Номер 3, страница 146 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Ханнанова

Тренировочный тест № 7 «Соединение проводников. Работа и мощность тока» - номер 3, страница 146.

Условие.

3. Два проводника 1 и 2 соединены последовательно и включены в электрическую цепь. На диаграмме представлено распределение количества теплоты, выделяющегося на проводниках за 1 с. Чему равно отношение $\frac{U_1}{U_2}$ напряжения на концах первого проводника к напряжению на концах второго проводника?

Ответ: ______.

Решение.

Дано:

Два проводника 1 и 2 соединены последовательно.

Время $t = 1 \text{ с}$

Из диаграммы находим отношение количества теплоты, выделившегося на проводниках:

$\frac{Q_1}{Q_2} = \frac{7 \text{ делений}}{2 \text{ деления}} = \frac{7}{2}$

Найти:

Отношение напряжений $\frac{U_1}{U_2}$

Решение:

Количество теплоты, выделяющееся на проводнике при прохождении через него электрического тока, определяется законом Джоуля-Ленца:

$Q = I^2 R t$

где $\text{I}$ — сила тока, $\text{R}$ — сопротивление проводника, а $\text{t}$ — время.

Для первого и второго проводников можно записать:

$Q_1 = I_1^2 R_1 t$

$Q_2 = I_2^2 R_2 t$

Так как проводники соединены последовательно, сила тока, протекающего через них, одинакова:

$I_1 = I_2 = I$

Найдем отношение количеств теплоты, выделившихся на проводниках:

$\frac{Q_1}{Q_2} = \frac{I^2 R_1 t}{I^2 R_2 t} = \frac{R_1}{R_2}$

Из условия, основанного на диаграмме, мы знаем, что $\frac{Q_1}{Q_2} = \frac{7}{2}$.

Следовательно, отношение сопротивлений проводников также равно:

$\frac{R_1}{R_2} = \frac{7}{2}$

Теперь найдем искомое отношение напряжений на концах проводников. Согласно закону Ома для участка цепи:

$U_1 = I_1 R_1$

$U_2 = I_2 R_2$

Учитывая, что $I_1 = I_2 = I$ (последовательное соединение), отношение напряжений будет:

$\frac{U_1}{U_2} = \frac{I R_1}{I R_2} = \frac{R_1}{R_2}$

Таким образом, отношение напряжений равно отношению сопротивлений, которое, в свою очередь, равно отношению количеств выделившейся теплоты:

$\frac{U_1}{U_2} = \frac{R_1}{R_2} = \frac{Q_1}{Q_2} = \frac{7}{2} = 3,5$

Ответ: 3,5.