Тема №20-22 Электричество

02 Закон Джоуля-Ленца. КПД 02.01 Банк ФИПИ

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №20-22 электричество
Разделы подтемы Закон Джоуля-Ленца. КПД
Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#76479Максимум баллов за задание: 3

Два резистора соединены, как показано на рисунке. Сопротивление резисторов: R1 =  4 Ом, R2 =  8 Ом. Какая мощность выделяется в первом резисторе, если напряжение на втором резисторе равно 24 В?

PIC

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Мощность на первом резисторе можно найти по формуле:

     2
P = I R1

Найдем силу тока в цепи через второй резистор , она равна силе тока через первый резистор, так как они соединены последовательно:

    U    24
I = R2 = 8-= 3 А

Находим мощность:

P =32⋅4 = 36 Вт
Ответ:

     2
P = I R1 = 36 В т

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, закон Ома, сказано, что ток через резисторы одинаковый, так как они соединены последовательно)

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#76476Максимум баллов за задание: 3

Два резистора соединены, как показано на рисунке. Сопротивления резисторов R1  = 4 Ом, R2  = 8 Ом. Какая мощность выделяется в цепи, если напряжение на резисторах равно 24 В?

PIC

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Мощность, которая выделяется в цепи, можно найти по формуле:

    U2
P = R--

где U  - общее напряжение цепи, R  - общее сопротивление цепи.
Найдем общее сопротивление цепи при последовательном соединении:

R = R1+ R2 = 4+ 8= 12 О м

Подставим все формулу:

       2
P = --U----
    R1+ R2

    242
P = 12 = 48 Вт
Ответ:

    --U2---
P = R1 +R2 = 48 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, законы последовательного соединения проводников)

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#76477Максимум баллов за задание: 3

В таблице приведена зависимость заряда q, протёкшего через резистор сопротивлением 2 Ом, от времени t  . Какое количество теплоты выделится в резисторе за первые 4 секунды, если сила протекающего тока постоянна?

t, c 0 1 2 3 4 5
q, Кл 0 2 4 6 8 10

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

По закону Джоуля-Ленца количество теплоты равно:

     2
Q = IRt,

где I  - сила тока в проводнике, R  - сопротивление проводника, t  - время протекания тока.
Найдём силу тока по данным из таблицы:

    q  8
I = t = 4 = 2 А

Q = I2Rt

Q = 22⋅2⋅4= 32 Дж
Ответ:

     2
Q = I Rt= 32 Д ж

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 силы тока через заряд и время, закон Джоуля-Ленца)

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#76473Максимум баллов за задание: 3

В таблице приведена зависимость заряда q, протёкшего через резистор сопротивлением 3 Ом, от времени t  . Какое количество теплоты выделится в резисторе за первые 5 секунд, если сила протекающего тока постоянна?

t, c 0 1 2 3 4 5
q, Кл 0 3 6 9 12 15

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

По закону Джоуля-Ленца количество теплоты равно:

     2
Q = IRt,

где I  - сила тока в проводнике, R  - сопротивление проводника, t  - время протекания тока.
Найдём силу тока по данным из таблицы:

    q  15
I = t =-5 = 3 К л

Q = I2Rt = 32 ⋅3⋅5= 135 Дж
Ответ:

     2
Q = I Rt= 135 Д ж

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 силы тока через заряд и время, закон Джоуля-Ленца)

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#76825Максимум баллов за задание: 3

Определите напряжение на концах реостата, если мощность, потребляемая реостатом, равна 30 Вт. Реостат изготовлен из никелиновой проволоки длиной 6 м и площадью поперечного сечения 0,5 мм2  .

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Распишем мощность, выделяющуюся на резисторе сопротивлением R

    U2
P = -R-,

где U  - напряжение на резисторе.
Сопротивление выражается следующей формулой

R = ρl= 0,4⋅6 = 4,8 Ом
    S     0,5

где ρ  - удельная сопротивление проводника, S  - площадь поперечного сечения, l  - длина.
Выразим и найдем напряжение:

    √----
U =  P ⋅R

    ∘ ------
U =   30⋅4,8= 12 В
Ответ:

    √----
U =  P ⋅R = 12 В

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 сопротивления цилиндрического проводника, формула мощности электрического тока)

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#69789Максимум баллов за задание: 3

