Тема . №25 Геометрическая оптика (Расчетная задача высокого уровня сложности)

.05 Электрические цепи с резисторами (Отсутствует в данном номере в ЕГЭ 2026)

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 геометрическая оптика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#130348

Школьник собрал электрическую цепь, состоящую из трёх резисторов, трёх амперметров, одного вольтметра и проводов (см. рисунок). Сопротивление R = 1 кОм, все измерительные приборы идеальные. Выводы схемы он подключил к источнику постоянного напряжения. В результате вольтметр показал 11 В.

PIC

1. Определите напряжение на резисторе 1. Ответ дайте в вольтах, округлив до целого числа.
2. Определите напряжение на резисторе 2. Ответ дайте в вольтах, округлив до целого числа.
3. Определите напряжение на резисторе 3. Ответ дайте в вольтах, округлив до целого числа.
4. Определите показания амперметра А1. Ответ дайте в мА, округлив до целого числа.
5. Определите показания амперметра А2. Ответ дайте в мА, округлив до целого числа.
6. Определите показания амперметра А3. Ответ дайте в мА, округлив до целого числа.
7. Определите полную тепловую мощность, выделяющуюся во всех трёх резисторах. Ответ дайте в мВт, округлив до целого числа.

Показать ответ и решение

Используя факт того, что все приборы идеальные (ток через вольтметр не течет, т.к его сопротивление стремится к бесконечности, напряжение на амперметре равно нулю и он ведет себя как провод, т.к его сопротивление равно нулю) "выкинем"амперметры и вольметры и перестроем цепь:

PIC

Она будет эквивалента следующей цепи:

PIC

Заметим, что теперь мы имеем параллельный участок цепи с сопротивлением

R пар = 2R-⋅3R-= 6R-  (1),
       2R+ 3R    5

следовательно общее напряжение

         6R   11R
R0 = R + 5--= -5-- (2)

Для удобства будем решать задачу в терминах R и общего напряжение цепи U0  .Тогда общий ток в цепи

I0 = U0-= 5U0- (3)
    R0   11R

Напряжение на вольтмертре складывается из напряжений резисторов R  и 3R

U  = U + U   (4),
 V    1   3

из-за параллельного соединения напряжения на резисторах 2R  и 3R  равны, а сумма их токов равна I0  , отсюда:

(
{I2⋅2R = I3⋅3R
(
 I2+ I3 = I0

Решая систему, получаем,что

     3I
I2 = 50- (5)

I3 = 2I0- (6)
     5

отсюда

U3 = 2I0-⋅3R = 6 I0R  (7)
     5       5

U1 = I0R, (8)

из (4) получаем

     11
UV = 5 I0R

используя (3) и (7), получаем :

UV = U0  (9)

И это означает, что источник и вольтметр просто соединены параллельно. Найдем напряжение на каждом резисторе. из (3) и (9) :

U1 = I1R = I0R = 5U0-⋅R = 5-UV = 5-⋅11В= 5 В
               11R      11      11

из (3) и (5):

               3I0      3  5UV-     -6
U2 = U3 = I22R = 5 ⋅2R = 5 ⋅11R ⋅2R = 11 ⋅11В = 6В

Из рисунка видно,что токи через амперметры A1,A2,A3  равны токам через резисторы R,2R,3R  соотвественно из (3) , (5) и ( 6) получаем :

I1 = I0 = 5-UV-=-5 ⋅-11-В-= 5м А
        11 R   11  1000Ом

I2 = 3I0 = 3-UV-= 3-⋅-11В---= 3мА
     5    11 R    11  1000 Ом

I3 = 2I0 = 2-UV-= 2-⋅-11В---= 2мА
     5    11 R    11  1000 Ом

мощность на резисторе вычисляется как

     2
P = I R

найдем ее на кажом резисторе

P = I2R = 25 ⋅10−6А ⋅103О м= 25 мВт
 1   1

P2 = I222R =9 ⋅10−6А ⋅2⋅103О м =18 мВт

P3 = I223R =4 ⋅10−6А ⋅3⋅103О м =12 мВт
Ответ:

1. U1 = 5В

2. U2 =6 В

3. U3 =6 В

4. I1 = 5м А
5. I2 = 3 мА
6. I3 = 2 мА

7. P1 = 25 мВт,  P2 =18 мВт  , P3 =12 мВт

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!