Номер 1, страница 60 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 2. Электрические явления. Самостоятельные работы. СР-47. Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля—Ленца. Вариант 1 - номер 1, страница 60.

Условие.

1. Как рассчитать количество теплоты, выделяемое проводником с электрическим током?

Решение.

1. Количество теплоты, которое выделяется в проводнике при прохождении по нему электрического тока, определяется законом Джоуля — Ленца. Этот закон гласит, что работа электрического тока на участке цепи полностью переходит в тепло, если на этом участке не совершается механическая работа и не происходят химические реакции.

Математически закон Джоуля — Ленца выражается следующей формулой:

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

В этой формуле:
$\text{Q}$ — это количество выделившейся теплоты, измеряемое в Джоулях (Дж).
$\text{I}$ — это сила тока, протекающего через проводник, измеряемая в Амперах (А).
$\text{R}$ — это электрическое сопротивление проводника, измеряемое в Омах (Ом).
$\text{t}$ — это время, в течение которого ток протекает через проводник, измеряемое в секундах (с).

Эту формулу можно преобразовать, используя закон Ома для участка цепи ($U = I \cdot R$). В зависимости от того, какие из электрических величин (сила тока $\text{I}$, напряжение $\text{U}$, сопротивление $\text{R}$) известны, можно использовать одну из трех эквивалентных форм записи закона:

1. Через силу тока и сопротивление (основная форма):

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

2. Через напряжение и сопротивление. Подставив $I = U/R$ в основную формулу, получаем:

$Q = (\frac{U}{R})^2 \cdot R \cdot t = \frac{U^2}{R} \cdot t$

3. Через силу тока и напряжение. Подставив $R = U/I$ в основную формулу, получаем:

$Q = I^2 \cdot \frac{U}{I} \cdot t = U \cdot I \cdot t$

Таким образом, выбор конкретной формулы для расчета зависит от исходных данных задачи.

Ответ: Количество теплоты ($\text{Q}$), выделяемое проводником с электрическим током, рассчитывается по закону Джоуля — Ленца. Для расчета можно использовать одну из трех формул в зависимости от известных параметров:
• $Q = I^2 \cdot R \cdot t$ (если известны сила тока $\text{I}$, сопротивление $\text{R}$ и время $\text{t}$);
• $Q = \frac{U^2}{R} \cdot t$ (если известны напряжение $\text{U}$, сопротивление $\text{R}$ и время $\text{t}$);
• $Q = U \cdot I \cdot t$ (если известны напряжение $\text{U}$, сила тока $\text{I}$ и время $\text{t}$).