10 ВПР. Физика. 8 класс. Вариант 1. Часть 2 Код 80049 Сопротивление спирали нагревателя, рассчитанного на напряжение U = 220 В, составляет R = 10 Ом. 1. Какова мощность данного нагревателя? 2. Какое количество теплоты выделит такой нагреватель за т = 600 с своей работы? 3. Каков диапазон возможного количества теплоты, выделяемого нагревателем за рассматриваемое время, если напряжение в сети может меняться на 8 = 3% в большую или меньшую сторону? Остальные величины известны точно. Решение: вет:

Решение:

1. Находим мощность нагревателя:

Используем формулу мощности: $$P = \frac{U^2}{R}$$, где:

• $$U$$ — напряжение (220 В)
• $$R$$ — сопротивление (10 Ом)

Подставляем значения:

\[ P = \frac{(220 \text{ В})^2}{10 \text{ Ом}} = \frac{48400 \text{ В}^2}{10 \text{ Ом}} = 4840 \text{ Вт} \]

2. Находим количество теплоты, выделившееся за 600 с:

Используем закон Джоуля-Ленца: $$Q = P \times \tau$$, где:

• $$P$$ — мощность (4840 Вт)
• $$\tau$$ — время (600 с)

Подставляем значения:

\[ Q = 4840 \text{ Вт} \times 600 \text{ с} = 2904000 \text{ Дж} \]

3. Находим диапазон возможного количества теплоты:

Напряжение может меняться на 3%, значит, новое напряжение будет:

• Минимальное напряжение: $$U_{min} = U \times (1 - 0.03) = 220 \text{ В} \times 0.97 = 213.4 \text{ В}
• Максимальное напряжение: $$U_{max} = U \(\times\) (1 + 0.03) = 220 \(\text{ В}\) \(\times\) 1.03 = 226.6 \(\text{ В}\)

Теперь рассчитаем количество теплоты для минимального и максимального напряжения, используя ту же формулу $$Q = \frac{U^2}{R} \times \tau$$. Время $$\tau = 600$$ с, сопротивление $$R = 10$$ Ом.

• Минимальное количество теплоты:
  

  \[ Q_{min} = \frac{(213.4 \text{ В})^2}{10 \text{ Ом}} \times 600 \text{ с} = \frac{45539.56 \text{ В}^2}{10 \text{ Ом}} \times 600 \text{ с} = 4553.956 \text{ Вт} \times 600 \text{ с} = 2732373.6 \text{ Дж} \]

  
  
• Максимальное количество теплоты:
  

  \[ Q_{max} = \frac{(226.6 \text{ В})^2}{10 \text{ Ом}} \times 600 \text{ с} = \frac{51347.56 \text{ В}^2}{10 \text{ Ом}} \times 600 \text{ с} = 5134.756 \text{ Вт} \times 600 \text{ с} = 3080853.6 \text{ Дж} \]

  
  

Ответ:

• 1. Мощность: 4840 Вт
• 2. Количество теплоты: 2904000 Дж
• 3. Диапазон количества теплоты: от 2732373.6 Дж до 3080853.6 Дж