Номер 284, страница 96 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Московкина, Волков

8 класс. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца - номер 284, страница 96.

Условие.

284. При подключении резистора к цепи постоянного тока через него прошел заряд, равный 1500 Кл и на нем выделилось количество теплоты, равное 60 кДж. Определите напряжение в сети.

Решение.

Дано:

Заряд, прошедший через резистор, $q = 1500$ Кл

Количество теплоты, выделившееся на резисторе, $Q = 60$ кДж

Перевод в систему СИ:

$Q = 60 \cdot 10^3 \text{ Дж} = 60000 \text{ Дж}$

Найти:

Напряжение в сети, $\text{U}$ — ?

Решение:

Работа электрического тока $\text{A}$ на участке цепи определяется как произведение заряда $\text{q}$, прошедшего по этому участку, на напряжение $\text{U}$ на его концах. Формула для работы тока:

$A = q \cdot U$

Согласно закону Джоуля-Ленца, вся работа, совершаемая электрическим током на участке цепи с резистором, преобразуется в тепловую энергию. Таким образом, количество выделившейся теплоты $\text{Q}$ равно работе тока $\text{A}$.

$Q = A$

Приравнивая два выражения, получаем:

$Q = q \cdot U$

Из этой формулы выразим напряжение $\text{U}$:

$U = \frac{Q}{q}$

Теперь подставим числовые значения из условия задачи в систему СИ и произведем вычисления:

$U = \frac{60000 \text{ Дж}}{1500 \text{ Кл}} = 40 \text{ В}$

Ответ: напряжение в сети равно 40 В.