Номер 6, страница 57, часть 2 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 7. Постоянный электрический ток. Параграф 51. Работа и мощность электрического тока - номер 6, страница 57.

Условие.

6. Через реостат сопротивлением 30 Ом течёт ток силой 2 А. Какую работу совершают силы электрического поля в этом проводнике за 1 мин? Чему равна мощность электрического тока в реостате?

Ответ: ________.

Решение.

Дано:

Сопротивление реостата $R = 30$ Ом

Сила тока $I = 2$ А

Время $t = 1$ мин

$t = 1 \text{ мин} = 60 \text{ с}$

Найти:

Работу сил электрического поля $A - ?$

Мощность электрического тока $P - ?$

Решение:

Какую работу совершают силы электрического поля в этом проводнике за 1 мин?

Работа, совершаемая электрическим током на участке цепи, определяется законом Джоуля-Ленца. Для нахождения работы воспользуемся формулой, которая связывает известные нам величины: силу тока, сопротивление и время.

Формула для расчета работы электрического тока:

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

Подставим в формулу числовые значения из условия задачи, используя время, переведенное в систему СИ (секунды):

$A = (2 \text{ А})^2 \cdot 30 \text{ Ом} \cdot 60 \text{ с} = 4 \text{ А}^2 \cdot 30 \text{ Ом} \cdot 60 \text{ с} = 7200 \text{ Дж}$

Результат можно также представить в килоджоулях, учитывая, что $1 \text{ кДж} = 1000 \text{ Дж}$:

$A = 7200 \text{ Дж} = 7.2 \text{ кДж}$

Ответ: работа сил электрического поля в проводнике за 1 минуту составляет $7200$ Дж (или $7.2$ кДж).

Чему равна мощность электрического тока в реостате?

Мощность электрического тока — это физическая величина, равная работе, совершаемой током за единицу времени. Мощность можно рассчитать несколькими способами.

Способ 1: По формуле мощности через силу тока и сопротивление.

Формула мощности:

$P = I^2 \cdot R$

Подставим известные значения:

$P = (2 \text{ А})^2 \cdot 30 \text{ Ом} = 4 \text{ А}^2 \cdot 30 \text{ Ом} = 120 \text{ Вт}$

Способ 2: Через найденную работу и время.

Формула мощности через работу:

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

Используем значение работы $A = 7200$ Дж, вычисленное в предыдущем пункте, и время $t = 60$ с:

$P = \frac{7200 \text{ Дж}}{60 \text{ с}} = 120 \text{ Вт}$

Оба способа дают одинаковый результат, что подтверждает правильность расчетов.

Ответ: мощность электрического тока в реостате равна $120$ Вт.