Краткая теория по теме «Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца»
Работа тока – работа сил электрического поля, создающего электрический ток. Формулы для вычисления работы электрического тока
$A=qU=UIt=I^2Rt=\frac{U^2}{R}t$.
При протекании постоянного тока по проводнику происходит выделение некоторого количества теплоты, вычислить которое можно по закону Джоуля-Ленца:
$Q=I^2Rt$.
Мощность электрического тока равна отношению работы тока ко времени, в течение которого она совершается. Обозначение – P, единица измерения в СИ – ватт (Вт). Формулы для вычисления мощности
$P=\frac{A}{t}=UI=I^2R=\frac{U^2}{R}$.
Важно! Номинальная мощность — мощность электрических приборов при заданных параметрах электрической сети. Например, в паспорте пылесоса указано, что его мощность равна 1500 Вт. Это означает, что при работе пылесоса в сети стандартного напряжения 220 В, его мощность будет равна 1500 Вт. Однако, следует понимать, что если указанный пылесос подключить в сеть с меньшим (или большим) напряжением, то его мощность уменьшится (или увеличится).
Решение заданий Открытого банка заданий ФИПИ
1. Установите соответствие между формулами для расчёта физических величин для случая протекания тока по участку цепи (см. рисунок) и названиями этих величин.
В формулах использованы обозначения: I − сила тока на участке АВ цепи; R1 и R2 − сопротивления резисторов; t − время. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| ФОРМУЛЫ | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ |
| А) I2R1 t
Б) I2R2 |
1) мощность электрического тока, выделяющаяся на резисторе R1 2) мощность электрического тока, выделяющаяся на резисторе R2 3) работа электрического тока на резисторе R1 4) работа электрического тока на резисторе R2 |
А) I2R1 t — работа электрического тока на резисторе R1. Б) I2R2 — мощность электрического тока, выделяющаяся на резисторе R2. Ответ: 32
2. На кухне включена микроволновая печь. Как изменится общая сила тока в электрической цепи, а также общая потребляемая электрическая мощность, если дополнительно в электрическую сеть включить электрический чайник?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: Установите соответствие между физическими величинами и их возможными изменениями.
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Общая сила тока в цепи | Общая потребляемая электрическая мощность |
Все приборы в электрической цепи квартире подключаются параллельно. Как известно, при параллельном соединении общее сопротивление уменьшается (становится меньше меньшего). Поэтому при включение дополнительно в сеть чайника, общее сопротивление цепи уменьшится. На все приборы в электрической цепи квартиры подается стандартное напряжение 220 В, независимо от количества приборов. Согласно формуле расчета мощности $P=\frac{U^2}{R}$, уменьшение сопротивления цепи при неизменном напряжении повлечет увеличение потребляемой мощности. Сила тока же, согласно закону Ома для участка цепи, увеличится Ответ: 11
3. На рисунке изображена электрическая цепь, состоящая из источника тока, резистора 1 и реостата 2. Ползунок реостата передвигают вправо.
Как при этом изменяется общее сопротивление цепи и выделяемая в ней мощность?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Общее сопротивление цепи | Мощность, выделяемая в цепи |
При перемещении ползунка реостата вправо увеличивается сопротивление реостата, поэтому увеличится и общее сопротивление цепи. Согласно формуле расчета мощности $P=\frac{U^2}{R}$, увеличение сопротивления цепи при неизменном напряжении повлечет уменьшение потребляемой мощности. Ответ: 12
4. Спираль электроплитки укоротили. Как изменились электрическое напряжение сети и мощность электрического тока, потребляемая плиткой, при включении её в ту же электрическую сеть?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Электрическое напряжение сети | Мощность электрического тока, потребляемая плиткой |
При уменьшении длины проводника уменьшается его электрическое сопротивление. по условию задания плитку включают в ту же самую электрическую сеть, значит напряжение в сети не меняется. Согласно формуле расчета мощности $P=\frac{U^2}{R}$, уменьшение сопротивления цепи при неизменном напряжении повлечет увеличение потребляемой мощности. Ответ: 31
5. Установите соответствие между физическими величинами и единицами величин в Международной системе единиц (СИ). К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца
и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | ЕДИНИЦЫ |
| А) сила тока
Б) мощность В) сопротивление |
1) ом (1 Ом) 2) вольт (1 В) 3) ватт (1 Вт) 4) ампер (1 А) 5) джоуль (1 Дж) |
А) сила тока — ампер (1 А). Б) мощность — ватт (1 Вт). В) сопротивление — ом (1 Ом). Ответ: 431
6. Установите соответствие между формулами для расчёта физических величин для случая протекания тока по участку цепи (см. рисунок) и названиями этих величин.
