Номер 899, страница 198 - гдз по физике 10 класс сборник задач Дорофейчик, Белая

899. Две электрические лампочки, соединенные параллельно, подключены к источнику тока, ЭДС которого $\mathscr{E}=8,0 \text{ В}$ и внутреннее сопротивление $r = 1,6 \text{ Ом}$. Сопротивления лампочек $R_1 = 36 \text{ Ом}$ и $R_2 = 24 \text{ Ом}$. Определите мощность тока на внешнем и внутреннем участках цепи.

Дано:

ЭДС источника тока, $\mathscr{E} = 8,0$ В

Внутреннее сопротивление источника, $r = 1,6$ Ом

Сопротивление первой лампочки, $R_1 = 36$ Ом

Сопротивление второй лампочки, $R_2 = 24$ Ом

Лампочки соединены параллельно.

Найти:

Мощность тока на внешнем участке цепи, $P_{внеш}$ - ?

Мощность тока на внутреннем участке цепи, $P_{внутр}$ - ?

Решение:

1. Найдем общее сопротивление внешнего участка цепи. Так как лампочки соединены параллельно, их общее сопротивление $R_{внеш}$ вычисляется по формуле:

$\frac{1}{R_{внеш}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}$ или $R_{внеш} = \frac{R_1 \cdot R_2}{R_1 + R_2}$

Подставим числовые значения:

$R_{внеш} = \frac{36 \cdot 24}{36 + 24} = \frac{864}{60} = 14,4$ Ом

2. Определим полное сопротивление всей цепи, которое складывается из внешнего и внутреннего сопротивлений:

$R_{полн} = R_{внеш} + r$

$R_{полн} = 14,4 + 1,6 = 16,0$ Ом

3. Используя закон Ома для полной цепи, найдем силу тока в цепи:

$I = \frac{\mathscr{E}}{R_{полн}}$

$I = \frac{8,0}{16,0} = 0,5$ А

4. Теперь можем рассчитать мощность тока на внешнем и внутреннем участках цепи.

Мощность, выделяемая на внешнем участке цепи (на лампочках):

$P_{внеш} = I^2 \cdot R_{внеш}$

$P_{внеш} = (0,5)^2 \cdot 14,4 = 0,25 \cdot 14,4 = 3,6$ Вт

Мощность, выделяемая на внутреннем участке цепи (на внутреннем сопротивлении источника):

$P_{внутр} = I^2 \cdot r$

$P_{внутр} = (0,5)^2 \cdot 1,6 = 0,25 \cdot 1,6 = 0,4$ Вт

Ответ: мощность тока на внешнем участке цепи составляет 3,6 Вт, а на внутреннем участке — 0,4 Вт.