Нагревательный элемент сделан из нихромовой проволоки длиной 8 м и площадью поперечного сечения       2
0,05 мм  . Определите мощность, потребляемую нагревателем, при включении его в сеть постоянного напряжения 220 В.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Найдем сопротивление элемента:     ρl-
R = S
где ρ = 1,1 Ом-⋅ мм2
          м  - удельное электрическое сопротивление (из справочных данных), l =8  м - длина проволки,           2
S = 0,05 мм  .
Мощность равна:

    U2   U2⋅S
P = R--= -ρ⋅l-

P = 2202-⋅0,05-= 275 Вт
      1,1⋅8
Ответ:

    U2-⋅S
P =  ρ⋅l  =275 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 сопротивления прямолинейного проводника с током, формула мощности)

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#76478Максимум баллов за задание: 3

К источнику постоянного тока подсоединили две лампы (см. рисунок), имеющие одинаковые электрические сопротивления. Чему равна мощность электрического тока, потребляемая каждой лампой, если показания идеального амперметра и идеального вольтметра равны, соответственно, 3 А и 6 В?

PIC

Источники: Банк ФИПИ | Проект демоверсии 2025

Показать ответ и решение

Напряжение на лампочках равны показанию вольтметр U  (так как они соединены параллельно). Пусть сопротивление лампочек равно R  , силы тока через лампочки равны I1  и I2  соответственно (см. рисунок)

PIC

Силы тока через лампочки можно найти из закона Ома:

I1 = U  I2 = U,
    R       R

следовательно, I1 =I2  . Также по закону сохранения заряда сила точка через амперметр равна I = I1+ I2 = 2I1  . Мощности на лампочках находятся по формуле:

                          6В ⋅3 А
P1 = P2 = UI1 = UI2 = UI∕2=-2---= 9 Вт
Ответ:

P1 = P2 = UI∕2= 9 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, закон Ома(если требуется), сказано, как делится ток через лампы)

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#105861Максимум баллов за задание: 3

Нагреватель включён последовательно с резистором сопротивлением 9 Ом в сеть с напряжением 240 В. Чему равно сопротивление нагревателя, если мощность, потребляемая резистором, равна 81 Вт?

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Вспомним, что при последовательном соединении общее сопротивление является аддитивной величиной, то есть, их общее сопротивление является суммой сопротивлений каждого отдельного резистора.
Пусть сопротивление нагревателя равно R2  , а резистора R1  .
Общее сопротивление цепи будет равна

R0 = R1+ R2.

Общий ток в цепи по закону Ома равен

I =-U-. (1)
   R0

По закону Джоуля-Ленца мощность на резисторе равна

         2
P = UI = I R.

Тогда мощность на резисторе равна:

P1 = I2⋅R1 = 81 Вт.

Тогда общий ток будет равен

   ∘ ---  ∘ ---
I =  P1-=   81 =3 A.
     R1     9

Из (1) следует, что сопротивление на нагревателе равно

R  = U-− R  = 240-− 9= 71 О м.
  2  I    1    3
Ответ:

     U-
R2 = I − R1 = 71 Ом

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, выделяющейся на резисторе при протекании тока, законы последовательного соединения резисторов, закон Ома для участка цепи)

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#105860Максимум баллов за задание: 3

Резистор № 1 сопротивлением 25 Ом включён последовательно с резистором № 2 в сеть с напряжением 220 В. Чему равно сопротивление резистора № 2, если мощность, потребляемая резистором № 1, равна 400 Вт?

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Вспомним, что при последовательном соединении общее сопротивление является аддитивной величиной, то есть, их общее сопротивление является суммой сопротивлений каждого отдельного резистора.
Общее сопротивление цепи будет равна

R0 = R1+ R2.

Общий ток в цепи по закону Ома равен

I = U-. 1
    R0

По закону Джоуля-Ленца мощность на резисторе равна

P = UI = I2R.

Тогда мощность на резисторе 1 равна:

P1 = I2⋅R1 = 400 Вт.

Тогда общий ток будет равен

   ∘ P1-  ∘-400-
I =  R1-=   25-= 4 A.

Из первого следует, что сопротивление на резисторе №2 равно

R2 = U-− R1 = 220− 25= 30 Ом.
     I        4
Ответ:

     U-
R2 = I − R1 = 30 Ом

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#105856Максимум баллов за задание: 3

В электрическую сеть с напряжением 220 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке.

PIC

Определите мощность, потребляемую резистором R4  , если R1 = 30 Ом  , R2 = 30 О м  , R3 = 30 Ом  , R4 = 12 О м  , R5 = 12 Ом  , R6 = 4 О м  .

