Вариант 3 1. Какую работу совершит ток в электродвигателе за 90 с, если при напряжении 220 В сила тока в обмотке двигателя равна 0,2 А? 2. Определите мощность тока в электрической лампочке, если при напряжении 5 В сила тока в ней 100 мА. 3. Какое количество теплоты выделится в реостате сопротивлением 50 Ом за 2 мин при силе тока в цели 2 А? 4. На сколько градусов за 5 мин можно нагреть на электроплитке 1,5 кг воды, если при напряжении 220 В сила тока в ней 5 А? Потерями энергии пренебречь. 5. Определите мощность, потребляемую первой лампой (рис. 127), если показания амперметра 2 А. 6. За какое время можно с помощью электрического кипятильника мощностью 500 Вт нагреть 500 г воды в стакане от 20 °С до кипения?

Решение: 1. Задача 1 Дано: $t = 90 \; с$ $U = 220 \; В$ $I = 0,2 \; A$ Найти: A Решение: Работа тока вычисляется по формуле: $A = U \cdot I \cdot t$ Подставляем значения: $A = 220 \; В \cdot 0,2 \; А \cdot 90 \; с = 3960 \; Дж$ Ответ: 3960 Дж 2. Задача 2 Дано: $U = 5 \; В$ $I = 100 \; мА = 0,1 \; A$ Найти: P Решение: Мощность тока вычисляется по формуле: $P = U \cdot I$ Подставляем значения: $P = 5 \; В \cdot 0,1 \; А = 0,5 \; Вт$ Ответ: 0,5 Вт 3. Задача 3 Дано: $R = 50 \; Ом$ $t = 2 \; мин = 120 \; с$ $I = 2 \; A$ Найти: Q Решение: Количество теплоты, выделяемое в проводнике, вычисляется по закону Джоуля-Ленца: $Q = I^2 \cdot R \cdot t$ Подставляем значения: $Q = (2 \; А)^2 \cdot 50 \; Ом \cdot 120 \; с = 24000 \; Дж = 24 \; кДж$ Ответ: 24 кДж 4. Задача 4 Дано: $t = 5 \; мин = 300 \; с$ $m = 1,5 \; кг = 1500 \; г$ $U = 220 \; В$ $I = 5 \; A$ $c = 4200 \; \frac{Дж}{кг \cdot °С} = 4,2 \; \frac{Дж}{г \cdot °С}$ Найти: $\Delta T$ Решение: Количество теплоты, необходимое для нагрева воды, вычисляется по формуле: $Q = m \cdot c \cdot \Delta T$ Эту теплоту выделяет электроплитка, работая в течение времени t: $Q = A = U \cdot I \cdot t$ Приравниваем оба выражения: $m \cdot c \cdot \Delta T = U \cdot I \cdot t$ Выражаем изменение температуры: $\Delta T = \frac{U \cdot I \cdot t}{m \cdot c}$ Подставляем значения: $\Delta T = \frac{220 \; В \cdot 5 \; А \cdot 300 \; с}{1500 \; г \cdot 4,2 \; \frac{Дж}{г \cdot °С}} = \frac{330000 \; Дж}{6300 \; \frac{Дж}{°С}} \approx 52,38 \; °С$ Ответ: $\approx 52,38 \; °С$ 5. Задача 5 Дано: $R_1 = 4 \; Ом$ $R_2 = 15 \; Ом$ $I = 2 \; A$ (показания амперметра) Найти: $P_1$ Решение: Напряжение на участке цепи с резистором $R_2$, равно: $U_2 = I \cdot R_2 = 2 \; А \cdot 15 \; Ом = 30 \; В$ Так как резисторы $R_1$ и $R_2$ соединены параллельно, то напряжение на них одинаково: $U_1 = U_2 = 30 \; В$ Мощность, потребляемая первой лампой (резистором $R_1$): $P_1 = \frac{U_1^2}{R_1} = \frac{(30 \; В)^2}{4 \; Ом} = \frac{900 \; Вт}{4} = 225 \; Вт$ Ответ: 225 Вт 6. Задача 6 Дано: $P = 500 \; Вт$ $m = 500 \; г = 0,5 \; кг$ $T_1 = 20 \; °С$ $T_2 = 100 \; °С$ $c = 4200 \; \frac{Дж}{кг \cdot °С}$ Найти: t Решение: Количество теплоты, необходимое для нагрева воды от $T_1$ до $T_2$: $Q = m \cdot c \cdot (T_2 - T_1)$ $Q = 0,5 \; кг \cdot 4200 \; \frac{Дж}{кг \cdot °С} \cdot (100 \; °С - 20 \; °С) = 0,5 \cdot 4200 \cdot 80 = 168000 \; Дж$ Это количество теплоты выделяется кипятильником за время t, то есть: $Q = P \cdot t$ Выражаем время t: $t = \frac{Q}{P} = \frac{168000 \; Дж}{500 \; Вт} = 336 \; с = 5 \; мин \; 36 \; с$ Ответ: 336 с = 5 мин 36 с