В формулах использованы обозначения: U − напряжение на участке АВ цепи; R − сопротивления резисторов. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| ФОРМУЛЫ | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ |
| А) U2R
Б) 2U/R |
1) мощность электрического тока, выделяющаяся на резисторе R 2) мощность электрического тока, выделяющаяся на участке АВ цепи 3) сила тока на резисторе R 4) сила тока на участке АВ цепи |
А) U2/R — мощность электрического тока, выделяющаяся на резисторе R. Б) 2U/R — сила тока на участке АВ цепи. Ответ: 14
7. К источнику постоянного тока подсоединили две лампы (см. рисунок), имеющие одинаковые электрические сопротивления. Чему равна мощность электрического тока, потребляемая каждой лампой, если показания идеального амперметра и идеального вольтметра равны, соответственно, 3 А и 6 В?
Лампы соединены параллельно и при этом одинаковые, значит, через каждую лампу пройдут одинаковые токи по 1,5 А (в сумме 3 А). Напряжение на каждой лампе — 6 В (одинаково при параллельном соединении). Тогда мощность тока в каждой лампе $P=UI$, $P=6 \cdot 1,5 = 9$ Вт. Ответ: 9 Вт.
8. Две лампы, рассчитанные на одинаковое напряжение, но потребляющие различную мощность, включены в электрическую сеть последовательно. Какая лампа будет гореть ярче? Ответ поясните.
Ответ: лампа потребляющая меньшую мощность будет гореть ярче. Пояснение. Мощность лампы рассчитывается по формуле $P=\frac{U^2}{R}$. Поскольку лампочки рассчитаны на одинаковое напряжение, чем больше номинальная мощность лампы, тем меньше её сопротивление. Через две лампы, включенные последовательно, будет протекать одинаковый ток, следовательно, мощность будет больше на той лампе, у которой сопротивление больше. Таким образом, лампа меньшей номинальной мощности, включенная последовательно с лампой большей номинальной мощности, будет гореть ярче.
9. Для каждого физического понятия из первого столбца подберите соответствующий пример из второго столбца.
| ФИЗИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ | ПРИМЕРЫ |
| А) физическая величина
Б) единица физической величины В) прибор для измерения физической величины |
1) амперметр 2) ватт 3) сила тока 4) электрон 5) электризация |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А) физическая величина — сила тока. Б) единица физической величины — ватт. В) прибор для измерения физической величины — амперметр. Ответ: 321
10. На рисунке представлен участок электрической цепи, причём R1 = R2 = 8 Ом; R3 = 8 Ом; R4 = 6 Ом. Точки А и В подключены к полюсам источника постоянного тока.