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 = 30 =10 Ом,
       3

R45 = 12 =6 Ом,
      2

R0 = 10+ 6 +4 = 20 Ом.

Общий ток в цепи по закону Ома равен

    U--  220-
I0 = R0 = 20 = 11 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-  .
Мощность, выделяющаяся на резисторе, равна

P = UI = I2R.

Тогда мощность на резисторе 4 равна:

P4 =I24 ⋅R4 = (11)2⋅12 = 363 Вт.
             2
Ответ:

     2
P4 = I4 ⋅R4 = 363 Вт

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#105855Максимум баллов за задание: 3

В электрическую сеть с напряжением 220 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке.

PIC

Определите мощность, потребляемую резистором R6  , если R1 = 30 Ом  , R2 = 30 О м  , R3 = 30 Ом  , R4 = 12 О м  , R5 = 12 Ом  , R6 = 4 О м  .

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 = 30 =10 Ом,
       3

R45 = 12 =6 Ом,
      2

R0 = 10+ 6 +4 = 20 Ом.

Общий ток в цепи по закону Ома равен

    U--  220-
I0 = R0 = 20 = 11 A.

Мощность, выделяющаяся на резисторе, равна

P = UI = I2R.

Тогда мощность на резисторе 6 равна:

     2       2
P6 = I0 ⋅R6 = 11 ⋅4= 484 Вт.
Ответ:

     2
P6 = I0 ⋅R6 = 484 Вт

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#105857Максимум баллов за задание: 3

В электрическую сеть с напряжением 180 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке.

PIC

Определите мощность, потребляемую резистором R1  , если R1 = 30 Ом  , R2 = 30 О м  , R3 = 30 Ом  , R4 = 12 О м  , R5 = 12 Ом  , R6 = 4 О м  .

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 = 30 =10 Ом,
       3

R45 = 12 =6 Ом,
      2

R0 = 10+ 6 +4 = 20 Ом.

Общий ток в цепи по закону Ома равен

    -U-  180
I0 = R0 = 20  =9 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-  .
Т.к. резисторы 1,2 и 3 соединены параллельно, причем их номиналы равны, то ток, попадающий в их узел, делится на равные значения.
Получим, что ток, текущий через резистор 1, равен I = I0
 1  3  Мощность, выделяющаяся на резисторе, равна

         2
P = UI = I R.

Тогда мощность на резисторе 1 равна:

            9
P1 = I21 ⋅R1 =(3)2⋅30= 270 В т.
Ответ:

     2
P1 = I1 ⋅R1 = 270 Вт

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 13#69810Максимум баллов за задание: 3

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 14#74501Максимум баллов за задание: 3

В электрическую сеть с напряжением 120 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке.
Определите мощность, потребляемую резистором R4  .

PIC

Источники: Банк ФИПИ | Камзеева 2024

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-  .
Мощность, выделяющаяся на резисторе, равна

P = UI = I2R.

Тогда мощность на резисторе 4 равна:

P4 = I24 ⋅R4 =(12)2⋅6= 216 В т.
             2
Ответ:

     2
P4 = I4 ⋅R4 = 216 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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 15#105858Максимум баллов за задание: 3

В электрическую сеть с напряжением 200 В включены пять резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Сопротивления резисторов равны: R1 = 10  Ом, R2 = 20  Ом, R3 =14  Ом, R4 = R5 = 12  Ом.
Определите мощность, потребляемую резистором R4  .

PIC

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 = 6 О м
R345 = R3 +R45 = 14 +6 = 20 Ом
R2345 = R2-= 10 Ом
        2
R0 = R1+ R2345 = 10 +10 = 20 Ом  . Общий ток в цепи по закону Ома равен

I0 = U--= 200-= 10 A.
    R0   20

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 2, равен     I
I2 = 02-  .
Проводя аналогичные рассуждения для резисторов 4 и 5, учитывая, что для данных резисторов общий ток есть I3  , получим, что ток, текущий через резистор 4, равен I4 = I3 = I0.
     2   4
Мощность, выделяющаяся на резисторе, равна

P = UI = I2R.

Тогда мощность на резисторе 4 равна:

     2      10 2
P4 = I4 ⋅R4 =(-4 ) ⋅12= 75 В т.
Ответ:

     2
P4 = I4 ⋅R4 = 75 В т

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 16#69808Максимум баллов за задание: 3

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 17#105859Максимум баллов за задание: 3

В электрическую сеть с напряжением 200 В включены пять резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Сопротивления резисторов равны: R1 = 10  Ом, R2 = 20  Ом, R3 =14  Ом, R4 = R5 = 12  Ом.
Определите мощность, потребляемую резистором R3  .

PIC

Источники: Банк ФИПИ | Проект демоверсии 2026

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 = 6 О м
R345 = R3 +R45 = 14 +6 = 20 Ом
R2345 = R2-= 10 Ом
        2
R0 = R1+ R2345 = 10 +10 = 20 Ом  . Общий ток в цепи по закону Ома равен

I0 = U--= 200-= 10 A.
    R0   20

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:

           ( 10)2
P3 = I23 ⋅R3 = 2  ⋅14= 350 Вт.
Ответ:

     2
P3 = I3 ⋅R3 = 350 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: закон Ома для участка цепи, формула для мощности электрического тока, правила для последовательного и параллельного соединения проводников)

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 18#69811Максимум баллов за задание: 3

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 R4  .

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   10

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 2, равен     I
I2 = 02-  .
Проводя аналогичные рассуждения для резисторов 4 и 5, учитывая, что для данных резисторов общий ток есть I3  , получим, что ток, текущий через резистор 4, равен I4 = I3 = I0.
     2   4
Мощность, выделяющаяся на резисторе, равна

P = UI = I2R.

Тогда мощность на резисторе 4 равна:

     2      (10)2
P4 =I4 ⋅R4 =  -4   ⋅10= 62,5 Вт.
Ответ:

     2
P4 = I4 ⋅R4 = 62,5 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, выделяющейся на резисторе 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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 19#76828Максимум баллов за задание: 3

Три лампы мощностью: P1 = 50  Вт, P2 = 50  Вт, P3 =  25 Вт, рассчитанные на напряжение 110 В, соединены последовательно и подключены к источнику напряжением 220 В. Определите мощность, выделяющуюся на третьей лампе.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Чтобы найти выделяющуюся мощность, воспользуемся формулой:

     2
P3 = I ⋅R3,

где I  - сила тока, протекающая через лампы, R3  - споротивление третьей лампы.
Найдем сопротивления каждой лампы, через мощность, на которую рассчитаны лампы, воспользовавшись формулой:     U2
P = R1-  , где U1  - напряжение, на которое рассчитана каждая лампа, R  - сопротивление отдельной лампы.

R  = U21-= 1102-= 242 Ом
 1   P1    50

     U21   1102
R2 = P2-= -50-= 242 Ом

      2     2
R3 = U1-= 110-= 484 Ом
     P3    25

Найдем силу тока в цепи через напряжение в сети:

I =--U--
   R общ

R общ = R1+ R2+ R3 = 242 +242+ 484= 968 О м

     U     220
I = Rобщ-= 968

Подставим все в первоначальную формулу:

        2
P3 = (220) ⋅484 = 25 Вт
     968
Ответ:

     2
P3 = I ⋅R3 = 25 В т

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, закон Ома, законы последовательного соединения резисторов)

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 20#69805Максимум баллов за задание: 3

Три лампы мощностью: P1 = 50  Вт, P2 = 50  Вт, P3 = 25  Вт, рассчитанные на напряжение 110 В, соединены последовательно и подключены к источнику напряжением 220 В. Определите мощность, выделяющуюся на первой лампе.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Чтобы найти выделяющуюся мощность, воспользуемся формулой:

     2
P1 = I ⋅R1,

где I  - сила тока, протекающая через лампы, R1  - споротивление первой лампы.
Найдем сопротивления каждой лампы, через мощность, на которую рассчитаны лампы, воспользовавшись формулой:     U2
P = R1-  , где U1  - напряжение, на которое рассчитана каждая лампа, R  - сопротивление отдельной лампы.

R  = U1 = 1102-= 242 Ом
  1  P1    50

     U1   1102
R2 = P2 = -50--= 242 Ом

            2
R3 = U1 = 110--= 484 Ом
     P3    25

Найдем силу тока в цепи через напряжение в сети:

I =--U--
   R общ

R общ = R1+ R2+ R3 = 242 +242+ 484= 968 О м

     U     220
I = Rобщ-= 968

Подставим все в первоначальную формулу:

         2
P1 = (220) ⋅242 = 12,5 Вт
     968
Ответ:

     2
P1 = I ⋅R1 = 12,5 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, выделяемой в резисторе при протекании тока)

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
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!