Номер 1079, страница 199 - гдз по физике 9-11 класс сборник задач Капельян, Аксенович

Дано:

$U = 120$ В

$P = 300$ Вт

$U_1 = 127$ В

$U_2 = 115$ В

Найти:

$R_{пр}$ - ?

Решение:

1. Сначала найдем сопротивление утюга $R_{ут}$, используя его номинальные характеристики: мощность $P$ и напряжение $U$. Формула мощности: $P = \frac{U^2}{R_{ут}}$.

Отсюда выразим сопротивление утюга:

$R_{ут} = \frac{U^2}{P}$

Подставим числовые значения:

$R_{ут} = \frac{(120 \text{ В})^2}{300 \text{ Вт}} = \frac{14400}{300} \text{ Ом} = 48 \text{ Ом}$

По условию задачи, сопротивление утюга постоянно.

2. При включении утюга в сеть, он оказывается соединен последовательно с подводящими проводами. Напряжение $U_1 = 127$ В — это напряжение в сети без нагрузки (ЭДС источника), а $U_2 = 115$ В — это напряжение на клеммах розетки (и на утюге) при подключенной нагрузке.

3. Найдем силу тока $I$, протекающего в цепи при включенном утюге. Согласно закону Ома для участка цепи (утюга), сила тока равна:

$I = \frac{U_2}{R_{ут}}$

$I = \frac{115 \text{ В}}{48 \text{ Ом}} \approx 2.396 \text{ А}$

4. Разница между напряжением в сети без нагрузки ($U_1$) и напряжением с нагрузкой ($U_2$) представляет собой падение напряжения на подводящих проводах $\Delta U_{пр}$:

$\Delta U_{пр} = U_1 - U_2 = 127 \text{ В} - 115 \text{ В} = 12 \text{ В}$

5. Теперь, зная падение напряжения на проводах и силу тока в цепи, мы можем найти сопротивление проводов $R_{пр}$ по закону Ома:

$R_{пр} = \frac{\Delta U_{пр}}{I} = \frac{U_1 - U_2}{I}$

Подставим выражение для тока $I$:

$R_{пр} = \frac{U_1 - U_2}{U_2 / R_{ут}} = \frac{(U_1 - U_2) \cdot R_{ут}}{U_2}$

Подставим числовые значения:

$R_{пр} = \frac{(127 \text{ В} - 115 \text{ В}) \cdot 48 \text{ Ом}}{115 \text{ В}} = \frac{12 \cdot 48}{115} \text{ Ом} = \frac{576}{115} \text{ Ом} \approx 5.01 \text{ Ом}$

Ответ: $R_{пр} \approx 5.01 \text{ Ом}$.