№801 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Имеются источник тока напряжением $$6\ \text{В}$$, реостат сопротивлением $$30\ \text{Ом}$$ и две лампочки, на которых написано: $$3{,}5\ \text{В},\ 0{,}35\ \text{А}$$ и $$2{,}5\ \text{В},\ 0{,}5\ \text{А}$$. Как собрать цепь, чтобы лампочки работали в нормальном режиме?

Сначала найдём сопротивления лампочек по их номинальным данным:

$$R_1=\frac{U_1}{I_1}=\frac{3{,}5}{0{,}35}=10\ \text{Ом}, \qquad R_2=\frac{U_2}{I_2}=\frac{2{,}5}{0{,}5}=5\ \text{Ом}.$$

Если соединить лампочки последовательно, то их общее сопротивление

$$R=R_1+R_2=10+5=15\ \text{Ом},$$

а ток в цепи будет

$$I=\frac{U}{R}=\frac{6}{15}=0{,}4\ \text{А}.$$

Это больше номинального тока первой лампочки $$0{,}35\ \text{А}$$ и меньше номинального тока второй $$0{,}5\ \text{А}$$. Значит, нужно уменьшить ток через первую лампочку и увеличить через вторую.

Для этого к первой лампочке подключают параллельно реостат. Тогда через лампочку пойдёт номинальный ток $$0{,}35\ \text{А}$$, а через реостат — разность токов:

$$\Delta I=0{,}5-0{,}35=0{,}15\ \text{А}.$$

Напряжение на первой лампочке равно $$3{,}5\ \text{В}$$, значит сопротивление реостата должно быть

$$R_{\text{р}}=\frac{U_1}{\Delta I}=\frac{3{,}5}{0{,}15}\approx 23\ \text{Ом}.$$

Следовательно, лампочки нужно соединить последовательно, а к первой лампочке параллельно подключить реостат, установив его сопротивление примерно $$23\ \text{Ом}$$.

Ответ: лампочки соединить последовательно; параллельно первой лампочке подключить реостат с сопротивлением около $$23\ \text{Ом}$$.