Номер 3, страница 108 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Контрольные работы. КР-4. Работа и мощность тока. Вариант 3 - номер 3, страница 108.

Условие.

3. Какое количество теплоты выделится в реостате сопротивлением 50 Ом за 2 мин при силе тока в цепи 2 А?

Решение.

Дано:

Сопротивление реостата, $R = 50$ Ом
Время, $t = 2$ мин
Сила тока, $I = 2$ А

Перевод в систему СИ:
$t = 2 \cdot 60 \text{ с} = 120 \text{ с}$

Найти:

Количество теплоты, $\text{Q}$ - ?

Решение:

Для определения количества теплоты, выделившейся в реостате, воспользуемся законом Джоуля-Ленца. Этот закон устанавливает, что количество теплоты, выделяемое в проводнике с током, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого ток протекал через проводник.

Формула закона Джоуля-Ленца:

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

Подставим в формулу данные из условия задачи, предварительно переведя время в секунды:

$Q = (2 \text{ А})^2 \cdot 50 \text{ Ом} \cdot 120 \text{ с}$

Выполним вычисления:

$Q = 4 \text{ А}^2 \cdot 50 \text{ Ом} \cdot 120 \text{ с} = 200 \text{ Вт} \cdot 120 \text{ с} = 24000 \text{ Дж}$

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

$Q = \frac{24000}{1000} \text{ кДж} = 24 \text{ кДж}$

Ответ: в реостате выделится 24000 Дж или 24 кДж теплоты.