Решение: Мощность лампы в цепи
Какая тепловая мощность выделяется на лампе 2 в схеме, изображённой на рисунке? Все лампы, включённые в схему, имеют одинаковое сопротивление $R = 20\ \text{Ом}$. Внутреннее сопротивление источника $r = 2\ \text{Ом}$; его ЭДС $\mathcal{E} = 110\ \text{В}$.
Решение по шагам
5 шаговЛампы 1 и 2 соединены параллельно, как и лампы 3 и 4. Эти две параллельные группы соединены последовательно.
$$R_{12} = R_{34} = \frac{R}{2}$$Сопротивление каждой параллельной группы и внешней цепи равно:
$$R_{12} = R_{34} = \frac{20}{2} = 10\ \text{Ом},\qquad R_{\text{внеш}} = 10 + 10 = 20\ \text{Ом}$$С учётом внутреннего сопротивления источника полное сопротивление цепи равно $22\ \text{Ом}$. Сила тока во внешней цепи:
$$I = \frac{\mathcal{E}}{R_{\text{внеш}} + r} = \frac{110}{20 + 2} = 5\ \text{А}$$Напряжение на параллельной группе, содержащей лампы 1 и 2, равно:
$$U_{12} = I R_{12} = 5 \cdot 10 = 50\ \text{В}$$Лампа 2 подключена к этому же напряжению. Тепловая мощность, выделяемая на ней, равна:
$$P_2 = \frac{U_{12}^2}{R} = \frac{50^2}{20} = 125\ \text{Вт}$$На лампе 2 выделяется тепловая мощность $125\ \text{Вт}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывать внутреннее сопротивление источника.
Считать лампы 1 и 2 соединёнными последовательно.
Использовать в формуле мощности силу тока всей цепи вместо силы тока через лампу 2.
Забыть, что напряжение на параллельно соединённых лампах одинаково.