Условие задачи:
Два электронагревателя сопротивлением 25 и 20 Ом находятся под напряжением 100 В. Какое количество теплоты выделится при их последовательном соединении за 3 мин?
Задача №7.5.38 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Дано:
\(R_1=25\) Ом, \(R_2=20\) Ом, \(U=100\) В, \(t=3\) мин, \(Q-?\)
Решение задачи:
Чтобы определить количество теплоты, выделяющееся в электронагревателях, запишем закон Джоуля-Ленца:
\[Q = {I^2}Rt\;\;\;\;(1)\]
Силу тока \(I\) в цепи определим, используя закон Ома для участка цепи:
\[I = \frac{U}{R}\;\;\;\;(2)\]
Подставим выражение (2) в формулу (1), тогда получим:
\[Q = \frac{{{U^2}}}{R}t\]
Здесь \(R\) — это общее сопротивление последовательно соединенных электронагревателей сопротивлением \(R_1\) и \(R_2\), которое можно найти по формуле:
\[R = {R_1} + {R_2}\]
В итоге окончательно имеем такую формулу для расчета выделившегося количества теплоты \(Q\):
\[Q = \frac{{{U^2}}}{{{R_1} + {R_2}}}t\]
Посчитаем численный ответ:
\[Q = \frac{{{{100}^2}}}{{25 + 20}} \cdot 180 = 40000\;Дж = 40\;кДж\]
Ответ: 40 кДж.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Смотрите также задачи:
7.5.37 Цепь состоит из трех сопротивлений 10, 20 и 30 Ом, соединенных последовательно
7.5.39 ЭДС батареи 6 В, внутреннее и внешнее сопротивления соответственно равны 0,5 и 11,5 Ом
7.5.40 Атомная масса золота 197,2, валентность 3. Вычислить электрохимический эквивалент золота