Если сравнивать мощности тока, выделяемые на каждом резисторе в отдельности, то максимальная мощность выделяется на
1) резисторе R3
2) резисторе R4
3) резисторах R1 и R2
4) резисторах R1, R2 и R3
Участок 12, резисторы 3 и 4 соединены последовательно. При последовательном соединении наибольшая мощность будет выделяться на участке с максимальным сопротивлением. Сопротивление участка 12 согласно законам параллельного соединения равно $\frac{1}{R_{12}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}$, $\frac{1}{R_{12}}=\frac{1}{8}+\frac{1}{8}=\frac{1}{4}\Rightarrow R_{12}=4$ Ом. Таким образом, наибольшая мощность будет выделяться на резисторе 3. Ответ: 1
11. Если в люстре для освещения помещения использовать лампы мощностью 60 и 100 Вт, то
А. бόльшая работа за одно и то же время совершается током в лампе мощностью 60 Вт
Б. бόльшим сопротивлением обладает лампа мощностью 100 Вт
Верным(-и) утверждением(-ями) является(-ются)
1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б
Утверждение 1 — не верно. Чем больше мощность, тем большую работу совершает ток при прохождении через проводник. Утверждение 2 — не верно. Поскольку напряжения на лампах в люстре будут одинаковы, т.к. они включены параллельно, то согласно формуле мощности $P=\frac{U^2}{R}$, лампе большей мощности соответствует меньшее сопротивление. Ответ: 4
12. На рисунке приведена столбчатая диаграмма. На ней представлены значения напряжения на концах двух проводников (1) и (2) одинакового сопротивления. Сравните значения работы тока А1 и А2 в этих проводниках за одно и то же время.
1) А1 = А2
2) А1 = 3А2
3) 9А1 = А2
4) 3А1 = А2
Найдем отношение работ тока в каждом проводнике $\frac{A_1}{A_2}=\frac{U_1^2t}{R}:\frac{U_2^2t}{R}=\frac{U_1^2t}{R} \cdot \frac{R}{U_2^2t}=\frac{U_1^2}{U_2^2}=\frac{3^2}{9^2}=\frac{1}{9}$, из последнего соотношения можно сделать вывод, что 9А1 = А2. Ответ: 3
13. Алюминиевая, железная и нихромовая проволоки, имеющие одинаковые размеры, соединены параллельно и подключены к источнику тока. На какой из проволок будет выделяться при прохождении электрического тока наибольшее количество теплоты за одно и то же время?
1) на алюминиевой
2) на железной
3) на нихромовой
4) на всех трёх проволоках будет выделяться одинаковое количество теплоты
При параллельном соединении напряжение на всех проволоках будет одинаковым. Согласно формуле $A=\frac{U^2t}{R}$, наибольшее количество теплоты будет выделяться на проволоке имеющей самое маленькое сопротивление. При равных размерах самым малым сопротивлением будет обладать алюминиевая проволока, т.к. среди указанных веществ алюминий обладает наименьшим удельным сопротивлением. Ответ: 1
14. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины определяются: к каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго столбца.
| ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | ФОРМУЛЫ |
| А) работа тока
Б) сила постоянного тока В) мощность тока |
1) q/t 2) qU 3) Rs/L 4) UI 5) U/I |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А) работа тока — qU. Б) сила постоянного тока — q/t. В) мощность тока — UI. Ответ: 214
15. На рисунке приведена столбчатая диаграмма. На ней представлены значения силы тока в проводниках 1 и 2 одинакового сопротивления. Сравните значения мощности N1 и N2 тока в этих проводниках.
1) N1 = N2
2) N1 = 3N2
3) 3N1 = N2
4) 9N1 = N2
Найдем отношение мощности тока в каждом проводнике $\frac{N_1}{N_2}=\frac{U_1^2}{R}:\frac{U_2^2}{R}=\frac{U_1^2}{R} \cdot \frac{R}{U_2^2}=\frac{U_1^2}{U_2^2}=\frac{3^2}{9^2}=\frac{1}{9}$, из последнего соотношения можно сделать вывод, что 9N1 = N2. Ответ: 4
16. Сопротивление R1 первого кипятильника в 4 раза меньше, чем сопротивление R2 второго кипятильника. При включении в одну и ту же сеть количество теплоты, выделяемое за единицу времени первым кипятильником, по сравнению со вторым
1) в 4 раза больше
2) в 4 раза меньше
3) в 16 раз больше
4) в 16 раз меньше
Найдем отношение работ тока в каждом проводнике $\frac{A_1}{A_2}=\frac{Q_1}{Q_2}=\frac{U^2t}{R_1}:\frac{U^2t}{R_2}=\frac{U^2t}{R_1} \cdot \frac{R_2}{U^2t}=\frac{R_2}{R_1}=4$, из последнего соотношения можно сделать вывод, что количество теплоты, выделяемое за единицу времени первым кипятильником, по сравнению со вторым в 4 раза больше. Ответ: 1
17. При увеличении напряжения в сети в 2 раза количество теплоты, выделяющееся за единицу времени в проводнике, подключённом к сети,
1) увеличится в 4 раза
2) уменьшится в 4 раза
3) увеличится в 2 раза
4) уменьшится в 2 раза
Согласно формуле $A=\frac{U^2t}{R}$, увеличение напряжения на проводнике приведет к увеличению работы тока в 4 раза. Значит, выделяемое количество теплоты, при прохождении электрического тока по проводнику, также возрастет в 4 раза. Ответ: 1
18. Никелиновую спираль электроплитки заменили на нихромовую такой же длины и площади поперечного сечения. Установите соответствие между физическими величинами и их возможными изменениями при включении плитки в электрическую сеть.
| ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА | ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ |
| А) электрическое сопротивление спирали
Б) сила электрического тока в спирали В) мощность электрического тока, потребляемая плиткой |
1) увеличилась
2) уменьшилась 3) не изменилась |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры в ответе могут повторяться.
Удельное сопротивление нихрома больше, чем удельное сопротивление никелина, значит при равных размерах проводник из нихрома будет иметь большее сопротивление, чем проводник из никелина. При увеличении сопротивления проводника сила тока уменьшится (в соответствии с законом Ома для участка цепи). Согласно формуле $P=\frac{U^2}{R}$, увеличение сопротивления (напряжение остается неизменным — плитку включили в ту же сеть) приведет к уменьшению мощности спирали. Ответ: 122
19. Комната освещается люстрой, имеющей пять электрических ламп. Как изменятся общее сопротивление в электрической цепи и электрическая мощность, потребляемая люстрой, если две лампы в люстре отключить?
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
| Общее электрическое сопротивление в цепи | Электрическая мощность |
При параллельном соединении электрическое сопротивление уменьшается. Количество ламп в параллельном соединении уменьшили, значит общее сопротивление цепи возрастет. Согласно формуле $P=\frac{U^2}{R}$, увеличение сопротивления (напряжение остается неизменным — лампы работают в той же сети) приведет к уменьшению потребляемой мощности. Ответ: 12
20. Необходимо провести измерение мощности электрического тока, потребляемой резистором. В исследовании используются резистор, источник постоянного тока, ключ, соединительные провода.
1) Какое ещё оборудование понадобится для проведения этого исследования?
2) Запишите алгоритм действий по измерению мощности электрического тока, потребляемой резистором.
1) Дополнительно понадобятся приборы для измерения силы тока в цепи и напряжения на лампе — амперметр и вольтметр. 2) Собрать электрическую цепь в соответствии со схемой Произвести измерения силы тока и напряжения, затем вычислить мощность потребляемую резистором по формуле $P=UI$.
21. На рисунке приведена столбчатая диаграмма. На ней представлены значения мощности тока для двух проводников (1) и (2) одинакового сопротивления. Сравните значения напряжения U1 и U2, на концах этих проводниках.
1) $U_2=3\sqrt{3}U_1$
2) $U_1=3U_2$
3) $U_2=9U_1$
4) $U_2=3U_1$
Из формулы мощности выразим напряжение $N=\frac{U^2}{R}\Rightarrow U=\sqrt{NR}$, Найдем отношение напряжения на концах второго проводника к напряжению на конца первого проводника $\frac{U_2}{U_1}=\frac{\sqrt{N_2R}}{\sqrt{N_1R}}=\frac{\sqrt{N_2}}{\sqrt{N_1}}=\sqrt{\frac{N_2}{N_1}}=\sqrt{\frac{9}{3}}=\sqrt{3}$. Ответ: 1
22. Два резистора соединены, как показано на рисунке. Сопротивления резисторов: R1 = 4 Ом, R2 = 8 Ом. Какая мощность выделяется в первом резисторе, если напряжение на резисторах равно 24 В?
