ЕГЭ 2024. Физика. Отличный результат. Постоянный ток 14.13

[Александр Сакович]

14.13 (17.21). 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 два верных утверждения о физических величинах, характеризующие этот процесс.
1) При напряжении на лампе 80 В тепловая мощность, выделяемая на лампе, равна 80 Вт.
2) При мощности тепловых потерь 150 Вт температура нити накала лампы менее 3000 К.
3) При силе тока через лампу 2 А температура нити накала составляет около 3600 К.
4) С увеличением силы тока через лампу температура её спирали увеличивается.
5) При мощности тепловых потерь 100 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).

[Александр Сакович]

Решение. 1) Из графика 2 найдем, что при напряжении U = 80 В значение силы тока I ≈ 1,8 А (см. рисунок 2). Мощность тока, напряжение и сила тока связаны соотношением
\[P=U \cdot I,\ \ P\approx 144\ \text{Вт}.\]
Утверждение № 1 неверное.

2) Из графика 1 найдем, что при мощности P = 150 Вт температура нити накала лампы T ≈ 3300 К (см. рисунок 1).
Утверждение № 2 неверное.
3) Из графика 2 найдем, что при силе тока I = 2 А напряжении U = 100 В (см. рисунок 2). Мощность тока в этом случае
\[P=U \cdot I,\ \ P=200\ \text{Вт}.\]
Из графика 1 найдем, что при мощности P = 200 Вт температура нити накала лампы T ≈ 3600 К (см. рисунок 1).
Утверждение № 3 верное.
4) С увеличением силы тока I через лампу увеличивается напряжение U (см. рисунок 2). Мощность лампы равна P = U·I, следовательно, увеличивается мощность P и увеличивается температура T её спирали (см. рисунок 1).
Утверждение № 4 верное.
5) Из графика 2 найдем, что при напряжении U = 100 В значение силы тока I = 2 А (см. рисунок 2). Мощность тока в этом случае
\[P=U \cdot I,\ \ P=200\ \text{Вт}.\]
Утверждение № 5 неверное.
Ответ: 34.