На рисунке показана электрическая цепь с тремя идентичными резисторами, каждый из которых имеет сопротивление 2 Ом. При замыкании ключа сила тока через третий резистор равна 5 А. Каковы показания амперметра и вольтметра? И сколько теплоты выделится в этой цепи за 7 секунд?

Физика 11 класс Электрические цепи электрическая цепь резисторы сопротивление 2 Ом сила тока 5 А показания амперметра показания вольтметра теплота за 7 секунд Новый

Давайте разберем задачу шаг за шагом.

Имеем три идентичных резистора с сопротивлением 2 Ом каждый. Сначала определим, как они соединены в цепи. Если сила тока через третий резистор равна 5 А, это может указывать на то, что резисторы соединены последовательно или параллельно. Чтобы точно определить, как они соединены, рассмотрим оба варианта.

1. Определение типа соединения резисторов:

• Если резисторы соединены последовательно, то ток через каждый из них будет одинаковым, и равен 5 А.
• Если резисторы соединены параллельно, то ток будет делиться между ними, и только часть тока будет проходить через третий резистор.

Так как сила тока равна 5 А через третий резистор, предположим, что резисторы соединены параллельно.

2. Рассчитаем общее сопротивление:

Для параллельного соединения резисторов общее сопротивление R можно найти по формуле:

1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

где R1, R2 и R3 - сопротивления резисторов. В нашем случае:

1/R = 1/2 + 1/2 + 1/2 = 3/2

Следовательно, общее сопротивление R = 2/3 Ом.

3. Рассчитаем напряжение в цепи:

Теперь, зная общее сопротивление и силу тока, можем найти напряжение U в цепи по закону Ома:

U = I * R

где I = 5 А и R = 2/3 Ом. Подставим значения:

U = 5 * (2/3) = 10/3 В ≈ 3.33 В.

4. Показания амперметра и вольтметра:

• Показание амперметра: 5 А (сила тока через третий резистор).
• Показание вольтметра: 3.33 В (напряжение на всей цепи).

5. Рассчитаем количество теплоты:

Чтобы найти количество теплоты, выделяющееся в цепи за 7 секунд, воспользуемся формулой:

Q = I^2 * R * t

где Q - количество теплоты, I - сила тока, R - общее сопротивление, t - время.

Подставим известные значения:

Q = (5^2) * (2/3) * 7 = 25 * (2/3) * 7 = 50 * 7 / 3 ≈ 116.67 Дж.

Ответ:

• Показание амперметра: 5 А
• Показание вольтметра: 3.33 В
• Количество теплоты, выделившееся за 7 секунд: ≈ 116.67 Дж