Номер 56.26, страница 202 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 56. Работа и мощность тока. Глава 7. Электрические явления - номер 56.26, страница 202.

56.26 [1427] На рисунке VII-83 изображена схема включения в электрическую сеть напряжением $120 \text{ В}$ лампы 1 мощностью $60 \text{ Вт}$, лампы 2, паяльника $R3$ сопротивлением $120 \text{ Ом}$ и электрической плитки $R4$ мощностью $600 \text{ Вт}$.

Рис. VII-83

Сила тока в лампе 2 равна $0,625 \text{ А}$. Вычислите недостающие значения силы тока, сопротивления и энергии, потребляемой этими приборами каждую секунду.

Дано:

Напряжение сети: $U = 120 \text{ В}$
Мощность лампы 1: $P_1 = 60 \text{ Вт}$
Сила тока в лампе 2: $I_2 = 0,625 \text{ А}$
Сопротивление паяльника R3: $R_3 = 120 \text{ Ом}$
Мощность электрической плитки R4: $P_4 = 600 \text{ Вт}$
Время: $t = 1 \text{ с}$
Все приборы соединены параллельно.

Найти:

Недостающие значения силы тока ($I$), сопротивления ($R$) и энергии ($E$), потребляемой за 1 секунду, для каждого прибора.

Решение:

Поскольку все приборы в цепи соединены параллельно, напряжение на каждом из них одинаково и равно напряжению сети $U = 120 \text{ В}$.

Лампа 1
Известна мощность $P_1 = 60 \text{ Вт}$.
1. Силу тока $I_1$ найдем из формулы мощности: $P_1 = U \cdot I_1$.
$I_1 = \frac{P_1}{U} = \frac{60 \text{ Вт}}{120 \text{ В}} = 0,5 \text{ А}$.
2. Сопротивление $R_1$ найдем из другой формулы мощности: $P_1 = \frac{U^2}{R_1}$.
$R_1 = \frac{U^2}{P_1} = \frac{(120 \text{ В})^2}{60 \text{ Вт}} = \frac{14400}{60} \text{ Ом} = 240 \text{ Ом}$.
3. Энергию $E_1$, потребляемую за $t = 1 \text{ с}$, найдем по формуле: $E_1 = P_1 \cdot t$.
$E_1 = 60 \text{ Вт} \cdot 1 \text{ с} = 60 \text{ Дж}$.

Ответ: сила тока $I_1 = 0,5 \text{ А}$, сопротивление $R_1 = 240 \text{ Ом}$, энергия $E_1 = 60 \text{ Дж}$.

Лампа 2
Известна сила тока $I_2 = 0,625 \text{ А}$.
1. Мощность $P_2$ найдем по формуле: $P_2 = U \cdot I_2$.
$P_2 = 120 \text{ В} \cdot 0,625 \text{ А} = 75 \text{ Вт}$.
2. Сопротивление $R_2$ найдем по закону Ома: $U = I_2 \cdot R_2$.
$R_2 = \frac{U}{I_2} = \frac{120 \text{ В}}{0,625 \text{ А}} = 192 \text{ Ом}$.
3. Энергию $E_2$, потребляемую за $t = 1 \text{ с}$: $E_2 = P_2 \cdot t$.
$E_2 = 75 \text{ Вт} \cdot 1 \text{ с} = 75 \text{ Дж}$.

Ответ: мощность $P_2 = 75 \text{ Вт}$, сопротивление $R_2 = 192 \text{ Ом}$, энергия $E_2 = 75 \text{ Дж}$.

Паяльник R3
Известно сопротивление $R_3 = 120 \text{ Ом}$.
1. Силу тока $I_3$ найдем по закону Ома: $U = I_3 \cdot R_3$.
$I_3 = \frac{U}{R_3} = \frac{120 \text{ В}}{120 \text{ Ом}} = 1 \text{ А}$.
2. Мощность $P_3$ найдем по формуле: $P_3 = U \cdot I_3$.
$P_3 = 120 \text{ В} \cdot 1 \text{ А} = 120 \text{ Вт}$.
3. Энергию $E_3$, потребляемую за $t = 1 \text{ с}$: $E_3 = P_3 \cdot t$.
$E_3 = 120 \text{ Вт} \cdot 1 \text{ с} = 120 \text{ Дж}$.

Ответ: сила тока $I_3 = 1 \text{ А}$, мощность $P_3 = 120 \text{ Вт}$, энергия $E_3 = 120 \text{ Дж}$.

Электрическая плитка R4
Известна мощность $P_4 = 600 \text{ Вт}$.
1. Силу тока $I_4$ найдем из формулы мощности: $P_4 = U \cdot I_4$.
$I_4 = \frac{P_4}{U} = \frac{600 \text{ Вт}}{120 \text{ В}} = 5 \text{ А}$.
2. Сопротивление $R_4$ найдем из формулы: $P_4 = \frac{U^2}{R_4}$.
$R_4 = \frac{U^2}{P_4} = \frac{(120 \text{ В})^2}{600 \text{ Вт}} = \frac{14400}{600} \text{ Ом} = 24 \text{ Ом}$.
3. Энергию $E_4$, потребляемую за $t = 1 \text{ с}$: $E_4 = P_4 \cdot t$.
$E_4 = 600 \text{ Вт} \cdot 1 \text{ с} = 600 \text{ Дж}$.

Ответ: сила тока $I_4 = 5 \text{ А}$, сопротивление $R_4 = 24 \text{ Ом}$, энергия $E_4 = 600 \text{ Дж}$.