Номер 17.30, страница 89 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 17. Работа и мощность тока - номер 17.30, страница 89.

Условие.

17.30. Участок цепи состоит из двух последовательно соединенных проводников, сопротивление которых 40 и 60 Ом. Напряжение на участке цепи 60 В. Какое количество теплоты выделится в каждом из резисторов за 1 мин?

Решение.

Дано:

$R_1 = 40$ Ом

$R_2 = 60$ Ом

$U = 60$ В

$t = 1$ мин

Перевод в систему СИ:

$t = 1 \cdot 60 = 60$ с

Найти:

$Q_1$ - ?

$Q_2$ - ?

Решение:

Поскольку проводники соединены последовательно, их общее сопротивление $R_{общ}$ равно сумме их сопротивлений:

$R_{общ} = R_1 + R_2$

$R_{общ} = 40 \text{ Ом} + 60 \text{ Ом} = 100 \text{ Ом}$

При последовательном соединении сила тока $\text{I}$ во всех участках цепи одинакова. Мы можем найти ее, используя закон Ома для всего участка цепи:

$I = \frac{U}{R_{общ}}$

$I = \frac{60 \text{ В}}{100 \text{ Ом}} = 0.6 \text{ А}$

Количество теплоты $\text{Q}$, выделяемое в проводнике при прохождении по нему электрического тока, определяется законом Джоуля-Ленца:

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

Теперь мы можем рассчитать количество теплоты, выделившееся в каждом из резисторов.

Для первого резистора ($R_1 = 40$ Ом):

$Q_1 = I^2 \cdot R_1 \cdot t = (0.6 \text{ А})^2 \cdot 40 \text{ Ом} \cdot 60 \text{ с} = 0.36 \cdot 40 \cdot 60 = 864 \text{ Дж}$

Для второго резистора ($R_2 = 60$ Ом):

$Q_2 = I^2 \cdot R_2 \cdot t = (0.6 \text{ А})^2 \cdot 60 \text{ Ом} \cdot 60 \text{ с} = 0.36 \cdot 60 \cdot 60 = 1296 \text{ Дж}$

Ответ: в резисторе сопротивлением 40 Ом выделится 864 Дж теплоты, а в резисторе сопротивлением 60 Ом — 1296 Дж.