Алюминиевая, нихромовая и медная проволоки одинаковой толщины и длины соединены последовательно. Как соотносятся показания вольтметров U1, U2, и U3, присоединенных к концам этих проволок, после подключения свободных концов алюминиевой и медной проволок к источнику тока? 1) U1>U2>U3
2) U2>U1>U3
3) U3>U1>U2
4) U3>U2>U1
В электрической цепи, состоящей из соединенных последовательно элементов, сила тока (I) во всех элементах одинакова. Однако, напряжение (U) в каждом элементе может быть разным, в зависимости от его электрического сопротивления (R).
Сопротивление проволоки зависит от его материала и геометрических параметров (как толщины и длины). В данном случае, мы имеем три проволоки - алюминиевую, нихромовую и медную - одинаковой толщины и длины.
Алюминий имеет более низкое удельное сопротивление по сравнению с медью и нихромом, поэтому его сопротивление будет меньше. Нихром имеет более высокое удельное сопротивление, чем алюминий и медь, поэтому его сопротивление будет больше. Медь имеет промежуточные значения удельного сопротивления.
Теперь давайте рассмотрим, как эти факторы влияют на показания вольтметров после подключения проволок к источнику тока.
При последовательном соединении элементов в цепи, сумма напряжений на каждом элементе будет равна общему напряжению в цепи. Таким образом, U1 + U2 + U3 = U (где U - общее напряжение в цепи).
Учитывая это, давайте проанализируем выбранные варианты ответа:
1) U1 > U2 > U3 - такой вариант ответа неверен, так как это будет означать, что напряжение на медной проволоке (U3) меньше, чем на нихромовой (U2), что противоречит общему физическому закону.
2) U2 > U1 > U3 - такой вариант ответа тоже неверен, так как это будет означать, что напряжение на алюминиевой проволоке (U1) меньше, чем на нихромовой (U2), что также противоречит общему физическому закону.
3) U3 > U1 > U2 - такой вариант ответа верен. Поскольку напряжение на медной проволоке выше, чем на алюминиевой, а напряжение на нихромовой проволоке ниже, чем на алюминиевой.
4) U3 > U2 > U1 - такой вариант ответа неверен, так как это будет означать, что напряжение на медной проволоке (U3) выше, чем на нихромовой (U2), что противоречит общему физическому закону.
Таким образом, правильный ответ на данный вопрос - 3) U3 > U1 > U2.