Номер 896, страница 198 - гдз по физике 10 класс сборник задач Дорофейчик, Белая

896. К источнику тока, внутреннее сопротивление которого $r = 1,0$ Ом и ЭДС $\mathcal{E} = 8,0$ В, подключен резистор сопротивлением $R = 7,0$ Ом. Определите количество теплоты, выделяющееся в резисторе за время $\Delta t = 40$ с.

Дано:

Внутреннее сопротивление источника, $r = 1,0$ Ом

ЭДС источника, $\mathscr{E} = 8,0$ В

Сопротивление резистора, $R = 7,0$ Ом

Время, $\Delta t = 40$ с

Все данные предоставлены в системе СИ, перевод не требуется.

Найти:

$Q$ — количество теплоты, выделяющееся в резисторе.

Решение:

Количество теплоты, которое выделяется в проводнике при прохождении по нему электрического тока, определяется законом Джоуля-Ленца:

$Q = I^2 R \Delta t$

где $I$ — сила тока в цепи, $R$ — сопротивление резистора, $\Delta t$ — время прохождения тока.

Для того чтобы найти количество теплоты, необходимо сначала определить силу тока $I$ в цепи. Силу тока в замкнутой цепи, состоящей из источника с ЭДС $\mathscr{E}$ и внутренним сопротивлением $r$, а также внешнего резистора $R$, можно найти с помощью закона Ома для полной цепи:

$I = \frac{\mathscr{E}}{R+r}$

Подставим в эту формулу числовые значения из условия задачи:

$I = \frac{8,0 \text{ В}}{7,0 \text{ Ом} + 1,0 \text{ Ом}} = \frac{8,0 \text{ В}}{8,0 \text{ Ом}} = 1,0 \text{ А}$

Теперь, зная силу тока, мы можем рассчитать количество теплоты, выделившееся в резисторе, по закону Джоуля-Ленца:

$Q = (1,0 \text{ А})^2 \cdot 7,0 \text{ Ом} \cdot 40 \text{ с} = 1,0 \text{ А}^2 \cdot 7,0 \text{ Ом} \cdot 40 \text{ с} = 280 \text{ Дж}$

Ответ: количество теплоты, выделяющееся в резисторе, равно $280$ Дж.