Для решения задачи начнем с рассмотрения электрической цепи и используем закон Ома, который гласит, что:
[ U = I \cdot R ]
где:
- ( U ) — напряжение (в вольтах),
- ( I ) — сила тока (в амперах),
- ( R ) — сопротивление (в омах).
Из условия задачи мы знаем, что при замыкании ключа вольтметр показывает значение 10 В, а амперметр фиксирует силу тока в 3 А. Сопротивление первой лампы (обозначим его как ( R_1 )) в 2 раза больше сопротивления второй лампы (обозначим его как ( R_2 )). То есть:
[ R_1 = 2 \cdot R_2 ]
Согласно закону Ома, общее напряжение в цепи ( U ) связано с силой тока ( I ) и общим сопротивлением ( R ):
- Сначала определим общее сопротивление цепи, в которой две лампы соединены последовательно. Общее сопротивление можно выразить как сумму сопротивлений двух ламп:
[ R_{total} = R_1 + R_2 ]
Заменим ( R_1 ) на ( 2R_2 ):
[ R_{total} = 2R_2 + R_2 = 3R_2 ]
Теперь применим закон Ома к нашей цепи:
[ U = I_{total} \cdot R_{total} ]
Подставляем известные значения:
[ 10, \text{В} = 3, \text{А} \cdot 3R_2 ]
Теперь найдем сопротивление ( R_2 ):
[ 10 = 9R_2 ]
Отсюда:
[ R_2 = \frac{10}{9}, \text{Ом} ]
Теперь можем найти ( R_1 ):
[ R_1 = 2R_2 = 2 \cdot \frac{10}{9} = \frac{20}{9}, \text{Ом} ]
Теперь мы будем находить силу тока в первой лампе (( I_1 )). Сначала определим силу тока, которая течет через первую лампу. Так как лампы соединены последовательно, ток будет одинаковым:
[ I_1 = I_{total} = 3, \text{А} ]
Теперь подведем итог:
Сила тока в электролампе 1 равна ( 3, \text{А} ).
Ответ: сила тока в электролампе 1 составляет 3 А.