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#131098

Из восьми резисторов и трех идеальных батареек (с пренебрежимо малыми внутренними сопротивлениями) собрана цепь. Найти суммарную мощность N  , расходуемую батарейками. Сопротивление каждого резистора равно R = 5 Ом  , ЭДС каждой батарейки 𝜀 =5 В  .

PIC

Показать ответ и решение

в общем случае суммарная мощность на батарейках будет вычисляться следующим образом:

PΣ𝜀 = PR +Pr (1),

где PR  и Pr  - мощности на внешней цепи и внутреннем сопротивлении соотвественно, но так как по условию r = 0,  то и Pr = 0.  То есть итоговая мощность:

    8
P = ∑ PRi  (2).
    i=1

PIC

Задачу будем решать методом узловых потенциалов. Выберем нулевой потенциал, как показано на рисунке, отсюда найдем в каких точках потенциал будет равен ЭДС. Введем как на рисунке потенциалы ϕ1  и ϕ2  . Пусть ток через левый источник разделяется на I1  через резистор 1 , I2  через резистор 7 и через резистор 2 - I4,  далее через резистор 4 идет ток I3,  тогда через резистор 5 пойдет такой же ток I3,  т.к напряжения на резисторах 4 и 5 одинаковые и равны ϕ1 − 0  => I2 = 2I3.  Из этих соображений через левый источник потечет ток I1 +I3.  Т.к суммарно через резистор 7 течет 2I3,  то через средний источник течет ток I3 +I4.  Так как напряжения на резисторах 2 и 3 одинаковые и равны 𝜀− ϕ2,  то через резистор 3 тоже течет ток I4,  тогда через резистор 8 течет ток 2I4.  Напряжения на резисторах 2 и 3 одинаковые и равны 𝜀− 0,  => ток через резистор 6 равен I1,  из этих рассуждений ток через правый источник равен I1+ I4.  Распишем ток I3  через резисторы 7 и 4:

I = ϕ1−-0  (3),
 3    R

      𝜀− ϕ1
2I3 = -R---  (4),

из (3) и (4):

ϕ1−-0= 𝜀−-ϕ1 => 2ϕ1− 𝜀= ϕ1,
 R       2R

     𝜀  1       5
ϕ1 = 3 = 3 ⋅5В = 3 В (5).

Аналогично для тока I4  через резисторы 3 и 8:

I4 = ϕ2−-0 (6),
     2R

      𝜀− ϕ2
2I3 =  R     (7),

из (6) и (7):

ϕ2− 0   𝜀− ϕ2
-2R-- = --R--= > ϕ2 = 2𝜀− 2ϕ2,

     2𝜀  2       10
ϕ2 = 3-= 3 ⋅5В = 3-В   (8).

Найдем все токи из (5) и (8) :

I1 = 𝜀−-0= 5-В-= 1А  (9),
     R     5Ом

    ϕ1−-0   1
I3 =  R   = 3А  (10),

    ϕ2− 0   1
I4 =-2R-- = 3А  (11).

Остюда из (9), (10),(11) находим общую мощность:

P = P1+ P2+ P3+ ...+ P8

     2    2    2     2    2    2     2     2
P = I1R +I4R + I4R + I3R + I3R+ I1R +4I3R +4I4R

      2
P = 2I1R + 6I3R + 6I3R

       2    2    2
P = R (2I1 + 6I3 + 6I3)

                    1       1     50
P = 5О м⋅(2⋅12A2 + 6⋅9A2 +6 ⋅9A2)= -3 Вт≈ 17 Вт
Ответ:

        2    2   2
P = R(2I1 + 6I3 +6I3)≈ 17В т

Критерии оценки

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!