Номер 14, страница 105, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава III. Электрические явления. Параграф 21. Работа и мощность электрического тока - номер 14, страница 105.

Условие.

Итак, мы можем сделать выводы:

1. При параллельном соединении проводников мощность тока больше в том проводнике, сопротивление которого меньше.

2. При последовательном соединении проводников мощность тока больше в том проводнике, сопротивление которого больше.

14. Какой вывод можно сделать о соотношении сопротивлений утюга и провода, соединяющего утюг с розеткой, из того факта, что включённый в электрическую сеть утюг сильно нагревается, а температура провода практически не изменяется?

Решение.

Решение

Утюг и соединяющий его с розеткой провод включены в электрическую цепь последовательно. При последовательном соединении сила тока $\text{I}$ во всех элементах цепи одинакова. Таким образом, через нагревательный элемент утюга и через провод протекает один и тот же ток.

Количество теплоты $\text{Q}$, выделяемое в проводнике с током, определяется законом Джоуля-Ленца:

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

где $\text{I}$ — сила тока, $\text{R}$ — сопротивление проводника, а $\text{t}$ — время прохождения тока. Соответственно, мощность $\text{P}$, выделяемая в проводнике, равна:

$P = I^2 \cdot R$

Из условия задачи следует, что утюг сильно нагревается, а провод — практически нет. Это означает, что мощность, выделяемая в нагревательном элементе утюга ($P_{утюга}$), значительно больше мощности, выделяемой в проводе ($P_{провода}$).

$P_{утюга} \gg P_{провода}$

Так как сила тока $\text{I}$ в утюге и проводе одинакова, то из формулы $P = I^2 \cdot R$ следует, что мощность прямо пропорциональна сопротивлению. Следовательно, чтобы в утюге выделялось значительно больше тепла, его сопротивление $R_{утюга}$ должно быть значительно больше сопротивления провода $R_{провода}$.

$R_{утюга} \gg R_{провода}$

Этот вывод подтверждается правилом, приведённым в условии задачи: "При последовательном соединении проводников мощность тока больше в том проводнике, сопротивление которого больше".

Ответ: Сопротивление утюга значительно больше сопротивления провода, который соединяет утюг с розеткой.