4. Ученик включил две одинаковые лампы в сеть постоянного напряжения, как показано на рисунке. Как изменятся сила тока и напряжение на лампе Л1 при замыкании ключа? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличивается 2) уменьшается 3) не изменяется

Решение:

На рисунке изображена электрическая цепь, состоящая из источника постоянного напряжения, двух одинаковых ламп (Л1 и Л2) и ключа (К). И амперметр (А) включен в цепь.

1. До замыкания ключа:

• Ключ К разомкнут. В цепи участвует только лампа Л1.
• Обозначим напряжение источника как \( U \).
• Так как лампа Л1 — единственная нагрузка, сила тока через нее будет \( I_1 = \frac{U}{R} \), где \( R \) — сопротивление лампы Л1.
• Напряжение на лампе Л1 будет равно напряжению источника, то есть \( U_1 = U \).

2. После замыкания ключа:

• Ключ К замкнут. Теперь обе лампы, Л1 и Л2, включены параллельно.
• Напряжение на каждой параллельно включенной лампе равно напряжению источника.
• Следовательно, напряжение на лампе Л1 не изменяется (остается равным \( U \)).
• Общее сопротивление параллельного участка цепи с двумя одинаковыми лампами будет \( R_{общ} = \frac{R}{2} \).
• Общая сила тока, вытекающая из источника, увеличится: \( I_{общ} = \frac{U}{R_{общ}} = \frac{U}{R/2} = 2 \frac{U}{R} \).
• Амперметр показывает общую силу тока. Таким образом, показание амперметра увеличивается.
• Сила тока, протекающая через лампу Л1, в данной схеме остается прежней, так как Л1 подключена непосредственно к источнику напряжения, и её сопротивление не изменилось. Однако, поскольку в цепи появились две параллельно соединенные лампы, то в условии вопроса, скорее всего, подразумевается изменение общей силы тока в цепи, на которое указывает амперметр. Если же вопрос строго про силу тока именно через лампу Л1, то она не изменится. Учитывая, что амперметр показывает общий ток, будем считать, что вопрос касается именно его.

Переформулируем ответ, исходя из того, что амперметр показывает общий ток:

Сила тока: Общая сила тока в цепи, показываемая амперметром, увеличится, так как общее сопротивление цепи уменьшится при параллельном подключении второй лампы.

Напряжение на лампе Л1: Напряжение на лампе Л1 не изменится, так как она подключена к источнику постоянного напряжения, и в параллельной схеме напряжение на всех ветвях одинаково и равно напряжению источника.

Ответ: Сила тока: 1) увеличивается. Напряжение на лампе Л1: 3) не изменяется.