Номер 671, страница 104 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электрические явления. Работа и мощность электрического тока - номер 671, страница 104.

Условие.

* 671. В бытовой электроплитке, рассчитанной на напряжение 220 В, имеются две спирали, сопротивление каждой из которых в рабочем режиме равно 80,7 Ом. С помощью переключателя в сеть можно включить одну спираль, две спирали последовательно или две спирали параллельно. Найдите мощность для каждого случая. Считать сопротивления спиралей во всех режимах работы одинаковыми.

Решение.

Дано:

Напряжение сети, $U = 220$ В

Сопротивление одной спирали, $R = 80,7$ Ом

Найти:

Мощность для каждого случая: $P_1$, $P_{посл}$, $P_{пар}$

Решение:

Мощность электрического тока ($\text{P}$) определяется по формуле $P = \frac{U^2}{R_{общ}}$, где $\text{U}$ — напряжение в сети, а $R_{общ}$ — общее сопротивление цепи.

Рассмотрим каждый случай отдельно.

Одна спираль

В этом случае общее сопротивление цепи равно сопротивлению одной спирали: $R_1 = R = 80,7$ Ом.

Рассчитаем мощность:

$P_1 = \frac{U^2}{R_1} = \frac{(220 \text{ В})^2}{80,7 \text{ Ом}} = \frac{48400}{80,7} \text{ Вт} \approx 600$ Вт.

Ответ: мощность при включении одной спирали составляет примерно 600 Вт.

Две спирали последовательно

При последовательном соединении общее сопротивление равно сумме сопротивлений спиралей:

$R_{посл} = R + R = 2R = 2 \cdot 80,7 \text{ Ом} = 161,4$ Ом.

Рассчитаем мощность:

$P_{посл} = \frac{U^2}{R_{посл}} = \frac{(220 \text{ В})^2}{161,4 \text{ Ом}} = \frac{48400}{161,4} \text{ Вт} \approx 300$ Вт.

Ответ: мощность при последовательном включении двух спиралей составляет примерно 300 Вт.

Две спирали параллельно

При параллельном соединении двух одинаковых резисторов общее сопротивление находится по формуле:

$R_{пар} = \frac{R}{2} = \frac{80,7 \text{ Ом}}{2} = 40,35$ Ом.

Рассчитаем мощность:

$P_{пар} = \frac{U^2}{R_{пар}} = \frac{(220 \text{ В})^2}{40,35 \text{ Ом}} = \frac{48400}{40,35} \text{ Вт} \approx 1200$ Вт.

Ответ: мощность при параллельном включении двух спиралей составляет примерно 1200 Вт.