Номер 1.113, страница 20 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Основы электродинамики. Глава 1. Электрический ток. Работа и мощность постоянного тока - номер 1.113, страница 20.

Условие.

1.113. Напряжение на резисторе сопротивлением $R_1 = 30$ Ом равно 45 В (рис. 1.48). Определите на резисторе сопротивлением $R_2 = 20$ Ом:

а) выделяемую мощность;

б) количество теплоты, выделяемое за 10 с.

Рис. 1.48

Решение.

Дано:

$R_1 = 30$ Ом

$U_1 = 45$ В

$R_2 = 20$ Ом

$t = 10$ с

Все величины даны в системе СИ.

Найти:

а) $P_2$

б) $Q_2$

Решение:

Из рисунка видно, что резисторы $R_1$ и $R_2$ соединены последовательно. При последовательном соединении сила тока во всех участках цепи одинакова:

$I = I_1 = I_2$

Используя закон Ома для участка цепи с резистором $R_1$, мы можем найти силу тока в цепи:

$I = \frac{U_1}{R_1}$

Подставим числовые значения:

$I = \frac{45 \, \text{В}}{30 \, \text{Ом}} = 1.5 \, \text{А}$

Этот ток протекает и через резистор $R_2$.

а) выделяемую мощность;

Мощность, выделяемая на резисторе $R_2$, рассчитывается по формуле:

$P_2 = I^2 \cdot R_2$

Подставим известные значения силы тока $\text{I}$ и сопротивления $R_2$:

$P_2 = (1.5 \, \text{А})^2 \cdot 20 \, \text{Ом} = 2.25 \, \text{А}^2 \cdot 20 \, \text{Ом} = 45 \, \text{Вт}$

Ответ: 45 Вт.

б) количество теплоты, выделяемое за 10 с.

Количество теплоты, выделяемое на резисторе $R_2$ за время $\text{t}$, определяется по закону Джоуля-Ленца:

$Q_2 = P_2 \cdot t$

Подставим найденное значение мощности $P_2$ и данное время $\text{t}$:

$Q_2 = 45 \, \text{Вт} \cdot 10 \, \text{с} = 450 \, \text{Дж}$

Ответ: 450 Дж.