Комбинированная расчётная задача (высокий уровень) · 90 заданий
- Задание №22№22
Сжигая 40 г керосина, воду массой 2,5 кг нагревают от 20 °С до 100 °С и частично переводят в пар. Сколько воды превратилось в пар, если при сгорании к…
Количество теплоты. Теплоёмкость
- Задание №22№22
Сжигая 80 г бензина, воду массой 5 кг нагревают от 20 °С до 100 °С и частично переводят в пар. Сколько воды превратилось в пар, если при сгорании бенз…
Количество теплоты. Теплоёмкость
- Задание №22№22
Электродвигатель постоянного тока работает при напряжении 220 В и силе тока, равной 40 А. Полезная мощность двигателя равна 6,5 кВт. Чему равен КПД эл…
Работа и мощность электрического тока
- Задание №22№22
Определите напряжение на концах реостата, если мощность, потребляемая реостатом, равна 30 Вт. Реостат изготовлен из никелиновой проволоки длиной 6 м и…
Электрическое сопротивление
- Задание №22№22
В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущена спираль сопротивлением 2 Ом, подключённая к источнику тока напряжением 15 В. За какое…
Количество теплоты. Теплоёмкость
- Задание №22№22
Конькобежец массой 60 кг, стоя на коньках на льду, бросает в горизонтальном направлении предмет массой 1 кг со скоростью 24 м/с и откатывается на 40 с…
Сила трения
- Задание №22№22
В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущен электрический нагреватель мощностью 12,5 Вт. За какое время калориметр с водой нагреет…
Количество теплоты. Теплоёмкость
- Задание №22№22
Металлический шар массой m 1 = 2 кг упал на свинцовую пластину массой m 2 = 1 кг и остановился. При этом пластина нагрелась на 3,2 °С. С какой высоты…
Закон сохранения энергии
- Задание №22№22
Гиря падает на землю, ударяется о препятствие и нагревается от 30 °С до 100 °С. Чему была равна скорость гири перед ударом? Считать, что всё количеств…
Кинетическая и потенциальная энергия
- Задание №22№22
Электрический нагреватель за 20 мин доводит до кипения 2,2 кг воды, начальная температура которой равна 10 ° С. Сила тока в нагревателе равна 7 А, КПД…
Количество теплоты. Теплоёмкость
- Задание №22№22
Высота плотины гидроэлектростанции (ГЭС) составляет 20 м, КПД ГЭС равен 90%. Сколько часов может светить лампа мощностью 40 Вт при прохождении через п…
Кинетическая и потенциальная энергия
- Задание №22№22
Имеются два одинаковых электрических нагревателя мощностью 600 Вт каждый. Сколько воды можно нагреть на 30 °С за 14 мин., если нагреватели включены по…
Количество теплоты. Теплоёмкость
Определите напряжение на концах реостата, если мощность, потребляемая реостатом, равна 30 Вт. Реостат изготовлен из никелиновой проволоки длиной 6 м и площадью поперечного сечения 0,5 мм2.
Решение
Решение.
Для решения задачи нам необходимо связать мощность тока с геометрическими параметрами проводника (длиной и площадью сечения) и напряжением на нём.
Дано:
P=30 Вт
l=6 м
S=0,5 мм2
ρ=0,4 Ом ⋅ мм2/м (удельное электрическое сопротивление никелина, табличное значение)
U−?
Вывод формул и расчёты:
1. Мощность электрического тока P связана с напряжением U и электрическим сопротивлением R формулой:
P=RU2
Отсюда выразим квадрат напряжения:
U2=P⋅R
Следовательно, искомое напряжение равно:
U=P⋅R (1)
2. Сопротивление проводника R зависит от его материала, длины и площади поперечного сечения:
R=ρ⋅Sl (2)
3. Подставим формулу (2) в формулу (1) и получим итоговую рабочую формулу:
U=P⋅ρ⋅Sl
4. Проверим размерность полученного выражения:
[U]=Вт⋅мОм⋅мм2⋅мм2м=Вт⋅Ом=А2⋅Ом⋅Ом=А2⋅Ом2=А⋅Ом=В
5. Вычислим значение сопротивления реостата:
R=0,4мОм⋅мм2⋅0,5 мм26 м=4,8 Ом
6. Вычислим напряжение:
U=30 Вт⋅4,8 Ом=144 В=12 В
Ответ: 12 В
Источник: ФИПИ