При последовательном соединении общее напряжение равно сумме напряжений на отдельных участках, т.е. $R=4+8=12$ Ом. Найдем силу тока в цепи по закону Ома для участка цепи, которая также будет равна силе тока и в первом, и во втором резисторах $I=\frac{U}{R}$, $I=\frac{24}{12}=2$ А. Вычислим мощность, выделяющуюся на первом резисторе, по формуле $P=I^2R$. $P=2^2 \cdot 4=16$ Вт. Ответ: 16 Вт.
23. На рисунке показан график зависимости количества теплоты Q, выделяемого на резисторе, от времени t. Чему равно электрическое сопротивление резистора, если сила тока в цепи равна 5 А?
В соответствии с законом Джоуля-Ленца, количество теплоты, которое выделяется при прохождении электрического тока по проводнику находится по формуле $Q=I^2Rt$. Из этой формулы выразим искомое сопротивление проводника и найдем его, учитывая что по данным графика за 1 минуту (60 секунд в системе СИ) выделяется 3000 Дж энергии $R=\frac{Q}{I^2t}$ А, $R=\frac{3000}{5^2 \cdot 60}=2$ Ом. Ответ: 2 Ом.
24. Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова (словосочетания) из приведённого списка.
Возьмём источник электрического тока (батарейку), две одинаковые лампы на подставках, соединительные провода. Подключим сначала к батарейке одну лампу так, чтобы она загорелась. Затем подсоединим вторую так, как показано на рисунке. После подключения второй лампы можно заметить, что накал первой лампы (А)__________. При (Б)__________ соединении ламп их общее сопротивление (В)__________. Если напряжение на внешней цепи считать неизменным, то (Г)__________ увеличивается в 2 раза.
Список слов и словосочетаний:
1) параллельное
2) последовательное
3) увеличивается
4) уменьшается
5) не изменяется
6) общая мощность, потребляемая лампами
7) сила тока, протекающего через каждую лампу
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Комментарий. При подключении второй лампочки параллельно первой, общее сопротивление цепи уменьшится. Так как при параллельном соединении напряжение на лампах будет равно, то при неизменном напряжении мощность выделяющаяся в каждой лампе не меняется, значит и накал нити первой лампы также не изменится. Решение. Возьмём источник электрического тока (батарейку), две одинаковые лампы на подставках, соединительные провода. Подключим сначала к батарейке одну лампу так, чтобы она загорелась. Затем подсоединим вторую так, как показано на рисунке. После подключения второй лампы можно заметить, что накал первой лампы (А-5) не изменяется. При (Б-1) параллельном соединении ламп их общее сопротивление (В-4) уменьшается. Если напряжение на внешней цепи считать неизменным, то (Г-6) общая мощность, потребляемая лампами увеличивается в 2 раза. Ответ: 5146
25. Какая тепловая мощность выделяется в резисторе R3 в цепи, схема которой показана на рисунке, если амперметр показывает силу постоянного тока I = 0,2 А? Значения сопротивлений резисторов: R1=2,5 Ом, R2 = 10 Ом, R3 = 50 Ом.
При последовательном соединении общее напряжение равно сумме напряжений на отдельных участках, т.е. $R_{12}=2,5+10=12,5$ Ом. Из закона Ома для участка цепи найдем общее напряжение на первом и втором резисторах $U_{12}=IR_{12}$, $U_{12}=0,2 \cdot 12,5=2,5$ В. При параллельном соединении напряжение одинаково на всех участках цепи. Участок 12 и резистор 3 подключены параллельно, значит $U_3=U_{12}=2,5$ В. Вычислим мощность, выделяющуюся на третьем резисторе $P=\frac{U_3^2}{R_3}$, $P=\frac{2,5^2}{50}=0,125$ Вт. Ответ: 0,125 Вт.
26. Металлическую пластинку со сторонами подключают к источнику постоянного напряжения так, как показано на рисунке 1.
