В сосуд с водой при комнатной температуре помещают нагреватель, подключённый к источнику постоянного напряжения, имеющий две спирали сопротивлением R1 и R2. Выберите как изменяются после замыкания ключа ...

Решение:

При замыкании ключа к источнику подключаются обе спирали. В исходной схеме, если ключ разомкнут, неясно, как подключены спирали. Исходя из изображения, предполагаем, что после замыкания ключа обе спирали (R1 и R2) подключаются параллельно к источнику постоянного напряжения U.

• Общее сопротивление нагревателя: При параллельном подключении двух сопротивлений R1 и R2 общее сопротивление R_общ вычисляется по формуле: \( \frac{1}{R_{общ}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} \). Так как R1 и R2 — это положительные величины, то \( R_{общ} \) будет меньше, чем любое из сопротивлений по отдельности. Если до замыкания ключа была подключена только одна спираль (например, R1), то общее сопротивление уменьшается.
• Мощность, выделяющаяся на R1: Мощность, выделяющаяся на резисторе, вычисляется по формуле \( P = \frac{U^2}{R} \). Так как напряжение источника \( U \) постоянно, а сопротивление \( R_1 \) не изменяется, то мощность, выделяющаяся на \( R_1 \), не изменяется.
• Время доведения 2 литров воды комнатной температуры до кипения: При замыкании ключа общее сопротивление нагревателя уменьшается (при условии, что до этого была включена только одна спираль или обе были включены последовательно). Уменьшение общего сопротивления при постоянном напряжении приводит к увеличению общего тока \( I = \frac{U}{R_{общ}} \) и, соответственно, к увеличению общей мощности нагревателя \( P_{общ} = U x I \). Большая мощность означает, что вода будет нагреваться быстрее, и время доведения до кипения уменьшается.

Ответ: Общее сопротивление нагревателя - уменьшается; Мощность, выделяющаяся на R1 - не изменяется; Время доведения 2 литров воды комнатной температуры до кипения - уменьшается.