Максимальное количество теплоты будет выделяться в цепи, когда сопротивление будет минимальным. Рассмотрим варианты:
- Если замкнут только ключ K2, то в цепи включены последовательно резисторы 2R и R. Общее сопротивление цепи будет равно $$R_{общ} = 2R + R = 3R$$.
- Если замкнут только ключ K1, то в цепи включены последовательно резисторы R и 2R. Общее сопротивление цепи будет равно $$R_{общ} = R + 2R = 3R$$.
- Если оба ключа разомкнуты, то цепь разомкнута и ток в ней не течет, следовательно, теплота не выделяется.
- Если замкнуты оба ключа, то резисторы R, 2R и R соединены параллельно. Общее сопротивление цепи будет равно: $$\frac{1}{R_{общ}} = \frac{1}{R} + \frac{1}{2R} + \frac{1}{R} = \frac{2 + 1 + 2}{2R} = \frac{5}{2R}$$, откуда $$R_{общ} = \frac{2R}{5} = 0.4R$$. Это наименьшее сопротивление.
Количество теплоты, выделяемое в цепи за время t, можно найти по формуле закона Джоуля-Ленца: $$Q = \frac{U^2}{R}t$$. При заданном напряжении U и времени t количество теплоты обратно пропорционально сопротивлению цепи. Таким образом, наибольшее количество теплоты выделяется при наименьшем сопротивлении, то есть, когда оба ключа замкнуты.
Ответ: Если замкнуты оба ключа