14.14 (17.22). При нагревании спирали лампы накаливания протекающим по ней электрическим током основная часть подводимой энергии теряется в виде теплового излучения. На рисунке изображены графики зависимости мощности тепловых потерь лампы от температуры спирали P = P(T) и силы тока от приложенного напряжения I = I(U).


Выберите все верные утверждения о физических величинах, характеризующих этот процесс.
1) С увеличением напряжения на лампе температура её спирали увеличивается.
2) При мощности тепловых потерь 50 Вт температура нити накала лампы более 2800 К.
3) При силе тока через лампу 1,5 А температура нити накала составляет менее 3000 К.
4) При напряжении на лампе 100 В тепловая мощность, выделяемая на лампе, равна 80 Вт.
5) При мощности тепловых потерь 150 Вт напряжение на лампе составляет 100 В.
Ответ: ____.

Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).

Анализ условия. 1) Пусть R_2/3 — это сопротивление участка с резистором R₂ и реостатом R₃. Эти приборы соединены параллельно, поэтому
\[R_{2/3}=\frac{R_2\cdot R_3}{R_2+R_3}.\]
По условию R₂ = R. Так как сопротивление реостата R₃ уменьшается от R до 0, то вначале R₃ = R и
\[R_{2/3}=\frac{R\cdot R}{R+R}=\frac{R}{2}.\]
В конце R₃ = 0 и
\[R_{2/3}=\frac{R\cdot 0}{R+0}=0.\]
Сопротивление R_2/3 участка уменьшится до нуля.
2) Внутренним сопротивлением r источника тока пренебречь, т.е. r = 0.
Определим, как изменятся напряжение U₂ на резисторе R₂ и суммарная тепловая мощность P₀, выделяемая во внешней цепи, при изменении сопротивления R_2/3 участка.

Решение. 1) Определим, как изменится напряжение U₂ на резисторе R₂ при изменении сопротивления R_2/3 участка.
Резистор R₂ и реостат R₃ соединены параллельно, поэтому напряжения на них будут равны
\[U_2=U_3=U_{2/3}=I_{2/3}\cdot R_{2/3}.\]
Сила тока I_2/3 на участке не равна нулю (сила тока I_2/3 равна общей силе тока I₀ в цепи). По условию сопротивление R_2/3 участка уменьшится до нуля (см. анализ условия пункт 1), поэтому из данного уравнения следует, что напряжение U₂ уменьшится до нуля.
Это соответствует изменению № 2.

2) Определим, как изменится суммарная тепловая мощность P₀, выделяемая во внешней цепи, при изменении сопротивления R_2/3 участка.
Из рисунка в условии определяем, что резистор R₁ и участок R_2/3 соединены последовательно, поэтому их общее сопротивление равно
\[R_0=R_1+R_{2/3}.\ \ \ (1)\]
Сила тока из закона Ома для полной цепи (учтем, что r = 0) равна
\[I_0=\frac{E}{R_0+r}=\frac{E}{R_0}=\frac{E}{R_1+R_{2/3}}.\ \ \ (2)\]
Суммарная тепловая мощность P₀, выделяющаяся на внешнем участке цепи, и их общие сопротивление R₀ связаны следующим соотношением:
\[P_0=I_{0}^2\cdot R_0.\]
С учетом уравнений (1) и (2) получаем
\[P_0={{\left( \frac{E}{R_0} \right)}^2}\cdot R_0=\frac{E^2}{R_0}=\frac{E^2}{R_1+R_{2/3}}.\]
По условию ЭДС E источника не изменится, так как не изменится источник тока. Не изменится и сопротивление резистора R₁. Так как сопротивление R_2/3 участка уменьшится, то из полученного уравнения следует, что суммарная тепловая мощность P₀, выделяемая во внешней цепи, увеличится.
Это соответствует изменению № 1.
Ответ: 21.

15.11 (18.11). На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник тока с ЭДС E, два резистора и реостат. Сопротивления резисторов R₁ и R₂ одинаковы и равны R. Сопротивление реостата R₃ можно менять. Как изменятся напряжение на резисторе R₂ и суммарная тепловая мощность, выделяемая во внешней цепи, если уменьшить сопротивление реостата от R до 0? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.


Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.


Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).

Анализ условия. 1) Пусть R_1-3 — это сопротивление участка с резисторами R₁ и R₃. По условию при переключении ключа K из положения 1 в положение 2 сопротивление участка цепи R_1-3 уменьшится, так как в первом случае R_1-3 = R₁ = R, во втором R_1-3 = 0.
2) Внутренним сопротивлением r источника тока пренебречь, т.е. r = 0.
Определим, как изменятся сила тока I₀ в цепи и суммарная тепловая мощность P₀, выделяемая во внешней цепи, при изменении сопротивления R_1-3 участка.