Считая, что ток равномерно распределён по сечению пластинки, определите, как изменятся электрическое сопротивление пластинки и потребляемая ею мощность тока при подключении этой пластинки к тому же источнику напряжения так, как показано на рисунке 2.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Электрическое сопротивление пластинки | Мощность электрического тока, потребляемая пластинкой |
Найдем отношение сопротивлений пластинок $\frac{R_1}{R_2}=\frac{\rho l_1}{s_1}:\frac{\rho l_2}{s_2}=\frac{l_1s_2}{l_2s_1}=\frac{a\cdot a\cdot 2a}{3a\cdot 2a\cdot 3a}=\frac{1}{9}$, сопротивление второй пластинки больше в 9 раз. Так как сопротивление увеличилось, то согласно формуле $P=\frac{U^2}{R}$, увеличение сопротивления (напряжение остается неизменным — лампы работают в той же сети) приведет к уменьшению потребляемой мощности. Ответ: 12
27. Какой(-ие) из опытов Вы предложили бы провести, чтобы доказать, что мощность, выделяемая в проводнике с током, зависит от удельного электрического сопротивления проводника?
А. Показать, что время нагревания воды в кружке изменится в случае, если спираль плитки укоротить.
Б. Показать, что время нагревания воды в кружке изменится в случае, если никелиновую спираль плитки заменить на такую же по размерам нихромовую спираль.
1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б
В первом опыте электрическое сопротивление меняется за счет уменьшения длины спирали. Во втором — за счет замены проводника на другой, изготовленный из другого материала. Ответ: 2
28. Участок электрической цепи состоит из резистора, сопротивление которого равно 2 Ом, и амперметра, показания которого соответствуют силе тока $I=5$ А. На каком рисунке правильно показан график зависимости количества теплоты Q, выделенного на этом резисторе, от времени t?
Пользуясь законом Джоуля-Ленца, найдем, какое количество теплоты, которое выделяется при прохождении электрического тока по проводнику за 1 минуту (60 с) $Q=I^2Rt$. $Q=5^2 \cdot 2 \cdot 60=3000$ Дж. Этому случаю соответствует график №3. Ответ: 3
29. На рисунке изображена схема электрической цепи, состоящей из трёх резисторов и двух ключей К1 и К2. К точкам А и В приложено постоянное напряжение. Максимальное количество теплоты, выделяемое в цепи, может быть получено
1) при замыкании только ключа К1
2) при замыкании только ключа К2
3) при замыкании обоих ключей одновременно
4) при обоих одновременно разомкнутых ключах
Согласно формуле $Q=A=\frac{U^2t}{R}$, при одном и том же напряжении, подаваемом на участок АВ, наибольшее количество теплоты будет выделяться при самом малом сопротивлении участка АВ. Как известно, при параллельном соединении общее сопротивление уменьшается, поэтому минимальное сопротивление участка АВ будет в случае одновременно замкнутых ключей. Ответ: 3
30. Установите соответствие между формулами для расчёта физических величин и названиями этих величин. В формулах использованы обозначения: U – напряжение на концах проводника; R – сопротивление проводника;
t – время.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| ФОРМУЛЫ | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ |
| А) U/R
Б) U2t/R |
1) удельное сопротивление 2) сила тока 3) работа электрического тока 4) мощность электрического тока |
А) U/R — сила тока. Б) U2Rt — работа электрического тока. Ответ: 3
31. Из однородной металлической проволоки сделано сплошное кольцо. Напряжение на полюсах источника тока постоянно. Контакт К можно подсоединить к различным точкам кольца. При каком из подключений 1-4 контакта К потребляемая мощность цепи будет минимальной?
Ответ: Контакт К нужно подключить к точке 1. Пояснение. Напряжение на источнике постоянно, поэтому согласно формуле расчета мощности $P=\frac{U^2}{R}$, чем меньше сопротивление проводника, тем больше мощность и наоборот, чем больше сопротивление участка, тем меньше мощность. Сопротивление проводника зависит материала проводника, его площади сечения и длины. Очевидно, что при различных способах включения будет меняться длина проводника, а значит и его сопротивление. При любом подключении контакта К соединение проводников будет параллельным. При параллельном соединении проводников общее сопротивление всегда будет меньше самого меньшего из сопротивлений. Получается, что при подключении контакта к точке 3 получим самое маленькое сопротивление, а при подключении к контакта к точке 1 — самое большое сопротивление и самую малую мощность.