Вопрос:

Три тонких проволоки одинакового диаметра-железная, алюминиевая и стальная Соединены последовательно. Их подключают к источнику высокого напряжения, и одна из проволок перегорает. Какая? Начальная температура t0=0°С.

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

При последовательном соединении проволок, через них течет одинаковый ток. Перегорание проволоки зависит от количества выделяемого тепла, которое, в свою очередь, зависит от сопротивления проволоки и времени протекания тока.

Сопротивление проволоки можно определить по формуле:

$$R = \rho \frac{L}{A}$$,

где:

  • $$\rho$$ - удельное сопротивление материала,
  • $$L$$ - длина проволоки,
  • $$A$$ - площадь поперечного сечения.

Поскольку диаметр проволок одинаковый, то площадь поперечного сечения $$A$$ также одинакова. Следовательно, сопротивление проволоки зависит только от удельного сопротивления материала и длины проволоки. Длина проволок тоже одинакова.

Удельное сопротивление различных металлов (при комнатной температуре, но для качественного сравнения подойдет):

  • Железо: 9.8 × 10⁻⁸ Ом·м
  • Алюминий: 2.8 × 10⁻⁸ Ом·м
  • Сталь: ≈ 10-90 × 10⁻⁸ Ом·м (зависит от марки стали)

Так как при последовательном соединении ток через все проволоки одинаковый, то мощность, выделяемая на каждой проволоке, будет определяться как $$P = I^2R$$, где $$I$$ - ток, $$R$$ - сопротивление. Больше всего тепла выделится на проволоке с наибольшим сопротивлением. Поскольку сталь имеет самое высокое удельное сопротивление, стальная проволока перегорит первой.

Ответ: Стальная

ГДЗ по фото 📸
Подать жалобу Правообладателю

Похожие