№919 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Рымкевич 10-11 класс, Дрофа: 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. Возникает индукционный ток, а на резисторе выделяется теплота по закону Джоуля—Ленца.

Мощность, рассеиваемая на резисторе, равна

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

где $$U$$ — напряжение генератора, $$R$$ — сопротивление нагрузки.

а) При данной скорости движения трамвая напряжение $$U$$ постоянно. Тогда при уменьшении сопротивления $$R$$ мощность $$P$$ возрастает. Значит, энергия движения трамвая расходуется быстрее, и торможение становится сильнее.

б) При данной нагрузке $$R$$ с увеличением скорости трамвая возрастает частота вращения генератора, а значит, увеличиваются ЭДС и напряжение $$U$$. Тогда мощность $$P=\frac{U^2}{R}$$ возрастает, и трамвай тормозит быстрее.

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