Решение задач 1-5 по физике

Ниже представлены решения задач в виде, удобном для переписывания в тетрадь. Задание 1. Самый нагруженный резистор На схеме резистор \(4R\) включен последовательно со всем остальным участком цепи. Это значит, что через него течет общий ток всей цепи. Далее этот ток разветвляется на три параллельные ветви. Согласно закону сохранения заряда, сумма токов в параллельных ветвях равна общему току. Следовательно, ток через резистор \(4R\) всегда больше, чем ток через любой из резисторов \(R\), \(2R\) или \(3R\). Ответ: \(4R\). Задание 2. Сопротивление лампы Дано: \(U_{общ} = 120\) В \(U_{реостата} = 75\) В \(I = 12\) А Решение: 1. При последовательном соединении общее напряжение равно сумме напряжений на участках: \[U_{общ} = U_{лампы} + U_{реостата}\] \[U_{лампы} = U_{общ} - U_{реостата} = 120 - 75 = 45 \text{ В}\] 2. По закону Ома для участка цепи найдем сопротивление лампы: \[R_{лампы} = \frac{U_{лампы}}{I} = \frac{45}{12} = 3,75 \text{ Ом}\] Ответ: \(3,75\). Задание 3. Общее сопротивление Дано: \(R_{общ} = 22\) Ом Решение: 1. Найдем сопротивление параллельного участка (\(2R\) и \(3R\)): \[R_{пар} = \frac{2R \cdot 3R}{2R + 3R} = \frac{6R^2}{5R} = 1,2R\] 2. Общее сопротивление цепи (последовательное соединение \(R\) и \(R_{пар}\)): \[R_{общ} = R + 1,2R = 2,2R\] 3. Найдем \(R\): \[2,2R = 22\] \[R = \frac{22}{2,2} = 10 \text{ Ом}\] Ответ: \(10\). Задание 4. Два резистора и два вольтметра Дано: \(R_1 = 4\) Ом, \(R_2 = 3\) Ом \(U_1 = 0,9\) В (напряжение на \(R_2\)) Решение: 1. Вольтметр \(V_1\) измеряет напряжение на резисторе \(3\) Ом. Найдем силу тока в цепи: \[I = \frac{U_1}{R_2} = \frac{0,9}{3} = 0,3 \text{ А}\] 2. Вольтметр \(V_2\) измеряет общее напряжение на обоих резисторах. Найдем общее сопротивление: \[R_{общ} = 4 + 3 = 7 \text{ Ом}\] 3. Напряжение на \(V_2\): \[U_2 = I \cdot R_{общ} = 0,3 \cdot 7 = 2,1 \text{ В}\] Ответ: \(2,1\). Задание 5. Цепь из трех проводников Дано: \(U = 24\) В, \(R_1 = 4\) Ом, \(R_2 = 6\) Ом, \(U_3 = 4\) В Решение: 1. Напряжение на первых двух проводниках: \[U_{1,2} = U - U_3 = 24 - 4 = 20 \text{ В}\] 2. Сопротивление первых двух проводников: \[R_{1,2} = R_1 + R_2 = 4 + 6 = 10 \text{ Ом}\] 3. Сила тока в цепи: \[I = \frac{U_{1,2}}{R_{1,2}} = \frac{20}{10} = 2 \text{ А}\] 4. Сопротивление третьего проводника: \[R_3 = \frac{U_3}{I} = \frac{4}{2} = 2 \text{ Ом}\] 5. Напряжение на первом проводнике: \[U_1 = I \cdot R_1 = 2 \cdot 4 = 8 \text{ В}\] 6. Напряжение на втором проводнике: \[U_2 = I \cdot R_2 = 2 \cdot 6 = 12 \text{ В}\] Ответы: \(I = 2\) А; \(R_3 = 2\) Ом; \(U_1 = 8\) В; \(U_2 = 12\) В.