Электрическая цепь состоит из источника тока и реостата. ЭДС источника равна 6 В, его внутреннее сопротивление равно 2 Ом. Сопротивление реостата можно изменять в пределах от 1 до 5 Ом. Чему равна максимальная мощность, выделяемая на реостате?
Условие:
- ЭДС источника: \( \mathcal{E} = 6 \, \text{В} \)
- Внутреннее сопротивление: \( r = 2 \, \text{Ом} \)
- Сопротивление реостата: \( R = 1 \, \text{Ом} \, \dots \, 5 \, \text{Ом} \)
Решение:
Мощность на реостате:
\( P = I^2 R \)
Сила тока через реостат:
\( I = \frac{\mathcal{E}}{R + r}\)
Подставляем выражение для \( I \) в мощность:
\( P = \left( \frac{\mathcal{E}}{R + r} \right)^2 R \)
Условие максимума мощности:
\( R = r\)
Подставляем \( R = 2 \):
\( P_{\text{max}} = \frac{\mathcal{E}^2}{4r} = \frac{6^2}{4 \cdot 2} = 4.5 \, \text{Вт} \)
Ответ: Максимальная мощность \( P_{\text{max}} = 4.5 \, \text{Вт} \).
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 10 класс.
Aвторы:
Буховцев Б.Б., Мякишев Г.Я., Сотский Н.Н.
Задание
Электрическая цепь состоит из источника тока и реостата. ЭДС источника равна 6 В, его внутреннее сопротивление равно 2 Ом. Сопротивление реостата можно изменять в пределах от 1 до 5 Ом. Чему равна максимальная мощность, выделяемая на реостате?