№919 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

1. Объяснить принцип торможения трамвая, когда водитель, отключив двигатель от контактной сети (рис. 104), переводит его в режим генератора (ключ переводится из положения 1 в положение 2). Как зависит ускорение (быстрота торможения) трамвая: а) от нагрузки (сопротивления резистора) при данной скорости движения трамвая; б) от скорости трамвая при данной нагрузке?

При переводе двигателя трамвая в режим генератора механическая энергия движения превращается в электрическую. В цепи возникает ток, и на резисторе выделяется тепловая мощность по закону Джоуля—Ленца:

$$P=\frac{U^2}{R}$$

Чем больше выделяемая мощность, тем сильнее торможение.

а) При данной скорости трамвая ЭДС и напряжение на резисторе считаем постоянными, поэтому

$$P=\frac{U^2}{R}$$

При уменьшении сопротивления $$R$$ мощность $$P$$ возрастает, значит торможение становится сильнее, а ускорение по модулю — больше.

б) При данной нагрузке с увеличением скорости трамвая возрастает частота вращения генератора, а значит увеличиваются ЭДС и напряжение $$U$$. Тогда растёт мощность, выделяемая на резисторе, и торможение усиливается.

Ответ: ускорение торможения больше при меньшем сопротивлении резистора и при большей скорости трамвая.