Задание №13 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Проанализируем электрическую цепь, представленную на рисунке. Цепь состоит из источника тока, резистора 1 и реостата 2, соединённых последовательно. При последовательном соединении общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений всех её элементов.

1. Изменение общего сопротивления цепи:
Сопротивление реостата $R_2$ зависит от длины части обмотки, по которой протекает ток: $R = \rho \cdot \frac{l}{S}$, где $l$ — длина проводника. На рисунке видно, что ток входит в реостат через левый контакт и идёт по обмотке до ползунка. При перемещении ползунка реостата влево длина рабочей части обмотки $l$ уменьшается. Следовательно, сопротивление реостата $R_2$ уменьшается.
Общее сопротивление цепи $R_{общ}$ при последовательном соединении вычисляется по формуле:
$R_{общ} = R_1 + R_2$
Так как $R_1$ (сопротивление постоянного резистора) не меняется, а $R_2$ уменьшается, то и общее сопротивление цепи $R_{общ}$ уменьшается (цифра 2).

2. Изменение мощности, выделяемой в цепи:
Мощность $P$, выделяемая во всей цепи, связана с напряжением источника $U$ и общим сопротивлением $R_{общ}$ формулой:
$P = \frac{U^2}{R_{общ}}$
Напряжение на зажимах идеального источника тока (или ЭДС) считаем постоянным. Поскольку общее сопротивление цепи $R_{общ}$, как мы выяснили выше, уменьшается, то дробь $\frac{U^2}{R_{общ}}$ увеличивается. Следовательно, мощность, выделяемая в цепи, увеличивается (цифра 1).

Таким образом, общее сопротивление уменьшается (2), а мощность увеличивается (1).

Ответ: 21

Источник: ФИПИ