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 2 Ом, от времени t. Какое количество теплоты выделится
в резисторе за первые 4 секунды, если сила протекающего тока постоянна?
t, с | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
q, Кл | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
Решение
Решение.
Для решения задачи нам необходимо найти количество теплоты, выделяющееся в проводнике при протекании постоянного электрического тока. Воспользуемся законом Джоуля — Ленца.
Дано:
R=2 Ом
t=4 с
q=8 Кл (значение заряда из таблицы для момента времени t=4 с)
Сила тока I=const
------------------
Q−?
Физические законы и формулы:
1. По определению, сила постоянного тока I равна отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t:
I=tq
2. Согласно закону Джоуля — Ленца, количество теплоты Q, выделяющееся в проводнике с сопротивлением R при прохождении по нему постоянного тока I за время t, равно:
Q=I2⋅R⋅t
Вывод рабочей формулы:
Подставим выражение для силы тока из первой формулы во вторую:
Q=(tq)2⋅R⋅t
Упростим выражение:
Q=t2q2⋅R⋅t=tq2⋅R
Вычисления:
Проверим размерность полученного результата:
[Q]=сКл2⋅Ом=с(А⋅с)2⋅Ом=А2⋅Ом⋅с=Вт⋅с=Дж
Подставим числовые значения из условия (для t=4 с заряд q=8 Кл):
Q=482⋅2=464⋅2=4128=32 Дж
Ответ: 32 Дж
Источник: ФИПИ