Номер 1, страница 54 - гдз по физике 8 класс тренажёр Хмельницкая

Проверочная работа № 12. Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля — Ленца. Вариант 1 - номер 1, страница 54.

Решение.

Обведите кружком правильный ответ.

1. Как изменится количество теплоты, выделяемое проводником с током, если силу тока в проводнике уменьшить в 2 раза?

А) увеличится в 4 раза

Б) увеличится в 2 раза

В) уменьшится в 2 раза

Г) уменьшится в 4 раза

Д) не изменится

Решение.

Дано:

$I_1$ - начальная сила тока
$I_2 = \frac{I_1}{2}$ - конечная сила тока
$R = \text{const}$
$t = \text{const}$

Найти:

Отношение $\frac{Q_2}{Q_1}$ - ?

Решение:

Количество теплоты, выделяемое проводником с током, определяется законом Джоуля-Ленца:
$Q = I^2 \cdot R \cdot t$
где $\text{Q}$ – количество теплоты, $\text{I}$ – сила тока в проводнике, $\text{R}$ – сопротивление проводника, $\text{t}$ – время прохождения тока.

В начальном состоянии количество выделившейся теплоты ($Q_1$) при силе тока $I_1$ равно:
$Q_1 = I_1^2 \cdot R \cdot t$

Согласно условию, силу тока уменьшили в 2 раза, то есть новая сила тока $I_2 = \frac{I_1}{2}$. Количество теплоты ($Q_2$), которое выделится при новой силе тока, будет равно:
$Q_2 = I_2^2 \cdot R \cdot t = \left(\frac{I_1}{2}\right)^2 \cdot R \cdot t = \frac{I_1^2}{4} \cdot R \cdot t$

Чтобы определить, как изменилось количество теплоты, найдем отношение конечного количества теплоты $Q_2$ к начальному $Q_1$:
$\frac{Q_2}{Q_1} = \frac{\frac{1}{4} \cdot I_1^2 \cdot R \cdot t}{I_1^2 \cdot R \cdot t} = \frac{1}{4}$

Таким образом, при уменьшении силы тока в 2 раза количество выделяемой теплоты уменьшается в 4 раза.

Ответ: Г) уменьшится в 4 раза.