Женя изготовил самодельный фонарик. В качестве источника света он использовал миниатюрную лампу накаливания, сопротивление которой равно r = 1 Ом и может считаться постоянным. Для ограничения силы тока через лампу к ней последовательно подключался резистор, на котором было написано, что его сопротивление равно R = 3 Ом. Затем эта цепь подключалась к четырём последовательно соединённым батарейкам с напряжением по U = 1,5 В каждая. Женя узнал, что резистор, купленный в магазине, имеет точность номинала ±5%. Школьнику стало интересно, какая мощность будет выделяться в лампочке фонарика.
1) В каких пределах может лежать сопротивление резистора, включённого последовательно с лампочкой?
2) Укажите диапазон значений силы тока, который может протекать через лампу.
3) Рассчитайте минимальную и максимальную возможную мощность, выделяющуюся в лампе.
Напишите полное решение этой задачи.
1) Сопротивление резистора может лежать в пределах от 0,95R до 1,05R, т. е. от 2,85 Ом до 3,15 Ом.
2) Ток, текущий в цепи, определяется суммарным напряжением батареек и полным сопротивлением цепи: 
Отсюда максимальный ток через лампу составит ≈ 1,56 А, а минимальный ≈ 1,45 А.
3) Для расчёта мощности, выделяющейся в лампе, воспользуемся законом Джоуля-Ленца: 
Тогда диапазон мощностей составит: 2090 мВт < N < 2429 мВт.
Ответ: 1) 2,85 Ом < R < 3,15 Ом; 2) 1,45 А < I < 1,56 А; 3) 2090 мВт < N < 2429 мВт.