Расчётная задача (повышенный уровень) · 82 задания
- Задание №20№20
В электрическую сеть с напряжением 220 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором R 6…
Закон Ома
- Задание №20№20
Брусок массой 200 г, движущийся по гладкой горизонтальной поверхности, подъезжает к границе, где гладкая поверхность заканчивается и начинается шерохо…
Кинетическая и потенциальная энергия
- Задание №20№20
Резистор № 1 сопротивлением 25 Ом включён последовательно с резистором № 2 в сеть с напряжением 220 В. Чему равно сопротивление резистора № 2, если мо…
Закон Ома
- Задание №20№20
Нагреватель включён последовательно с резистором сопротивлением 9 Ом в сеть с напряжением 240 В. Чему равно сопротивление нагревателя, если мощность,…
Закон Ома
- Задание №20№20
В электрическую сеть с напряжением 220 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором R 4…
Расчётная задача
- Задание №20№20
Брусок массой 100 г движется по гладкой горизонтальной поверхности. Со скоростью 4 м/с он подъезжает к границе, где гладкая поверхность заканчивается…
Кинетическая и потенциальная энергия
- Задание №20№20
В электрическую сеть с напряжением 180 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором R 1…
Закон Ома
- Задание №20№20
В электрическую сеть с напряжением 200 В включены пять резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Сопротивления резисторов равны: R 1 = 10 Ом, R 2…
Закон Ома
- Задание №20№20
В электрическую сеть с напряжением 200 В включены пять резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Сопротивления резисторов равны: R 1 = 10 Ом, R 2…
Закон Ома
- Задание №20№20
Какую по величине работу должна совершить сила трения для полной остановки тела массой 1000 кг, движущегося по горизонтальной поверхности со скоростью…
Кинетическая и потенциальная энергия
- Задание №20№20
Участок цепи содержит три лампы, каждая сопротивлением 240 Ом, соединенные параллельно. Лампы включены в сеть, напряжение которой 120 В. Определите мо…
Соединения проводников
- Задание №20№20
Тело массой 200 г брошено вертикально вверх с начальной скоростью 20 м/с . На какой высоте относительно точки бросания кинетическая энергия тела будет…
Закон сохранения энергии
В таблице приведена зависимость заряда q, протёкшего через резистор сопротивлением 3 Ом, от времени t. Какое количество теплоты выделится в резисторе за первые 5 секунд, если сила протекающего тока постоянна?
t, с | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
q, Кл | 0 | 3 | 6 | 9 | 12 | 15 |
Решение
Решение.
Для решения задачи нам необходимо найти количество теплоты, выделяющееся в проводнике при прохождении электрического тока. Согласно закону Джоуля — Ленца, количество теплоты Q, выделяемое проводником с током, прямо пропорционально квадрату силы тока I, сопротивлению проводника R и времени прохождения тока t.
Дано:
R=3 Ом
t=5 с
q=15 Кл (заряд, протекший за 5 секунд согласно таблице)
I=const
--------------------
Q−?
Анализ и формулы:
1. По определению, сила постоянного тока I — это физическая величина, равная отношению заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t:
I=tq
Проверим постоянство тока по таблице: за каждую секунду заряд увеличивается на 3 Кл (3/1=3, 6/2=3, 15/5=3). Значит, условие I=const выполняется.
2. Количество теплоты, выделяющееся в резисторе, определяется законом Джоуля — Ленца:
Q=I2⋅R⋅t
3. Объединим формулы, подставив выражение для силы тока в формулу закона Джоуля — Ленца:
Q=(tq)2⋅R⋅t=t2q2⋅R⋅t=tq2⋅R
Вычисления:
Сначала найдем силу тока:
I=5 с15 Кл=3 А
Теперь вычислим количество теплоты:
Q=(3 А)2⋅3 Ом⋅5 с=9⋅3⋅5=135 Дж
Проверка размерности:
[Q]=А2⋅Ом⋅с=А2⋅АВ⋅с=А⋅В⋅с=Вт⋅с=Дж
Ответ: 135 Дж
Источник: ФИПИ