سوال ۲۰۲ فیزیک کنکور تجربی ۱۴۰۱ با پاسخ تشریحی

پاسخ تشریحی

چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند

• گزینهٔ ۱: ممکن است مقاومت کل شاخهٔ پایینی را به‌جای مقاومت مجهول گزارش کنید. این شاخه از دو مقاومت متوالی تشکیل شده است؛ بنابراین باید از مقاومت کل آن، $9\,\Omega$ کم شود.
• گزینهٔ ۳: ممکن است از برابر بودن ولتاژ دو شاخه، به‌اشتباه برابر بودن مقاومت‌های آن‌ها را نتیجه بگیرید. در اتصال موازی، ولتاژها برابرند، اما جریان‌ها و مقاومت‌های شاخه‌ها لزوماً برابر نیستند.
• گزینهٔ ۴: ممکن است برابری ولتاژ مقاومت $12\,\Omega$ با مجموعهٔ موازی را به معنای برابر بودن همین مقاومت با $R$ بدانید. چون جریان کل از مجموعهٔ موازی می‌گذرد، این برابری مربوط به مقاومت معادل مجموعه است، نه مقاومت مجهول یکی از شاخه‌ها.

راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)

1. ویژگی اتصال موازی را به یاد بیاورید: ولتاژ دو سر هر شاخه با ولتاژ دو سر کل مجموعه برابر است (فیزیک ۲، صفحهٔ ۵۷).
2. جریان مقاومت $12\,\Omega$ همان جریان کل مدار است. چون ولتاژ این مقاومت با ولتاژ مجموعهٔ موازی برابر است، مقاومت معادل مجموعه را می‌توانید بدون دانستن مشخصات باتری پیدا کنید.
3. اگر ولتاژ مشترک را $V$ و جریان شاخهٔ پایینی را $I_2$ بگیرید، بنویسید: $I_2=\dfrac{V}{12\,\Omega}-\dfrac{V}{18\,\Omega}$ و سپس از $9\,\Omega+R=\dfrac{V}{I_2}$ استفاده کنید.