Задание №13 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи проанализируем схему электрической цепи и физические законы, описывающие поведение тока и сопротивления.

1. Изменение сопротивления реостата.
Реостат — это прибор, сопротивление которого можно регулировать, изменяя длину проводника, по которому протекает ток. Сопротивление проводника $R_{p}$ вычисляется по формуле:
$R_{p} = \rho \cdot \frac{l}{S}$,
где $\rho$ — удельное электрическое сопротивление материала, $l$ — длина рабочей части проводника, $S$ — площадь поперечного сечения.
На рисунке видно, что ток входит в реостат через ползунок и проходит по левой части обмотки (или наоборот, в зависимости от подключения, но стандартно для данной схемы перемещение влево уменьшает количество витков, включённых в цепь). При перемещении ползунка реостата влево длина рабочей части проводника $l$, по которой течёт ток, уменьшается. Следовательно, сопротивление реостата $R_{p}$ также уменьшается (соответствует цифре 2).

2. Изменение силы тока в цепи.
Резистор 1 и реостат 2 соединены в цепи последовательно. Общее сопротивление цепи $R_{общ}$ равно сумме сопротивлений её элементов:
$R_{общ} = R_{1} + R_{p}$.
Так как сопротивление реостата $R_{p}$ уменьшилось, а сопротивление постоянного резистора $R_{1}$ не изменилось, то общее сопротивление цепи $R_{общ}$ уменьшается.
Согласно закону Ома для полной цепи (или участка цепи при постоянном напряжении источника $U$):
$I = \frac{U}{R_{общ}}$.
При неизменном напряжении источника уменьшение общего сопротивления $R_{общ}$ приводит к тому, что сила тока $I$ в цепи увеличивается (соответствует цифре 1).

Вывод:
Сопротивление реостата уменьшается (2).
Сила тока в цепи увеличивается (1).

Ответ: 21

Источник: ФИПИ