НПСФ 2019, 9. клас — Задача 1. КПД на нагревател

Национално пролетно състезание по физика 2019, тема за 9. клас (трета състезателна група) · 9 март 2019 г. · 10 т.

Условие

Електрически нагревател с постоянно съпротивление е свързан във верига с реостат (консуматор, чието съпротивление може да се променя), идеален амперметър и източник на напрежение (фиг. 1). При определено съпротивление на реостата във веригата тече ток $I_1 = 0{,}1\ \mathrm{A}$.

Когато между точките A и B се свърже допълнително консуматор с неизвестно съпротивление, амперметърът отчита ток $I_2 = 0{,}05\ \mathrm{A}$. Ако същият консуматор се свърже между точките A и C, амперметърът отчита ток $I_3 = 0{,}3\ \mathrm{A}$.

а) Начертайте схемите на електрическата верига с включения допълнително консуматор, като означите съпротивлението на реостата с $r$, съпротивлението на нагревателя с $R_0$, а съпротивлението на допълнителния консуматор с $R$. [1,5 т.]

б) Намерете токовете $I_r, I_{R_0}, I_R$, които протичат съответно през реостата, нагревателя и допълнителния консуматор. [1,5 т.]

в) Изразете еквивалентното съпротивление $R'$ на нагревателя и допълнителния консуматор чрез съпротивлението на нагревателя $R_0$. [2,5 т.]

г) Изразете съпротивлението на реостата $r$ чрез съпротивлението $R_0$ на нагревателя. [2 т.]

д) КПД (коефициент на полезно действие) $\eta$ на нагревателя в дадена схема се определя като отношение на мощността на нагревателя към общата мощност на всички консуматори във веригата. Определете КПД на нагревателя в схемите, описани в подточка а). [2,5 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: proletni_2019_9problems.pdf · официални решения: proletni_2019_9solutions.pdf