Вопрос:

На рисунке изображена схема электрической цепи, состоящей из трёх резисторов и двух ключей К1 и К2. К точкам А и В приложено постоянное напряжение U. Максимальное количество теплоты, выделяемое в цепи за 1 с, может быть получено....

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Максимальное количество теплоты будет выделяться в цепи, когда сопротивление будет минимальным. Рассмотрим варианты:

  1. Если замкнут только ключ K2, то в цепи включены последовательно резисторы 2R и R. Общее сопротивление цепи будет равно $$R_{общ} = 2R + R = 3R$$.
  2. Если замкнут только ключ K1, то в цепи включены последовательно резисторы R и 2R. Общее сопротивление цепи будет равно $$R_{общ} = R + 2R = 3R$$.
  3. Если оба ключа разомкнуты, то цепь разомкнута и ток в ней не течет, следовательно, теплота не выделяется.
  4. Если замкнуты оба ключа, то резисторы R, 2R и R соединены параллельно. Общее сопротивление цепи будет равно: $$\frac{1}{R_{общ}} = \frac{1}{R} + \frac{1}{2R} + \frac{1}{R} = \frac{2 + 1 + 2}{2R} = \frac{5}{2R}$$, откуда $$R_{общ} = \frac{2R}{5} = 0.4R$$. Это наименьшее сопротивление.

    Количество теплоты, выделяемое в цепи за время t, можно найти по формуле закона Джоуля-Ленца: $$Q = \frac{U^2}{R}t$$. При заданном напряжении U и времени t количество теплоты обратно пропорционально сопротивлению цепи. Таким образом, наибольшее количество теплоты выделяется при наименьшем сопротивлении, то есть, когда оба ключа замкнуты.

Ответ: Если замкнуты оба ключа

ГДЗ по фото 📸
Подать жалобу Правообладателю