Номер 209, страница 103, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Материалы для повторения при подготовке к экзамену. 6. Электромагнитные явления - номер 209, страница 103.

Условие.

209. Какое количество теплоты выделяется в резисторе за 10 с (рис. 63)? Как будет изменяться выделяемое количество теплоты, если ползунок реостата переместить вправо?

Рис. 63

Решение.

Какое количество теплоты выделяется в резисторе за 10 с?

Дано:

Время, $t = 10 \text{ с}$

Напряжение на резисторе, $U = 4 \text{ В}$

Сила тока через резистор, $I = 0,3 \text{ А}$

Найти:

Количество теплоты, $Q - ?$

Решение:

Для нахождения количества теплоты, выделяемого в резисторе при прохождении через него электрического тока, воспользуемся законом Джоуля-Ленца. Формула для расчёта количества теплоты через напряжение, силу тока и время имеет вид:

$Q = U \cdot I \cdot t$

Подставим в формулу значения из условия задачи:

$Q = 4 \text{ В} \cdot 0,3 \text{ А} \cdot 10 \text{ с} = 12 \text{ Дж}$

Ответ: В резисторе за 10 с выделяется 12 Дж теплоты.

Как будет изменяться выделяемое количество теплоты, если ползунок реостата переместить вправо?

Решение:

Количество теплоты, выделяемое в резисторе, можно также рассчитать по формуле $Q = \frac{U^2}{R}t$, где $\text{U}$ — напряжение на резисторе, $\text{R}$ — его сопротивление, а $\text{t}$ — время.

На схеме видно, что резистор и реостат соединены параллельно. При параллельном соединении напряжение на обоих элементах одинаково. Вольтметр измеряет напряжение именно на резисторе, и оно составляет 4 В. Будем считать, что напряжение, подаваемое на эту часть цепи, остается постоянным.

Когда ползунок реостата перемещают вправо, его активная длина увеличивается, что приводит к увеличению его сопротивления. Однако это изменение сопротивления в одной параллельной ветви (в реостате) не влияет на параметры другой параллельной ветви (с резистором), если напряжение на них постоянно.

Таким образом, напряжение на резисторе $\text{U}$ останется равным 4 В, а его собственное сопротивление $\text{R}$ является постоянной величиной. Следовательно, количество теплоты, выделяемое в резисторе за тот же промежуток времени, не изменится.

Ответ: Выделяемое в резисторе количество теплоты не изменится.