Краткое пояснение: Решим задачи, используя закон Джоуля-Ленца и формулы для расчета количества теплоты.
Задача 1
Дано:
- Сопротивление: \( R = 10 \) Ом
- Сила тока: \( I = 2 \) А
- Время: \( t = 1 \) час = 3600 с
Решение:
- Используем закон Джоуля-Ленца: \( Q = I^2 \cdot R \cdot t \)
- Подставляем значения: \( Q = 2^2 \cdot 10 \cdot 3600 \)
- \( Q = 4 \cdot 10 \cdot 3600 = 144000 \) Дж
Ответ: 144000 Дж
Задача 2
Дано:
- Мощность: \( P = 2 \) кВт = 2000 Вт
- Время: \( t = 10 \) мин = 600 с
Решение:
- Используем формулу: \( Q = P \cdot t \)
- Подставляем значения: \( Q = 2000 \cdot 600 \)
- \( Q = 1200000 \) Дж = 1.2 МДж
Ответ: 1.2 МДж
Задача 3.9
Дано:
- Сила тока: \( I = 850 \) А
- Напряжение: \( U = 220 \) В
- Время: \( t = 1 \) мин = 60 с
Решение:
- Используем формулу: \( Q = U \cdot I \cdot t \)
- Подставляем значения: \( Q = 220 \cdot 850 \cdot 60 \)
- \( Q = 11220000 \) Дж = 11.22 МДж
Ответ: 11.22 МДж
Задача 3.27
Дано:
- Сопротивление: \( R = 6 \) Ом
- Заряд: \( q = 600 \) Кл
- Время: \( t = 5 \) мин = 300 с
Решение:
- Найдем силу тока: \( I = \frac{q}{t} = \frac{600}{300} = 2 \) А
- Используем закон Джоуля-Ленца: \( Q = I^2 \cdot R \cdot t \)
- Подставляем значения: \( Q = 2^2 \cdot 6 \cdot 300 \)
- \( Q = 4 \cdot 6 \cdot 300 = 7200 \) Дж
Ответ: 7200 Дж
Задача 3.30
Дано:
- Мощность: \( P = 480 \) Вт
- Длина провода: \( l = 15 \) м
- Площадь сечения: \( S = 0.21 \) мм² = 0.21 \( \cdot 10^{-6} \) м²
- Напряжение: \( U = 120 \) В
Решение:
- Найдем сопротивление: \( R = \frac{U^2}{P} = \frac{120^2}{480} = \frac{14400}{480} = 30 \) Ом
- Найдем удельное сопротивление: \( \rho = \frac{R \cdot S}{l} = \frac{30 \cdot 0.21 \cdot 10^{-6}}{15} = 0.42 \cdot 10^{-6} \) Ом\(\cdot\)м
- Удельное сопротивление нихрома: \( \rho_{нихрома} = (1.05-1.10) \cdot 10^{-6} \) Ом\(\cdot\)м. Ближайший материал - константан (медь - никель): \( \rho_{константана} = 0.5 \cdot 10^{-6} \) Ом\(\cdot\)м
Ответ: Константан.