Номер 687, страница 107 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электрические явления. Закон Джоуля—Ленца - номер 687, страница 107.

Условие.

687. Иногда путём осторожного поворачивания перегоревшей лампы удаётся опять соединить концы её оборвавшейся нити. При этом нить немного укорачивается, и такая лампа может гореть ещё некоторое время, причём значительно ярче, чем прежде. Почему?

Решение.

Решение

Яркость свечения лампы накаливания напрямую зависит от её мощности. Мощность тока $\text{P}$ в цепи определяется по формуле:

$P = \frac{U^2}{R}$

где $\text{U}$ — напряжение в сети (которое является постоянным), а $\text{R}$ — сопротивление нити накала. Из формулы видно, что мощность обратно пропорциональна сопротивлению: чем меньше сопротивление, тем больше мощность, и, следовательно, тем ярче горит лампа.

Сопротивление проводника, которым является нить накала, рассчитывается по формуле:

$R = \rho \frac{L}{S}$

где $\rho$ — удельное сопротивление материала нити, $\text{L}$ — её длина, а $\text{S}$ — площадь поперечного сечения.

Когда перегоревшая нить соединяется вновь, её общая длина $\text{L}$ становится меньше. Поскольку удельное сопротивление $\rho$ и площадь поперечного сечения $\text{S}$ остаются неизменными, уменьшение длины $\text{L}$ приводит к уменьшению общего сопротивления нити $\text{R}$.

В результате уменьшения сопротивления $\text{R}$ при постоянном напряжении $\text{U}$ мощность $\text{P}$, выделяемая на нити, возрастает. Это приводит к тому, что нить нагревается до более высокой температуры и светит значительно ярче, чем до перегорания.

Ответ: При соединении оборванных концов нити её длина уменьшается. Это приводит к уменьшению её электрического сопротивления. Поскольку лампа подключена к сети с постоянным напряжением, уменьшение сопротивления вызывает увеличение мощности тока ($P = U^2/R$). Увеличение мощности приводит к более сильному накалу нити, из-за чего лампа светит ярче.