Решение. 1) Определим, как изменится сила тока I₀ в цепи при изменении сопротивления R_1-3 участка.
Из рисунка в условии определяем, что резистор R₂ и участок R_1-3 соединены последовательно, поэтому их общее сопротивление равно
\[R_0=R_2+R_{1-3}.\ \ \ (1)\]
Общую cилу тока найдем из закона Ома для полной цепи (и учтем, что r = 0)
\[I_0=\frac{E}{R_0+r}=\frac{E}{R_0}=\frac{E}{R_2+R_{1-3}}.\ \ \ (2)\]
По условию ЭДС E источника не изменится, так как не изменится источник тока. Не изменится и сопротивление резистора R₂. Так как сопротивление R_1-3 участка уменьшится, то из полученного уравнения следует, что сила тока I₀ в цепи увеличится.
Это соответствует изменению № 1.

2) Определим, как изменится суммарная тепловая мощность P₀, выделяемая во внешней цепи, при изменении сопротивления R_1-3 участка.
Суммарная тепловая мощность P₀, выделяющаяся на внешнем участке цепи, и их общие сопротивление R₀ связаны следующим соотношением:
\[P_0=I_0^2\cdot R_0.\]
С учетом уравнений (1) и (2) получаем
\[P_0={{\left( \frac{E}{R_0} \right)}^2}\cdot R_0=\frac{E^2}{R_0}=\frac{E^2}{R_2+R_{1-3}}.\]
По условию ЭДС E источника не изменится, так как не изменится источник тока. Не изменится и сопротивление резистора R₂. Так как сопротивление R_1-3 участка уменьшится, то из полученного уравнения следует, что суммарная тепловая мощность P₀, выделяемая во внешней цепи, увеличится.
Это соответствует изменению № 1.
Ответ: 11.

15.10 (18.10). На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник тока с ЭДС E и три резистора: R₁ = R, R₂ = 2R и R₃ = 2R. Как изменятся сила тока в цепи и суммарная тепловая мощность, выделяемая во внешней цепи, если ключ K перевести из положения 1 в положение 2? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.


Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.


Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).

Анализ условия. 1) Пусть R_1-3 — это сопротивление участка с резисторами R₁ и R₃. По условию при переключении ключа K из положения 1 в положение 3 сопротивление участка цепи R_1-3 увеличится, так как в первом случае R_1-3 = R₁ = R, во втором R_1-3 = R₃ = 2R.
2) Внутренним сопротивлением r источника тока пренебречь, т.е. r = 0.
Определим, как изменятся напряжение U₂ на резисторе R₂ и суммарная тепловая мощность P₀, выделяемая во внешней цепи, при изменении сопротивления R_1-3 участка.

Решение. 1) Определим, как изменится напряжение U₂ на резисторе R₂ при изменении сопротивления R_1-3 участка.
Напряжение U₂ на резисторе R₂ равно
\[U_2=I_2\cdot R_2.\]
Из рисунка в условии определяем, что резистор R₂ и участок R_1-3 соединены последовательно, поэтому их общее сопротивление равно
\[R_0=R_2+R_{1-3}.\ \ \ (1)\]
При последовательном соединении равны и cилы тока, которые найдем из закона Ома для полной цепи (и учтем, что r = 0)
\[I_{1-3}=I_2=I_0=\frac{E}{R_0+r}=\frac{E}{R_0}=\frac{E}{R_2+R_{1-3}}.\ \ \ (2)\]
Тогда
\[U_2=\frac{E}{R_2+R_{1-3}}\cdot R_2.\]
По условию ЭДС E источника не изменится, так как не изменится источник тока. Не изменится и сопротивление резистора R₂. Так как сопротивление R_1-3 участка увеличится, то из полученного уравнения следует, что напряжение U₂ на резисторе R₂ уменьшится.
Это соответствует изменению № 2.

2) Определим, как изменится суммарная тепловая мощность P₀, выделяемая во внешней цепи, при изменении сопротивления R_1-3 участка.
Суммарная тепловая мощность P₀, выделяющаяся на внешнем участке цепи, и их общие сопротивление R₀ связаны следующим соотношением:
\[P_0=I_0^2\cdot R_0.\]
С учетом уравнений (1) и (2) получаем
\[P_0={{\left( \frac{E}{R_0} \right)}^2}\cdot R_0=\frac{E^2}{R_0}=\frac{E^2}{R_2+R_{1-3}}.\]
По условию ЭДС E источника не изменится, так как не изменится источник тока. Не изменится и сопротивление резистора R₂. Так как сопротивление R_1-3 участка увеличится, то из полученного уравнения следует, что суммарная тепловая мощность P₀, выделяемая во внешней цепи, уменьшится.
Это соответствует изменению № 2.
Ответ: 22.

