Задание №9 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

К списку заданий

#44617Задание №9ФИПИ

Закон ОмаСоединения проводников

В электрической цепи, представленной на схеме, сопротивления проводников Ом и Ом. Вольтметр показывает напряжение 30 В.

Чему равна сила тока, протекающего в проводнике R₁?

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Проанализируем представленную электрическую схему. На рисунке изображена цепь, состоящая из источника тока и двух последовательно соединённых резисторов $R_1$ и $R_2$ . Вольтметр подключён параллельно к обоим резисторам сразу, то есть он измеряет общее напряжение на всём участке цепи.

Дано:
$R_1 = 5$ Ом (согласно Рисунку 1)
$R_2 = 10$ Ом (согласно Рисунку 2)
$U = 30$ В (общее напряжение на участке)
$I_1 - ?$

Физические законы и вывод формулы:
1. При последовательном соединении проводников общее сопротивление цепи $R_{общ}$ равно сумме сопротивлений отдельных проводников:
$R_{общ} = R_1 + R_2$

2. Согласно закону Ома для участка цепи, общая сила тока $I$ в цепи равна отношению общего напряжения к общему сопротивлению:
$I = \frac{U}{R_{общ}}$

3. Особенность последовательного соединения заключается в том, что сила тока во всех участках цепи одинакова:
$I = I_1 = I_2$

Следовательно, рабочая формула для нахождения силы тока в первом проводнике:
$I_1 = \frac{U}{R_1 + R_2}$

Вычисления:
Подставим числовые значения в формулу:
$I_1 = \frac{30 \text{ В}}{5 \text{ Ом} + 10 \text{ Ом}} = \frac{30 \text{ В}}{15 \text{ Ом}} = 2 \text{ А}$

Проверка размерности: $[I] = \frac{\text{В}}{\text{Ом}} = \text{А}$ . Результат соответствует искомой величине.

Ответ: 2 А

Источник: ФИПИ