Номер 2, страница 43 - гдз по физике 8 класс самостоятельные работы Генденштейн, Орлов

Самостоятельная работа 6. Работа и мощность электрического тока. Вариант 3 - номер 2, страница 43.

Условие.

2. Чему равна мощность, выделяемая во всей цепи?

Решение.

Мощность, выделяемая во всей цепи, также известная как полная мощность, представляет собой работу, совершаемую сторонними силами источника тока за единицу времени. Эта мощность равна той, что развивает источник ЭДС (электродвижущей силы), и она полностью рассеивается на всех элементах цепи (как на внешнем сопротивлении, так и на внутреннем сопротивлении источника).

Для определения этой мощности можно использовать несколько эквивалентных формул, в зависимости от известных величин.

1. Если известны ЭДС источника ($\text{E}$) и общая сила тока ($\text{I}$) в цепи, то полная мощность ($P_{общ}$) вычисляется как их произведение:

$P_{общ} = E \cdot I$

Эта формула напрямую следует из определения ЭДС как работы сторонних сил по перемещению единичного заряда.

2. Если известны параметры цепи: ЭДС источника ($\text{E}$), сопротивление внешней цепи ($\text{R}$) и внутреннее сопротивление источника ($\text{r}$), то сначала по закону Ома для полной цепи находят силу тока:

$I = \frac{E}{R + r}$

Затем, подставив это выражение в первую формулу, получим формулу для мощности через параметры цепи:

$P_{общ} = E \cdot \left(\frac{E}{R + r}\right) = \frac{E^2}{R + r}$

3. Согласно закону Джоуля-Ленца, тепловая мощность, выделяемая на участке цепи, равна $P = I^2 R_{участка}$. Полная мощность, выделяемая в цепи, равна сумме мощностей, выделяемых на внешнем и внутреннем участках. Полное сопротивление цепи равно $R_{полн} = R+r$. Тогда:

$P_{общ} = I^2 \cdot R_{полн} = I^2 (R + r)$

Эта формула показывает, что вся мощность, развиваемая источником, переходит в тепло на всех сопротивлениях цепи.

Все три формулы являются эквивалентными. Выбор конкретной формулы для расчета зависит от того, какие величины известны из условия задачи.

Ответ: Мощность, выделяемая во всей цепи, может быть рассчитана по одной из следующих формул: $P_{общ} = E \cdot I$, или $P_{общ} = \frac{E^2}{R+r}$, или $P_{общ} = I^2(R+r)$, где $\text{E}$ – ЭДС источника, $\text{I}$ – сила тока в цепи, $\text{R}$ – сопротивление внешней цепи, а $\text{r}$ – внутреннее сопротивление источника.