Параграф 47 ГДЗ Перышкин Иванов 8 класс (2026) (Физика)
- По какой формуле можно рассчитать количество теплоты, выделяющееся в проводнике с током?
- Сформулируйте закон Джоуля — Ленца.
- Как можно объяснить нагревание проводника электрическим током?
- Пользуясь законом сохранения энергии и законом Ома для участка цепи, выразите количество теплоты, выделяющееся в проводнике с током, через силу тока, сопротивление проводника и время.
- Как изменится количество теплоты, выделяющееся за время $$t$$ в данном проводнике, если сила тока увеличится в 2 раза?
- Сила тока, протекающего по цепи сопротивлением $$100\ \text{Ом}$$, равна $$2\ \text{А}$$. Какое количество теплоты выделится в цепи за $$15\ \text{мин}$$?
- Два резистора сопротивлением $$5\ \text{Ом}$$ и $$10\ \text{Ом}$$ включены в цепь последовательно. Какое количество теплоты выделится в каждом резисторе за $$5\ \text{мин}$$, если напряжение на втором резисторе $$20\ \text{В}$$?
- Два резистора сопротивлением $$4\ \text{Ом}$$ и $$8\ \text{Ом}$$ включены в цепь параллельно. Сила тока в первом резисторе $$2\ \text{А}$$. Какое количество теплоты выделяется в обоих резисторах за $$20\ \text{с}$$?
- Электрический кипятильник со спиралью сопротивлением $$150\ \text{Ом}$$ помещён в сосуд, содержащий воду массой $$0{,}5\ \text{кг}$$ при температуре $$20\ ^\circ\text{C}$$, и включён в сеть напряжением $$220\ \text{В}$$. Через $$30\ \text{мин}$$ спираль выключили. Сколько граммов воды выкипело, если коэффициент полезного действия кипятильника $$80\%$$?
1. Количество теплоты, выделяющееся в проводнике с током, вычисляют по формуле:
$$Q=I^2Rt$$
2. Закон Джоуля — Ленца: количество теплоты, выделяющееся при прохождении электрического тока по проводнику, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока.
3. Нагревание проводника электрическим током объясняется тем, что упорядоченно движущиеся заряженные частицы сталкиваются с частицами вещества и передают им часть своей энергии. В металлах свободные электроны, двигаясь под действием электрического поля, сталкиваются с ионами кристаллической решётки, из-за чего внутренняя энергия проводника увеличивается.
4. Используя закон сохранения энергии и закон Ома, получаем:
$$A=Uq,\qquad q=It,\qquad U=IR$$
Тогда
$$Q=A=UIt=I^2Rt$$
Упражнение 39
1. Если сила тока увеличится в 2 раза, то количество теплоты изменится в
$$\frac{Q_2}{Q_1}=\left(\frac{I_2}{I_1}\right)^2=2^2=4$$
раза.
Ответ: увеличится в 4 раза.
2. Дано: $$I=2\ \text{А},\quad R=100\ \Omega,\quad t=15\ \text{мин}=900\ \text{с}$$
Найти: $$Q-?$$
Решение:
$$Q=I^2Rt$$
$$Q=2^2\cdot100\cdot900=360000\ \text{Дж}=360\ \text{кДж}$$
Ответ: 360 кДж.
3. Дано: $$R_1=5\ \Omega,\quad R_2=10\ \Omega,\quad U_2=20\ \text{В},\quad t=5\ \text{мин}=300\ \text{с}$$
Найти: $$Q_1,\ Q_2-?$$
Решение:
При последовательном соединении ток в обоих резисторах одинаков:
$$I=\frac{U_2}{R_2}=\frac{20}{10}=2\ \text{А}$$
Тогда
$$Q_1=I^2R_1t=2^2\cdot5\cdot300=6000\ \text{Дж}=6\ \text{кДж}$$
$$Q_2=I^2R_2t=2^2\cdot10\cdot300=12000\ \text{Дж}=12\ \text{кДж}$$
Ответ: 6 кДж; 12 кДж.
4. Дано: $$R_1=4\ \Omega,\quad R_2=8\ \Omega,\quad I_1=2\ \text{А},\quad t=20\ \text{с}$$
Найти: $$Q-?$$
Решение:
При параллельном соединении напряжение на резисторах одинаково:
$$U=U_1=I_1R_1=2\cdot4=8\ \text{В}$$
Количество теплоты, выделившееся в обоих резисторах:
$$Q=\frac{U^2}{R}t$$
Сначала найдём общее сопротивление:
$$R=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}=\frac{4\cdot8}{4+8}=\frac{8}{3}\ \Omega$$
Тогда
$$Q=\frac{8^2}{8/3}\cdot20=8\cdot3\cdot20=480\ \text{Дж}$$
Ответ: 480 Дж.
5. Дано: $$\eta=80\%=0{,}8,\quad U=220\ \text{В},\quad R=150\ \Omega,\quad m=0{,}5\ \text{кг},\quad t_1=20^\circ\text{C},\quad t_2=100^\circ\text{C},\quad \tau=30\ \text{мин}=1800\ \text{с},\quad c=4200\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}},\quad L=2{,}3\cdot10^6\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$$
Найти: $$m_{\text{п}}-?$$
Решение:
Полезное количество теплоты, полученное водой:
$$Q=\eta\frac{U^2}{R}\tau$$
$$Q=0{,}8\cdot\frac{220^2}{150}\cdot1800=464640\ \text{Дж}$$
На нагревание воды до кипения пошло:
$$Q_1=cm(t_2-t_1)=4200\cdot0{,}5\cdot(100-20)=168000\ \text{Дж}$$
На испарение пошло:
$$Q_2=Q-Q_1=464640-168000=296640\ \text{Дж}$$
Масса выкипевшей воды:
$$m_{\text{п}}=\frac{Q_2}{L}=\frac{296640}{2{,}3\cdot10^6}\approx0{,}13\ \text{кг}=130\ \text{г}$$
Ответ: 130 г.
