Часть 2 В1. К концам длинного однородного проводника приложено напряжение U. Провод заменили на другой, площадь сечения которого в 2 раза больше, и приложили к нему прежнее напряжение. Что произойдет при этом с сопротивлением проводника, силой тока и мощностью? К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу. Физическая величина А) сопротивление спирали Б) сила тока в спирали В) выделяющаяся мощность Изменение величины 1) увеличится 2) уменьшается 3) не изменится В2. Поставьте в соответствие физическую величину и единицу ее измерения в СИ. Физическая величина А) плотность Б) ускорение В) сила Г) объем Единица величины 1) м/с² 2) кг.м/с² 3) кг/м³ 4) м/с 5) м³ К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу.

Решение:

В1. Изменение сопротивления, силы тока и мощности

1. Сопротивление проводника:

Сопротивление проводника зависит от его удельного сопротивления, длины и площади поперечного сечения. Формула сопротивления:
\[ R = \rho \frac{L}{S} \]

В условии сказано, что проводник заменили на другой, у которого площадь сечения $$S$$ стала в 2 раза больше ($$S_{нов} = 2S_{старое}$$). Напряжение $$U$$ осталось прежним.

Так как $$S$$ увеличилось в 2 раза, а
\( \rho \) и $$L$$ остались прежними (предполагается, что длина проводника не изменилась, а материал тот же), то сопротивление проводника уменьшится в 2 раза:

\[ R_{нов} = \rho \frac{L}{2S} = \frac{1}{2} \left( \rho \frac{L}{S} \right) = \frac{1}{2} R_{старое} \]

Изменение сопротивления: 2) уменьшается.

2. Сила тока:

Сила тока в цепи определяется законом Ома:
\[ I = \frac{U}{R} \]

Так как напряжение $$U$$ осталось прежним, а сопротивление $$R$$ уменьшилось в 2 раза, сила тока увеличится в 2 раза:

\[ I_{нов} = \frac{U}{R_{нов}} = \frac{U}{R_{старое}/2} = 2 \frac{U}{R_{старое}} = 2 I_{старое} \]

Изменение силы тока: 1) увеличится.

3. Выделяющаяся мощность:

Мощность можно рассчитать по формуле:
\[ P = \frac{U^2}{R} \]

Так как напряжение $$U$$ осталось прежним, а сопротивление $$R$$ уменьшилось в 2 раза, мощность увеличится в 2 раза:

\[ P_{нов} = \frac{U^2}{R_{нов}} = \frac{U^2}{R_{старое}/2} = 2 \frac{U^2}{R_{старое}} = 2 P_{старое} \]

Изменение мощности: 1) увеличится.

Таблица соответствия:

В2. Соответствие физической величины и единицы измерения в СИ

Сопоставим физические величины с их единицами измерения в системе СИ:

• А) Плотность — измеряется в килограммах на кубический метр ($$\text{кг}/\text{м}^3$$).
• Б) Ускорение — измеряется в метрах на секунду в квадрате ($$\text{м}/\text{с}^2$$).
• В) Сила — измеряется в Ньютонах (Н), что равно $$\text{кг} \times \text{м} / \text{с}^2$$.
• Г) Объем — измеряется в кубических метрах ($$\text{м}^3$$).

Таблица соответствия: