№818 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Рымкевич 10-11 класс, Дрофа: При подключении электромагнита к источнику с ЭДС 30 В и внутренним сопротивлением 2 Ом напряжение на зажимах источника стало 28 В. Найти силу тока в цепи. Какую работу совершают сторонние силы источника за 5 мин? Какова работа тока во внешней и внутренней частях цепи за то же время?

Дано

$$\varepsilon = 30\ \text{В}$$
$$r = 2\ \text{Ом}$$
$$U = 28\ \text{В}$$
$$\Delta t = 5\ \text{мин} = 300\ \text{с}$$

Ход решения

Для полной цепи напряжение на зажимах источника связано с ЭДС и внутренним сопротивлением формулой:

$$U=\varepsilon-Ir$$

Отсюда сила тока:

$$ I=\frac{\varepsilon-U}{r}=\frac{30-28}{2}=1\ \text{А} $$

Работа сторонних сил источника:

$$ A_{\text{ст}}=\varepsilon I\Delta t=30\cdot 1\cdot 300=9000\ \text{Дж}=9\ \text{кДж} $$

Работа тока во внутренней части цепи:

$$ A_{r}=(\varepsilon-U)I\Delta t=(30-28)\cdot 1\cdot 300=600\ \text{Дж}=0{,}6\ \text{кДж} $$

Работа тока во внешней части цепи:

$$ A_{R}=UI\Delta t=28\cdot 1\cdot 300=8400\ \text{Дж}=8{,}4\ \text{кДж} $$

Ответ

$$I=1\ \text{А},\quad A_{\text{ст}}=9\ \text{кДж},\quad A_{r}=0{,}6\ \text{кДж},\quad A_{R}=8{,}4\ \text{кДж}.$$