Тема . Закон Джоуля-Ленца. КПД

.01 Банк ФИПИ

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела закон джоуля-ленца. кпд
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#69808

В электрическую сеть с напряжением 120 В включены пять резисторов по схеме, изображенной на рисунке. Сопротивления резисторов равны: R1  = 2 Ом, R2  = 20 Ом, R3  = 15 Ом, R4  = R5  = 10 Ом.

PIC

Определите мощность, потребляемую резистором R3  .

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Вспомним, что при параллельном соединении резисторов R1  , R2  их общее сопротивление равно

 1   1    1        R1⋅R2
R- = R1 + R2-⇒ R = R1-+-R2.

При параллельном соединении n  резисторов одного номинала R  общее сопротивление будет равно

      n
-1-= ∑  1,
R0   i=1 R

R0 = R-.
     n

При последовательном же соединении общее сопротивление является аддитивной величиной, то есть, их общее сопротивление является суммой сопротивлений каждого отдельного резистора.
Рассчитаем общее сопротивление цепи:      R4-
R45 = 2 = 5 О м
R345 = R3 +R45 = 15 +5 = 20 Ом
R2345 = R2-= 10 Ом
        2
R0 = R1+ R2345 = 2+ 10 = 12 Ом  . Общий ток в цепи по закону Ома равен

I0 = U--= 120-= 10 A.
    R0   12

Поскольку резисторы 2 и 3,4,5 соединенны параллельно, то напряжение на них равны. Обозначим ток, протекающий через резистор 2 и 3,4,5, как I
 2  и I
 3  , соответственно. Из равенства напряжений и закона Ома следует

I2R2 = I3R345. (1)

Поскольку общий ток равен сумме токов, протекающих на параллельных участках, то

I0 = I2+ I3, (2)

I2 = I0− I3. (3)

Подставляя (3) в (1), получим

(I0− I3)R2 = I3R345,

I3 =--I0R2-- = -I0-⋅20-,
    R2 + R345   20+ 20

I3 = I0.
    2

Тогда из (3)

       I0   I0
I2 = I0− -2 = 2-.

Тогда ток, текующий через резистор 3, равен     I
I3 = 02-  .
Мощность, выделяющаяся на резисторе, равна

P = UI = I2R.

Тогда мощность на резисторе 3 равна:

     2       10 2
P3 =I3 ⋅R3 = (2-) ⋅15 = 375 Вт.
Ответ:

     2
P3 = I3 ⋅R3 = 375 Вт

Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Представлено полное правильное решение, включающее следующие

3

элементы:

1) верно записано краткое условие задачи;

2) записаны уравнения и формулы, применение которых

необходимо и достаточно для решения задачи выбранным

спосбом (в данном решении: формула мощности, выделяющей в резистооре при протекании тока, законы последовательного и параллельного соединения резисторов, закон Ома)

Правильно записаны необходимые формулы, проведены

2

вычисления и получен ответ (верный или неверный), но допущена

ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ

ИЛИ

Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-

либо числовых расчётов

ИЛИ

Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо

и достаточно для решения задачи выбранным способом, но

в математических преобразованиях или вычислениях допущена

ошибка

Записано и использовано не менее половины исходных формул,

1

необходимых для решения задачи

ИЛИ

Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена

ошибка

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!