Номер 1, страница 37, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 8. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 71. Передача электрической энергии. Трансформатор. Повторим изученное - номер 1, страница 37.

Условие.

• Как формулируется закон Джоуля—Ленца?

Решение.

Как формулируется закон Джоуля—Ленца?

Закон Джоуля—Ленца — это физический закон, устанавливающий количественную связь между силой тока, протекающего по проводнику, и количеством теплоты, выделяющимся в этом проводнике. Закон был установлен независимо английским физиком Джеймсом Джоулем и русским физиком Эмилием Ленцем в 1841-1842 годах.

Словесная формулировка закона:

Количество теплоты, выделяемое в проводнике с током, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого ток протекал по проводнику.

Математически закон Джоуля—Ленца выражается следующей формулой:

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

где:

• $\text{Q}$ — количество теплоты, выделенное проводником (в Джоулях, Дж),
• $\text{I}$ — сила тока, протекающего через проводник (в Амперах, А),
• $\text{R}$ — электрическое сопротивление проводника (в Омах, Ом),
• $\text{t}$ — время, в течение которого протекал ток (в секундах, с).

Используя закон Ома для участка цепи ($U = I \cdot R$), можно получить и другие, эквивалентные формы записи закона Джоуля—Ленца:

1. Если выразить силу тока через напряжение и сопротивление ($I = U/R$):

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

2. Если выразить сопротивление через напряжение и силу тока ($R = U/I$):

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

где $\text{U}$ — электрическое напряжение (разность потенциалов) на концах участка проводника (в Вольтах, В).

Все три формулы эквивалентны и применяются в зависимости от того, какие величины известны в конкретной задаче.

Ответ: Количество теплоты ($\text{Q}$), выделяемое в проводнике, прямо пропорционально произведению квадрата силы тока ($\text{I}$), сопротивления проводника ($\text{R}$) и времени прохождения тока ($\text{t}$). Основная формула закона: $Q = I^2 \cdot R \cdot t$.