Задание №13 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи проанализируем последовательно изменения в электрической цепи при перемещении ползунка реостата.

1. Изменение сопротивления реостата.
На рисунке изображена цепь, в которой резистор 1 и реостат 2 соединены последовательно. Ток в реостате течёт через ту часть его обмотки, которая включена в цепь (от левого края до ползунка). При перемещении ползунка реостата вправо длина рабочей части обмотки $l$ увеличивается. Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине: $R = \rho \cdot \frac{l}{S}$. Следовательно, сопротивление реостата $R_2$ увеличивается.

2. Общее сопротивление цепи.
При последовательном соединении общее сопротивление цепи $R_{общ}$ равно сумме сопротивлений её элементов:
$R_{общ} = R_1 + R_2$
Так как сопротивление резистора $R_1$ неизменно, а сопротивление реостата $R_2$ увеличивается, то общее сопротивление цепи $R_{общ}$ также увеличивается (цифра 1).

3. Мощность, выделяемая в цепи.
По условию напряжение на выводах источника $U$ остаётся постоянным. Мощность тока в цепи можно выразить через напряжение и общее сопротивление по формуле:
$P = \frac{U^2}{R_{общ}}$
Поскольку напряжение $U$ постоянно, а общее сопротивление $R_{общ}$ увеличивается, то мощность $P$, находящаяся в обратной зависимости от сопротивления, уменьшается (цифра 2).

Итог:
Общее сопротивление цепи: увеличивается (1).
Мощность, выделяемая в цепи: уменьшается (2).

Ответ: 12

Источник: ФИПИ