Номер 4, страница 138 - гдз по физике 10 класс учебник Казахбаева, Кронгарт

4. Какова формулировка закона Джоуля — Ленца?

4. Закон Джоуля — Ленца — это физический закон, описывающий тепловое действие электрического тока. Он был установлен независимо английским физиком Джеймсом Джоулем (1841 г.) и русским физиком Эмилием Ленцем (1842 г.).

Словесная формулировка закона звучит так: количество теплоты, выделяемое в проводнике при прохождении по нему постоянного тока, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока.

Математически этот закон выражается следующей основной формулой:

$Q = I^2 \cdot R \cdot t$

где:

$Q$ — количество выделенной теплоты (измеряется в джоулях, Дж);

$I$ — сила тока в цепи (в амперах, А);

$R$ — электрическое сопротивление проводника (в омах, Ом);

$t$ — время, в течение которого протекал ток (в секундах, с).

С помощью закона Ома для участка цепи ($U = I \cdot R$) можно получить две другие полезные формы записи закона Джоуля — Ленца, которые используются в зависимости от того, какие параметры цепи известны:

$Q = \frac{U^2}{R} \cdot t$

$Q = U \cdot I \cdot t$

В этих формулах $U$ — это напряжение (разность потенциалов) на концах проводника (в вольтах, В).

Физический смысл закона заключается в том, что работа электрического поля по перемещению зарядов в проводнике, обладающем сопротивлением, преобразуется в тепловую энергию, что приводит к нагреву проводника. Это явление лежит в основе работы электронагревательных приборов (например, утюгов, обогревателей), но в то же время является причиной нежелательных потерь энергии в линиях электропередач и элементах электрических схем.

Ответ: Формулировка закона Джоуля — Ленца: количество теплоты ($Q$), выделяемое в проводнике, равно произведению квадрата силы тока ($I$), сопротивления проводника ($R$) и времени прохождения тока ($t$). Математически это выражается формулой $Q = I^2 \cdot R \cdot t$.