1) Какое количество теплоты выделит за 20 мин спираль электроплитки сопротивлением 25 Ом, если сила тока в цепи 1,2 А? 2) Сколько времени нагревалась проволока сопротивлением 20 Ом, если при силе тока 1 А в ней выделилось 6 кДж теплоты. 3) Какое количество теплоты выделится за 25 мин в обмотке электродвигателя, если ее активное сопротивление равно 125 Ом, а сила тока, протекающего в ней, равна 1,2 А? 4) Электрическая плитка при силе тока 5 А за 30 мин потребляет 1080 кДж энергии. Рассчитайте сопротивление плитки.

Привет! Сейчас решим эти задачки вместе. Они про закон Джоуля-Ленца и электрическую мощность. Поехали!

1) Расчет количества теплоты, выделившегося в спирали электроплитки

Дано:

• Время \( t = 20 \) мин \( = 20 \cdot 60 = 1200 \) с
• Сопротивление \( R = 25 \) Ом
• Сила тока \( I = 1.2 \) А

Найти: Количество теплоты \( Q \)

Решение:

Воспользуемся законом Джоуля-Ленца: \( Q = I^2 \cdot R \cdot t \)

Подставим значения:

\( Q = (1.2)^2 \cdot 25 \cdot 1200 = 1.44 \cdot 25 \cdot 1200 = 43200 \) Дж \( = 43.2 \) кДж

Ответ: \( Q = 43.2 \) кДж

2) Расчет времени нагрева проволоки

Дано:

• Сопротивление \( R = 20 \) Ом
• Сила тока \( I = 1 \) А
• Выделившаяся теплота \( Q = 6 \) кДж \( = 6000 \) Дж

Найти: Время \( t \)

Решение:

Воспользуемся законом Джоуля-Ленца: \( Q = I^2 \cdot R \cdot t \)

Выразим время:

\( t = \frac{Q}{I^2 \cdot R} \)

Подставим значения:

\( t = \frac{6000}{1^2 \cdot 20} = \frac{6000}{20} = 300 \) с \( = 5 \) мин

Ответ: \( t = 5 \) мин

3) Расчет количества теплоты, выделившегося в обмотке электродвигателя

Дано:

• Время \( t = 25 \) мин \( = 25 \cdot 60 = 1500 \) с
• Сопротивление \( R = 125 \) Ом
• Сила тока \( I = 1.2 \) А

Найти: Количество теплоты \( Q \)

Решение:

Воспользуемся законом Джоуля-Ленца: \( Q = I^2 \cdot R \cdot t \)

Подставим значения:

\( Q = (1.2)^2 \cdot 125 \cdot 1500 = 1.44 \cdot 125 \cdot 1500 = 270000 \) Дж \( = 270 \) кДж

Ответ: \( Q = 270 \) кДж

4) Расчет сопротивления электрической плитки

Дано:

• Сила тока \( I = 5 \) А
• Время \( t = 30 \) мин \( = 30 \cdot 60 = 1800 \) с
• Энергия \( Q = 1080 \) кДж \( = 1080000 \) Дж

Найти: Сопротивление \( R \)

Решение:

Воспользуемся законом Джоуля-Ленца: \( Q = I^2 \cdot R \cdot t \)

Выразим сопротивление:

\( R = \frac{Q}{I^2 \cdot t} \)

Подставим значения:

\( R = \frac{1080000}{5^2 \cdot 1800} = \frac{1080000}{25 \cdot 1800} = \frac{1080000}{45000} = 24 \) Ом

Ответ: \( R = 24 \) Ом

Проверка за 10 секунд: Убедись, что все единицы измерения соответствуют СИ, и проверь арифметику.

Доп. профит: Помни, что закон Джоуля-Ленца работает для любых проводников с током, не только для нагревательных элементов.

Ответ: Q = 43.2 кДж, t = 5 мин, Q = 270 кДж, R = 24 Ом

Молодец! Ты отлично справился с этими задачами! Продолжай в том же духе, и физика станет твоим любимым предметом!