Вопрос:

Два проводника соединены параллельно. В первом проводнике за t = 4 мин выделилось Q1 = 1,8 кДж теплоты. Во втором проводнике за то же время выделилось Q2 = 0,9 кДж. Вычислите электрический заряд, прошедший за это время через второй проводник, если сопротивление первого равно R1 = 2 Ом. Ответ запишите в СИ и округлите до целого числа.

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Для решения этой задачи нам понадобятся следующие формулы:

  1. Закон Джоуля-Ленца: $$Q = I^2Rt$$, где $$Q$$ - количество теплоты, $$I$$ - сила тока, $$R$$ - сопротивление, $$t$$ - время.
  2. Закон Ома: $$U = IR$$, где $$U$$ - напряжение, $$I$$ - сила тока, $$R$$ - сопротивление.
  3. Связь заряда и силы тока: $$Q = It$$, где $$Q$$ - электрический заряд, $$I$$ - сила тока, $$t$$ - время.

Поскольку проводники соединены параллельно, напряжение на них одинаково. Обозначим напряжение как $$U$$.

Сначала найдем силу тока в первом проводнике. Переведем время в секунды: $$t = 4 ext{ мин} = 4 cdot 60 = 240 ext{ с}$$. Переведем количество теплоты в джоули: $$Q_1 = 1.8 ext{ кДж} = 1800 ext{ Дж}$$.

Из закона Джоуля-Ленца выразим силу тока для первого проводника:

$$I_1 = sqrt{ rac{Q_1}{R_1 t}} = sqrt{ rac{1800}{2 cdot 240}} = sqrt{ rac{1800}{480}} = sqrt{3.75} approx 1.94 ext{ A}$$

Теперь найдем напряжение на первом проводнике, используя закон Ома:

$$U = I_1 R_1 = 1.94 cdot 2 = 3.88 ext{ В}$$

Теперь найдем силу тока во втором проводнике. Переведем количество теплоты в джоули: $$Q_2 = 0.9 ext{ кДж} = 900 ext{ Дж}$$. Сопротивление второго проводника неизвестно, но мы можем найти силу тока через второй проводник используя закон Джоуля-Ленца $$Q_2 = \frac{U^2}{R_2}t$$. Отсюда выразим $$R_2 = \frac{U^2t}{Q_2}$$.

$$R_2 = \frac{(3.88)^2 \cdot 240}{900} = \frac{15.0544 \cdot 240}{900} = \frac{3612.06}{900} \approx 4.01 \text{ Ом}$$

Найдем силу тока во втором проводнике, используя закон Ома:

$$I_2 = \frac{U}{R_2} = \frac{3.88}{4.01} \approx 0.97 \text{ A}$$

Теперь найдем электрический заряд, прошедший через второй проводник за время t:

$$q = I_2 t = 0.97 cdot 240 = 232.8 \text{ Кл}$$

Округлим до целого числа: 233 Кл.

Ответ: 233
ГДЗ по фото 📸
Подать жалобу Правообладателю