Номер 10, страница 61, часть 2 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 7. Постоянный электрический ток. Параграф 52. Закон Джоуля — Ленца. Электрические нагревательные приборы - номер 10, страница 61.

Условие.

10. По проводнику сопротивлением $\text{R}$ в течение времени $\text{t}$ течёт ток силой $\text{I}$. Согласно закону Джоуля – Ленца количество выделившейся в проводнике теплоты

1) $Q = U^2 \cdot R \cdot t$

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

3) $Q = \frac{I^2 \cdot R}{t}$

4) $Q = I \cdot R \cdot t$

Отметьте знаком «Х» выбранный вами вариант ответа.

1) ☐; 2) ☐; 3) ☐; 4) ☐.

Решение.

Закон Джоуля–Ленца устанавливает связь между количеством теплоты, выделяющимся в проводнике, и параметрами электрического тока, протекающего через него. Закон гласит, что количество выделившейся теплоты $\text{Q}$ прямо пропорционально произведению квадрата силы тока $\text{I}$, сопротивления проводника $\text{R}$ и времени $\text{t}$, в течение которого ток протекал.

Математическая формулировка закона Джоуля–Ленца выглядит следующим образом:$Q = I^2 \cdot R \cdot t$

Проанализируем предложенные варианты ответов:

1) $Q = U^2 \cdot R \cdot t$ – неверно. Согласно закону Ома, сила тока $I = \frac{U}{R}$. Подставив это в закон Джоуля–Ленца, получим: $Q = (\frac{U}{R})^2 \cdot R \cdot t = \frac{U^2}{R^2} \cdot R \cdot t = \frac{U^2}{R} \cdot t$. Таким образом, в данной формуле сопротивление $\text{R}$ должно быть в знаменателе, а не в числителе.

2) $Q = I^2 \cdot R \cdot t$ – верно. Эта формула в точности соответствует определению закона Джоуля–Ленца.

3) $Q = \frac{I^2 \cdot R}{t}$ – неверно. Количество теплоты прямо пропорционально времени прохождения тока, поэтому время $\text{t}$ должно быть в числителе, а не в знаменателе. Данное выражение представляет собой тепловую мощность ($P = I^2 \cdot R$), деленную на время.

4) $Q = I \cdot R \cdot t$ – неверно. В законе Джоуля–Ленца сила тока $\text{I}$ возводится в квадрат. Используя закон Ома ($U = I \cdot R$), эту формулу можно представить как $Q = U \cdot t$, что также является неверным выражением для количества теплоты (правильно: $Q = U \cdot I \cdot t$).

Следовательно, правильным является второй вариант ответа.

Ответ: 2) $Q = I^2 \cdot R \cdot t$