Номер 3, 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 3, страница 60.

Условие.

3. Рассчитайте количество теплоты, которое выделит за 5 мин проволочная спираль сопротивлением 50 Ом, если сила тока в ней равна 1,5 А.

Решение.

Дано:

Сопротивление спирали: $R = 50$ Ом
Сила тока: $I = 1,5$ А
Время: $t = 5$ мин

Перевод в систему СИ:
$t = 5 \cdot 60 \text{ с} = 300 \text{ с}$

Найти:

Количество теплоты $\text{Q}$.

Решение:

Для расчета количества теплоты, которое выделяется в проводнике при прохождении по нему электрического тока, применяется закон Джоуля-Ленца. Этот закон устанавливает, что количество выделенной теплоты $\text{Q}$ равно произведению квадрата силы тока $\text{I}$, сопротивления проводника $\text{R}$ и времени $\text{t}$ прохождения тока.

Формула закона Джоуля-Ленца:

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

Перед выполнением расчетов необходимо привести все данные к единицам системы СИ. Сила тока и сопротивление уже даны в соответствующих единицах СИ (Амперы и Омы). Время необходимо перевести из минут в секунды:

$t = 5 \text{ мин} = 5 \times 60 \text{ с} = 300 \text{ с}$

Теперь подставим числовые значения в формулу:

$Q = (1,5 \text{ А})^2 \cdot 50 \text{ Ом} \cdot 300 \text{ с}$

Выполним вычисления пошагово:

1. Возводим силу тока в квадрат: $1,5^2 = 2,25$.

2. Умножаем полученное значение на сопротивление и время:

$Q = 2,25 \cdot 50 \cdot 300 \text{ Дж} = 112,5 \cdot 300 \text{ Дж} = 33750 \text{ Дж}$

Полученное значение можно выразить в килоджоулях (кДж), учитывая, что $1 \text{ кДж} = 1000 \text{ Дж}$:

$Q = \frac{33750}{1000} \text{ кДж} = 33,75 \text{ кДж}$

Ответ: количество теплоты, которое выделит проволочная спираль, равно $33750$ Дж или $33,75$ кДж.