Номер 29, страница 155, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Электростатика и постоянный электрический ток. Глава VIII. Постоянный электрический ток. Параграф 41. Работа и мощность тока - номер 29, страница 155.

Условие.

29. Два соединённых последовательно резистора сопротивлениями $20 \text{ Ом}$ и $40 \text{ Ом}$ подключены к источнику постоянного напряжения $120 \text{ В}$. Чему равна мощность тока в каждом резисторе?

Решение 2.

Дано:

Сопротивление первого резистора, $R_1 = 20 \text{ Ом}$

Сопротивление второго резистора, $R_2 = 40 \text{ Ом}$

Напряжение источника, $U = 120 \text{ В}$

Тип соединения резисторов — последовательное.

Все величины уже представлены в системе СИ.

Найти:

Мощность тока в первом резисторе, $P_1$

Мощность тока во втором резисторе, $P_2$

Решение:

1. Поскольку резисторы соединены последовательно, их общее сопротивление $R_{общ}$ равно сумме их сопротивлений:

$R_{общ} = R_1 + R_2$

$R_{общ} = 20 \text{ Ом} + 40 \text{ Ом} = 60 \text{ Ом}$

2. Сила тока в цепи при последовательном соединении одинакова для всех элементов. Найдем ее, используя закон Ома для участка цепи:

$I = \frac{U}{R_{общ}}$

$I = \frac{120 \text{ В}}{60 \text{ Ом}} = 2 \text{ А}$

Таким образом, сила тока через первый резистор $I_1$ и через второй резистор $I_2$ равна общей силе тока $\text{I}$: $I_1 = I_2 = I = 2 \text{ А}$.

3. Мощность тока, выделяемую на резисторе, можно рассчитать по формуле:

$P = I^2 \cdot R$

Рассчитаем мощность для первого резистора:

$P_1 = I^2 \cdot R_1 = (2 \text{ А})^2 \cdot 20 \text{ Ом} = 4 \text{ А}^2 \cdot 20 \text{ Ом} = 80 \text{ Вт}$

Рассчитаем мощность для второго резистора:

$P_2 = I^2 \cdot R_2 = (2 \text{ А})^2 \cdot 40 \text{ Ом} = 4 \text{ А}^2 \cdot 40 \text{ Ом} = 160 \text{ Вт}$

Ответ:

Мощность тока в резисторе сопротивлением 20 Ом равна 80 Вт, а в резисторе сопротивлением 40 Ом — 160 Вт.