2 = \frac{U_2}{I}$

Подставим вычисленные значения:

$R_2 = \frac{20 \text{ В}}{0.5 \text{ А}} = 40 \text{ Ом}$

Ответ: чтобы напряжение на резисторе было равно 10 В, сопротивление реостата надо сделать равным 40 Ом.