15.9 (18.9). На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник тока с ЭДС E и три резистора: R₁ = R, R₂ = 2R и R₃ = 2R. Как изменятся напряжение на резисторе R₂ и суммарная тепловая мощность, выделяемая во внешней цепи, если ключ K перевести из положения 1 в положение 3? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.


Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.


Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).

Теория. По условию рассматриваем два состояния цепи: 1) с разомкнутым ключом; 2) с замкнутым ключом. В первом состоянии два резистора R₁ и R₂ соединены последовательно, поэтому общее сопротивление всей цепи равно
\[R_{01}=R_1+R_2.\]
Во втором состоянии участок с ключом и сопротивлением R₃ = 0 параллелен резистору R₂. Поэтому общее сопротивление этого участка станет равным R_2/3 = 0. Два участка с сопротивлениями R₁ и R_2/3 соединены последовательно, поэтому общее сопротивление всей цепи равно
\[R_{02}=R_1+R_{2/3}=R_1.\]

Анализ условия. 1) Общее сопротивление R₀ всей цепи уменьшится (см. теорию).
2) Внутренним сопротивлением r источника тока пренебречь, т.е. r = 0.
Определим, как изменятся сила тока I₂ через резистор R₂ и напряжение U₂ на резисторе R₂ при изменении общего сопротивления R₀ всей цепи.

Решение. Введем обозначения: I₂₁, U₂₁ — значения силы тока и напряжения в первом состоянии (ключ разомкнут); I₂₂, U₂₂ — значения силы тока и напряжения во втором состоянии (ключ замкнут).
2) Определим, как изменится напряжение U₂ на резисторе R₂ при изменении общего сопротивления R₀ всей цепи.
Напряжение на резисторе R₂ в первом состоянии равно
\[U_{21}=I_{21}\cdot R_2>0.\]
Во втором состоянии участок с ключом и сопротивлением R₃ = 0 параллелен резистору R₂. Поэтому общее сопротивление этого участка станет равным R_2/3 = 0, а напряжения
\[U_{22}=U_3=U_{2/3}=I_{2/3}\cdot R_{2/3}=0.\]
Напряжение U₂₂ на резисторе R₂ при замыкании ключа становится равным нулю, следовательно, напряжение уменьшится.
Это соответствует изменению № 2.

1) Определим, как изменится сила тока I₂ через резистор R₂ при изменении общего сопротивления R₀ всей цепи.
Сила тока через резистор R₂ в первом состоянии равна
\[I_{21}=\frac{U_{21}}{R_2}>0.\]
Сила тока через резистор R₂ во втором состоянии равна
\[I_{22}=\frac{U_{22}}{R_2}=0,\]
так как U₂₂ = 0 (см. решение пункт 2). Сила тока I₂₂ через резистор R₂ при замыкании ключа становится равным нулю, следовательно, сила тока уменьшится.
Это соответствует изменению № 2.
Ответ: 22.

15.6 (18.6). На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник тока с ЭДС E и два резистора: R₁ и R₂. Если ключ K замкнуть, то как изменятся при этом сила тока через резистор R₂ и напряжение на резисторе R₂? Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь.


Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.


Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).

Анализ условия. 1) По условию площадь поперечное сечение S провода увеличится в 2 раза.
2) По условию материал (медь) ρ и длина l провода не изменятся.
3) По условию напряжение U на проводе не изменится.
Определим, как изменятся сопротивление R провода и сила тока I в нем при изменении площади поперечное сечение S провода.

Решение. 1) Определим, как изменится сопротивление R провода при изменении площади поперечное сечение S провода.
Сопротивление R проволочного резистора и его длина l связаны соотношением
\[R=\rho \cdot \frac{l}{S}.\]
По условию материал ρ и длина l провода не изменятся. Так как площадь поперечное сечение S провода увеличится в 2 раза, то из данного уравнения следует, что сопротивление R резистора так же уменьшится в 2 раза.
Это соответствует изменению № 2.

2) Определим, как изменится сила тока I в проводе при изменении его площади поперечное сечение S.
Сила тока I в проводе равна
\[I=\frac{U}{R}.\]
По условию напряжение U на проводе не изменится. Так как сопротивление R провода уменьшится в 2 раза (см. решение пункт 1), то из данного уравнения следует, что напряжение U на резисторе увеличится в 2 раза.
Это соответствует изменению № 1.
Ответ: 21.