Сопротивлениа амперметра должно быть не более 4.1 Ом
Объяснение:
При отсутствии амперметра ток по парллельным ветвям распределится точно пополам (50% на 50% относительно тока в общей части цепи). При наличии амперметра в нижней (по схеме) ветви, равное распределение нарушится. В ветви с амперметром ток будет меньше, т.к. к резистору добавится сопротивление прибора.
В ветвь с амперметром попадет уже не 50% (0,5 в относительных единицах - о.е.) общего тока, а меньше. Сколько? Обозначим через х, о.е. ту часть тока, которая распределится в ветвь с амперметром, тогда можно записать следующее соотношение:
(0,5-x)/0,5≤0,02, где
0,5 - "количество тока" в ветви при отсутствии амперметра
х - "количество тока" в ветви при наличии амперметра
0.02 - о.е. (те самые "не более 2 %")
Решаем:
0,5-x≤0,01
-x≤0,01-0,5
x≥0,49
Т.е. в ветвь с амперметром распределится 49% общего тока, а в верхнюю (по схеме) ветвь 100-49=51%.
Вспомним, как вычисляются токи в параллельных ветвях при известном токе в общей части цепи:
I₁=I₀*(R₂+r)/(R₁+R₂+r) (см. рис)
(R₂+r)/(R₁+R₂+r) - вот этот коэффициент мы уже рассчитали. Он равен 0,51 (или 51% от I₀). Обозначим (R₂+r) через y, Ом, и запишем:
у/(100+y)=0,51;
y=51+0,51y;
y-0,51y=51;
0,49y=51;
y=51/0,49;
y=104,08 (Ом)
Сопротивление амперметра r, Ом равно:
r=y-100;
r=104,08-100=4,08≅4,1 Ом.
. Количество теплоты, необходимое для нагревания 2,2 кг воды с 10 °С до 100 °С, равна
.
Это количество теплоты должно выделиться на нагревателе с КПД за t=20 минут = 1200 секунд:
.
Приравнивая эти выражения, получаем мощность нагревателя:
Вт.
Мощность нагревателя также равна , откуда
и
А.
ответ: 7.
2. При последовательном соединении сопротивление спиралей равно 3R, где R – сопротивление одной спирали. Следовательно, при напряжении U за время t1 на этих спиралях выделится количество теплоты, равное
.
При параллельном соединении, каждая спираль подключена к напряжению U, и за время t2 выделится количество теплоты
.
Приравнивая эти величины, получаем:
,
следовательно,
минуты.