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#69810

В электрическую сеть с напряжением 120 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке.

PIC

Определите мощность, потребляемую резистором R1  .

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.
Найдем общее сопротивление системы:

R123 = 15-= 5 О м,
       3

R45 = 6= 3 Ом,
      2

R0 = 5+ 3+ 2= 10 О м.

Общий ток в цепи по закону Ома равен

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

Поскольку резисторы 4 и 5 соединенны параллельно, то напряжение на них равны. Обозначим ток, протекающий через резистор 4 и 5, как I4  и I5  , соответственно. Из равенства напряжений и закона Ома следует

I4R4 = I5R5.  (1)

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

I0 = I4+ I5, (2)

I4 = I0− I5. (3)

Подставляя (3) в (1), получим

(I0− I5)R4 = I5R5,

I5 =-I0R4--= -I0⋅12,
    R4 +R5   12 +12

I = I0.
5   2

Тогда из (3)

       I0   I0
I4 = I0− -2 = 2-.

Тогда ток, текующий через резистор 4, равен     I
I4 = 02-  .
Аналогично рассуждениям выше, ток в резисторе 1:     I0
I1 = 3  . Мощность, выделяющаяся на резисторе, равна

         2
P = UI = I R.

Тогда мощность на резисторе 1 равна:

P1 = I21 ⋅I1 = (12-)2⋅15 =240 Вт.
             3
Ответ:

     2
P1 = I1 ⋅I1 =240 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!