Задание 9

Расчёт физической величины: электромагнитные явления · 76 заданий

Задание №9
№9
Четыре проволочных резистора изготовлены из различных материалов и имеют различные размеры (см. рисунок). Укажите номер резистора (1–4), который имеет…
Электрическое сопротивление
Задание №9
№9
На рисунке представлены графики зависимости силы тока I в проводнике от напряжения U на его концах для четырёх проводников. Чему равно электрическое с…
Закон Ома
Задание №9
№9
Одному из двух одинаковых металлических шариков сообщили заряд –8 нКл, другому – заряд –2 нКл. Затем шарики привели в соприкосновение. Каким стал заря…
Закон сохранения электрического заряда
Задание №9
№9
Электрические силы при перемещении протона из одной точки поля в другую совершают работу, равную по модулю 4,8·10 –15 Дж. Чему равно электрическое нап…
Постоянный ток. Сила тока. Напряжение
Задание №9
№9
При напряжении 110 В на зажимах металлического проводника сила тока внём равна 4 А. Чему равна сила тока при увеличении напряжения на проводнике до 22…
Закон Ома
Задание №9
№9
Сопротивление реостата увеличили в 2 раза, а приложенное к нему напряжение уменьшили в 2 раза. Во сколько раз уменьшилась при этом сила электрического…
Закон Ома
Задание №9
№9
В таблице представлены результаты исследования зависимости силы тока, протекающего по резистору, от напряжения на концах резистора. Какое значение нап…
Закон Ома
Задание №9
№9
В электрической цепи (см. рисунок) вольтметр V 1 показывает напряжение 2 В, а вольтметр V 2 – напряжение 0,5 В. Чему равно напряжение на лампе?
Соединения проводников
Задание №9
№9
По проводнику течёт постоянный электрический ток. На рисунке отображена зависимость величины заряда q , проходящего через поперечное сечение проводник…
Постоянный ток. Сила тока. Напряжение
Задание №9
№9
На рисунке изображён график зависимости силы тока I в проводнике от напряжения U на его концах. Чему равно сопротивление проводника?
Закон Ома
Задание №9
№9
Одному из двух одинаковых проводящих шариков сообщили заряд –10 нКл, другому – заряд –2 нКл. Затем шарики привели в соприкосновение. Каким стал заряд…
Закон сохранения электрического заряда
Задание №9
№9
Результаты измерения силы тока, протекающего по резистору, при разных напряжениях на его клеммах показаны в таблице. Чему равно сопротивление резистор…
Закон Ома

Задание №9 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

На рисунке показан график зависимости количества теплоты Q, выделяемого на резисторе, от времени t. Чему равна сила тока, протекающего через резистор, если известно, что электрическое сопротивление резистора равно 2 Ом?

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задачи воспользуемся данными из условия и графика. На графике представлена зависимость количества теплоты $Q$ , выделяемого на резисторе, от времени $t$ .

Дано:
$R = 2 \text{ Ом}$
По графику выберем удобную точку для расчёта. Например, при времени $t = 1 \text{ мин}$ выделившееся количество теплоты составляет $Q = 3 \text{ кДж}$ .
Переведём значения в систему СИ:
$t = 1 \text{ мин} = 60 \text{ с}$
$Q = 3 \text{ кДж} = 3000 \text{ Дж}$
________________
$I - ?$

Математическая модель и вычисления:
Согласно закону Джоуля — Ленца, количество теплоты, выделяемое в проводнике с током, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока:
$Q = I^2 \cdot R \cdot t$

Из этой формулы выразим квадрат силы тока:
$I^2 = \frac{Q}{R \cdot t}$

Следовательно, искомая сила тока равна:
$I = \sqrt{\frac{Q}{R \cdot t}}$

Подставим числовые значения из условия и графика в полученную формулу:
$I = \sqrt{\frac{3000 \text{ Дж}}{2 \text{ Ом} \cdot 60 \text{ с}}} = \sqrt{\frac{3000}{120}} \text{ А}$
$I = \sqrt{25} \text{ А} = 5 \text{ А}$

Проверим размерность:
$[I] = \sqrt{\frac{\text{Дж}}{\text{Ом} \cdot \text{с}}} = \sqrt{\frac{\text{Вт} \cdot \text{с}}{\text{Ом} \cdot \text{с}}} = \sqrt{\frac{\text{А}^2 \cdot \text{Ом}}{\text{Ом}}} = \text{А}$ .
Расчёт выполнен верно.

Ответ: 5 А

Источник: ФИПИ