Номер 1171, страница 128 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

8 класс. Электрические явления. 45. Работа и мощность электрического тока. Единицы работы электрического тока. Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля—Ленца. Конденсатор* - номер 1171, страница 128.

Решение.

Решение

Для того чтобы пояснить, почему мощность тока выражается произведением $IU$, необходимо обратиться к определениям понятий «напряжение», «сила тока» и «мощность».

Электрическое напряжение (или разность потенциалов) $\text{U}$ на участке цепи по определению есть работа $\text{A}$, совершаемая электрическим полем при переносе единичного заряда $\text{q}$ на этом участке:

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

Отсюда работа, совершаемая полем при переносе заряда $\text{q}$, равна:

$A = U \cdot q$

Сила тока $\text{I}$ по определению есть количество заряда $\text{q}$, протекающего через поперечное сечение проводника за единицу времени $\text{t}$:

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

Мощность $\text{P}$ — это физическая величина, равная скорости совершения работы, то есть отношению работы $\text{A}$ ко времени $\text{t}$, за которое эта работа была совершена:

$P = \frac{A}{t}$

Теперь подставим в формулу мощности выражение для работы $A = U \cdot q$:

$P = \frac{U \cdot q}{t}$

В полученном выражении дробь $\frac{q}{t}$ представляет собой силу тока $\text{I}$. Заменив эту дробь на $\text{I}$, мы приходим к искомой формуле:

$P = U \cdot I$

Таким образом, произведение напряжения $\text{U}$ (работа на единицу заряда) и силы тока $\text{I}$ (количество заряда в единицу времени) дает работу в единицу времени, что по определению и является мощностью.

Ответ: Мощность тока ($\text{P}$) по определению равна работе ($\text{A}$), совершаемой за единицу времени ($\text{t}$), то есть $P = A/t$. Напряжение ($\text{U}$) — это работа по перемещению единичного заряда ($U = A/q$), откуда работа $A = U \cdot q$. Сила тока ($\text{I}$) — это заряд, проходящий в единицу времени ($I = q/t$). Подставляя выражение для работы $\text{A}$ в формулу мощности, получаем $P = (U \cdot q)/t = U \cdot (q/t)$. Так как $q/t = I$, то окончательно имеем $P = UI$.