Скільки теплоти виділиться за 30 хв. в електропечі, увімкнутій у мережу, якщо опір нагрівального елемента печі становить 40 Ом, а сила струму в ньому дорівнює 5 А?
Так как плотность тела равна отношению массы тела к его объему, то данная задача сводится к определению этих двух величин применительно к яблоку.
1) определение массы яблока. Если шкала весов проградуирована в килограммах или граммах, то получаем первую искомую величину, - массу яблока. Если шкала весов в Ньютонах (пружинные весы), то массу яблока узнаем из формулы: m = P/g, где Р - вес яблока, g - ускорение свободного падения.
2) определение объема яблока. Необходим сосуд со шкалой объема, достаточно большой, чтобы в него яблоко поместилось целиком.(см. рис.) Наливаем воду примерно до половины. Фиксируем объем V₁. Затем опускаем в воду яблоко так, чтобы оно полностью погрузилось в воду. Фиксируем объем V₂. Искомый объем яблока: V = V₂ - V₁ Следует обратить внимание на то, что объем воды в данной мензурке измеряется в миллилитрах или в см³.
3) по формуле ρ = m/V находим плотность яблока в г/см³.
Схема к решению задачи Если чайники, нагревая одно и то же количество воды, закипают за одно и то же время, значит в них выделяется одна и та же мощность, то есть:
P1=P2(1)
Сначала определим сопротивление чайников R0. Так как при напряжении U0 они потребляют мощность P0, то сопротивление R0 найдем следующим образом:
P0=U20R0⇒R0=U20P0(2)
Найдем мощность P1, выделяющуюся в каждом чайнике при их последовательном соединении. Пусть напряжение сети, к которым подключены чайники, равно U. Тогда через чайники будет течь ток I1, который можно определить по закону Ома:
I1=UR+2R0
Тогда мощность P1 равна:
P1=I21R0
P1=U2R0(R+2R0)2
Далее определим мощность P2, выделяющуюся в каждом чайнике при их параллельном соединении. Через соединительные провода будет течь ток I2, который также определим из закона Ома:
I2=UR+0,5R0
Так как чайники одинаковые (то есть имеют одинаковые сопротивления), то через них течет ток I22. Тогда мощность P2 равна:
1) определение массы яблока. Если шкала весов проградуирована в килограммах или граммах, то получаем первую искомую величину, - массу яблока. Если шкала весов в Ньютонах (пружинные весы), то массу яблока узнаем из формулы:
m = P/g, где Р - вес яблока, g - ускорение свободного падения.
2) определение объема яблока. Необходим сосуд со шкалой объема, достаточно большой, чтобы в него яблоко поместилось целиком.(см. рис.)
Наливаем воду примерно до половины. Фиксируем объем V₁. Затем опускаем в воду яблоко так, чтобы оно полностью погрузилось в воду.
Фиксируем объем V₂. Искомый объем яблока:
V = V₂ - V₁
Следует обратить внимание на то, что объем воды в данной мензурке измеряется в миллилитрах или в см³.
3) по формуле ρ = m/V находим плотность яблока в г/см³.
Дано:
U0=200 В, P0=400 Вт, t1=t2, R−?
Решение задачи:
Схема к решению задачи Если чайники, нагревая одно и то же количество воды, закипают за одно и то же время, значит в них выделяется одна и та же мощность, то есть:
P1=P2(1)
Сначала определим сопротивление чайников R0. Так как при напряжении U0 они потребляют мощность P0, то сопротивление R0 найдем следующим образом:
P0=U20R0⇒R0=U20P0(2)
Найдем мощность P1, выделяющуюся в каждом чайнике при их последовательном соединении. Пусть напряжение сети, к которым подключены чайники, равно U. Тогда через чайники будет течь ток I1, который можно определить по закону Ома:
I1=UR+2R0
Тогда мощность P1 равна:
P1=I21R0
P1=U2R0(R+2R0)2
Далее определим мощность P2, выделяющуюся в каждом чайнике при их параллельном соединении. Через соединительные провода будет течь ток I2, который также определим из закона Ома:
I2=UR+0,5R0
Так как чайники одинаковые (то есть имеют одинаковые сопротивления), то через них течет ток I22. Тогда мощность P2 равна:
P2=(I22)2R0=14I22R0
P2=U2R04(R+0,5R0)2
Учитывая (1), имеем:
U2R0(R+2R0)2=U2R04(R+0,5R0)2
(R+2R0)2=4(R+0,5R0)2
Раскроем скобки в обеих частях уравнения:
R2+4RR0+4R20=4R2+4RR0+R20
R2+4R20=4R2+R20
3R2=3R20
R=R0
Принимая во внимание (2), получим:
R0=U20P0
Численный ответ задачи равен:
R0=2002400=100Ом=0,1кОм
Объяснение: