Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля- Ленца
Ответы на вопросы
1. Можно рассчитать количество теплоты, выделяемое в проводнике с током по формуле Закона Джоуля- Ленца: \(Q = I^{2}\text{Rt}\)
Добавить текст Вернуть оригинал2. Закон Джоуля—Ленца : \(Q = I^{2}\text{Rt}\) Количество теплоты, выделяемое в проводнике с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока.
Добавить текст Вернуть оригинал3.Как объяснить нагревание проводника электрическим током : в отсутствие электрического поля все частицы проводника движутся хаотически. При возникновении электрического поля внутри проводника свободные электроны начинают двигаться направленно, сохраняя хаотическое тепловое движение, то есть возникает эл. Ток. Электроны двигаясь внутри проводника, под действием электрического поля увеличивают свою энергию и , встречая на своем пути ионы кристаллической решетки, передают им часть своей энергии.
Добавить текст Вернуть оригинал\[I = \frac{U}{R}\]
получим формулу для вычисления напряжения: U = IR. Если предположить, что вся работа электрического поля пошла на нагревание проводника, получим: A = Q = I2Rt.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 162
Упражнение 37
1. Количество теплоты, выделяющееся за время t в данном проводнике, если сила тока увеличится в 2 раза, увеличится в 4 раза по закону Джоуля – Ленца: \(Q = I^{2}Rt \rightarrow Q = ({2I)}^{2}Rt \rightarrow Q = 4I^{2}\text{Rt}\)
Добавить текст Вернуть оригинал2.
Дано: t= 15 мин = 900 с I = 2 А R=100 Ом |
Решение: По закону Джоуля - Ленца: \[Q = I^{2}Rt = 2^{2} \times 100 \times 900 = 360\ кДж\] Добавить текст Вернуть оригиналОтвет: \(Q = 360\ \ кДж\) |
---|---|
Найти: Q - ? |
3.
Дано: t= 5 мин= 300 с R1 = 5 Ом R2 = 10 Ом \[U2 = 20\ В\] |
Решение: Так как резисторы подключены последовательно, то \(I = I1 = I2\) Добавить текст Вернуть оригинал\[I = \frac{U}{R} = \frac{10}{20} = 0,2\ А\ \] Добавить текст Вернуть оригиналПо закону Джоуля - Ленца: \[Q = I^{2}\text{Rt}\] \[Q1 = I^{2}\text{Rt} = {0,2\ }^{2} \times 5 \times 300 = 60\ Дж\] Добавить текст Вернуть оригинал\[Q2 = I^{2}\text{Rt} = {0,2\ }^{2} \times 10 \times 300 = 120\ Дж\] Добавить текст Вернуть оригиналОтвет: \(Q1 = 60\ Дж\), \(Q2 = 120\ Дж\) Добавить текст Вернуть оригинал |
---|---|
Найти: Q1 - ?, Q2 - ? |
4.
Дано: t= 20 с R1 = 4 Ом R2 = 8 Ом \[I1 = 2\ А\] |
Решение: Так как резисторы подключены параллельно , то \(U = U1 = U2\) Добавить текст Вернуть оригинал\[I1 = \frac{U}{R} \rightarrow U = R1I1 = 4 \times 2 = 8\ В\] Добавить текст Вернуть оригиналПо закону Джоуля - Ленца: \[Q1 = I^{2}Rt = \frac{U^{2}t}{R} = \frac{8^{2} \times 20}{4} = 320\ Дж\] Добавить текст Вернуть оригинал\[Q2 = I^{2}Rt = \frac{U^{2}t}{R} = \frac{8^{2} \times 20}{8} = 160\ Дж\] Добавить текст Вернуть оригиналОтвет: \(Q1 = 320\ Дж\), \(Q2 = 160\ Дж\) Добавить текст Вернуть оригинал |
---|---|
Найти: Q - ? |
Стр. 167