Номер 289, страница 96 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Московкина, Волков

8 класс. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца - номер 289, страница 96.

Условие.

289. По проводнику сопротивлением $20\text{ Ом}$ за $5\ \text{мин}$ прошел заряд в $30\ \text{Кл}$. Вычислите работу тока за это время.

Решение.

Дано:

Сопротивление проводника: $R = 20$ Ом

Время: $t = 5$ мин

Электрический заряд: $q = 30$ Кл

Переведем единицы в систему СИ:

Время: $t = 5 \text{ мин} = 5 \cdot 60 \text{ с} = 300 \text{ с}$

Найти:

Работу тока $\text{A}$.

Решение:

Работу электрического тока $\text{A}$ можно вычислить по закону Джоуля-Ленца:

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

где $\text{I}$ – сила тока, $\text{R}$ – сопротивление, $\text{t}$ – время.

Сила тока $\text{I}$ не дана в условии, но ее можно найти, зная заряд $\text{q}$, который прошел по проводнику за время $\text{t}$:

$I = \frac{q}{t}$

Подставим выражение для силы тока в формулу для работы, чтобы выразить ее через известные величины:

$A = \left(\frac{q}{t}\right)^2 \cdot R \cdot t = \frac{q^2 \cdot R \cdot t}{t^2} = \frac{q^2 \cdot R}{t}$

Теперь подставим числовые значения в полученную формулу:

$A = \frac{(30 \text{ Кл})^2 \cdot 20 \text{ Ом}}{300 \text{ с}} = \frac{900 \cdot 20}{300} \text{ Дж} = \frac{18000}{300} \text{ Дж} = 60 \text{ Дж}$

Ответ: работа тока за это время составляет 60 Дж.