Задачи на Закон Джоуля-Ленца с решениями
Формулы, используемые на уроках «Задачи на Закон Джоуля-Ленца»
Название величины |
Обозначение |
Единица измерения |
Формула |
Сила тока |
I |
А |
I = U / R |
Напряжение |
U |
В |
U = IR |
Время |
t |
с |
t = Q/I2R |
Количество теплоты |
Q |
Дж
|
Q = I2Rt |
1 мин = 60 с; 1 ч = 60 мин; 1 ч = 3600 с.
Обратите внимание: если в формуле количества теплоты время выражено в секундах, то единица измерения — Дж. А если время выражено в часах, то единица измерения — кВт•ч (внесистемная единица количества энергии, используемая преимущественно для измерения потребления электроэнергии в быту).
1 кВт⋅ч ≡ 3,6 • 106 Дж = 3,6 МДж.
1 МДж ≡ 0,28 кВт⋅ч.
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1. Какое количество теплоты выделит за 20 мин спираль электроплитки сопротивлением 25 Ом, если сила тока в цепи 1,2 А?
Задача № 2. Какое количество теплоты выделит за 30 мин спираль электроплитки, если сила тока в цепи 2 А, а напряжение 220 В?
Задача № 3. Сколько времени нагревалась проволока сопротивлением 20 Ом, если при силе тока 1 А в ней выделилось 6 кДж теплоты.
Задача № 4. Электрическая плитка при силе тока 5 А за 30 мин потребляет 1080 кДж энергии. Рассчитайте сопротивление плитки.
Задача № 5. Какое количество теплоты выделится за 25 мин в обмотке электродвигателя, если ее активное сопротивление равно 125 Ом, а сила тока, протекающего в ней, равна 1,2 А?
Задача № 6. Рассчитайте сколько стоит электроэнергия, израсходованная на работу электрического утюга за 2 часа? Сила тока 4 А, напряжение 220 В, тариф — 0,8 руб. за 1 кВт⋅ч.
Дано: t = 2 ч, I = 4 А, U = 220 В, тариф = 0,8 руб./(кВт⋅ч).
Найти: стоимость — ?
Решение: Q = I2*R*t; U = IR; Q = IUt = 4*220*2 = 1760 Вт*ч = 1,76 кВт*ч.
Стоимость = Q * тариф = 1,76 * 0,8 = 1,408 (руб.)
ОТВЕТ: 1 рубль 41 копейка.
Краткая теория для решения Задачи на Закон Джоуля-Ленца.
Это конспект по теме «ЗАДАЧИ на Закон Джоуля-Ленца». Выберите дальнейшие действия:
- Посмотреть конспект по теме Закон Джоуля-Ленца и его применение
- Вернуться к списку конспектов по Физике.
- Проверить свои знания по Физике.
43 Комментарии
Какое количество теплоты выделяется за 30 мин проволочной спиралью сопротивлением в 20 ом при силе тока 5 а
Q = I^2 • R • t = 25 • 20 • 1800 = 900 кДж.
900000Дж=900кДж
30мин — 1800с
Q=25A × 20 Oм × 1800 с = 900000 Дж или 900кДж
900 кДж
Два резистора подключены к источнику напряжением 120В последовательно. В первом резисторе сопротивлением 10 Ом за 5минут выделяется 80кДж теплоты. Каково сопротивление второго резистора?
Q=I^2*R*t. из этой формулы выразим I т к у нас цепь соединена последовательно то сила тока на всех участках цепи будет одинакова I=I1=I2.
I=sqrt(Q1/R1*t1)=5A. Теперь мы сможем найти U1, U1=I*R1=50B=>U2=U-U1=70B. Осталось найти сопротивление R2, R2=U2/I=14OM.
ОТВЕТ: R2=14OM
Определить силу тока в цепи, в которую последовательно были включены три проводника с сопротивлением 40 Ом в течение 8 часов. При этом выделилось кол-во теплоты 300 кДж
Визначте, на скільки градусів нагріваються 100 г води, якщо на нагрівання їх витрачено всю кількість теплоти, що виділяється при протіканні струму 5 А по провіднику опором 10 Ом протягом 2 хв.
Дано: m = 100 г = 0,1 кг; I = 5 A; R = 10 Ом; t = 2 мин = 120 с; с = 4200 Дж/(кг•°С)
Решение: Q1 = cmΔt (нагревание воды); Q2 = I^2Rt; Q1 = Q2.
Δt = (I^2Rt) / cm = (5^2 • 10 • 120) / (4200 • 0,1) ≈ 71 °С
Ответ: Δt ≈ 71 °С.
Ок
5. Рассчитайте сколько стоит электроэнергия, израсходованная на работу электрического утюга за 2 часа? Сила тока 4 А, напряжение 220 В, тариф -0,8 руб. за 1 кВт ч. Помогите пожалуйста
смотрите решение в новой задаче № 6.
Участок цепи состоит из параллельно соединенных резистора сопротивлением 1,0 Ом и стального проводника длиной 10 м и сечением 1,2 мм2. Определите количество теплоты, выделяющейся в данном участке цепи за 10с, если общая сила тока в участке 3,0 А. Удельное сопротивление стали 1,2 ∙10-2 Ом∙ мм2 /м.
Дано: R = 1 Ом, lп = 10 м, S = 1,2 мм^2, I = 3 A, t = 10 c, ρ = 1,2 ∙10^-2 Ом∙ мм^2/м (видимо выдуманное значение, так как не соответствует реальному 0,12).
Решение: Q = P*t = I^2*Rобщ*t, Rобщ = R*Rп/(R+Rп), Rп = ρ*l/S ⇒ Rобщ = R*ρ*l/(S*R + ρ*l)
Q = P*t = I^2*[R*ρ*l/(S*R + ρ*l)]*t = 3^2*[1*0,012*10/(1,2*1 + 0,012*10)]*10 = 8,18 Дж
Два дроти однакових довжин та перерiзу залiзный та нiкелiновий зьеднанi паралельно. Через них пропускают электричний струм. В якому з них видiлиться бiльша кiлькiсть теплоты? У скiльки разiв? Вiдповiть пояснiть.
Решать по аналогии с этой задачей:
Две проволоки, медная и железная, равной длины и одинаковой площади поперечного сечения включены в цепь параллельно. В какой проволоке выделится большее количество теплоты? Почему?
—
При параллельном соединении падения напряжения на проволоках одинаковые, и больше тепла выделится на проволоке, которая имеет меньшее удельное сопротивление, т. к. при одинаковом падении напряжения сила тока в ней будет больше по закону Ома I = U/R, соответственно больше нагреется медная проволока, имеющая меньшее сопротивление.
Дано: Р — 1120кг; η – 86.8%. Найти М -?
М- теоретически полученный металл, Р- практически полученный металл, η- выход по току).
Помогите пожалуйста решить
Нагрівник, ККД якого 75%, нагріває воду від 25 до 75 градусів. Його виготовлено з 11м нікелінового дроту з площею перерізу 0,5 міліметрів квадратних. Напруга 220В. Визначте масу води, що проходить через нагрівник за 2 хвилини
Q1/Q = 0.75 (75%)
Q1 = c * m * ▲T (c — удельная теплоёмкость, ▲T — разность температур);
Q = U * I * t (Закон Джоуля-Ленца);
I = U/R (U — напряжение, R — сопротивление провода),
Q = (U^2 * t)/R;
R = p*(l/S) (удельное сопротивление умножить на отношение длины к площади);
Конечная формула: m = (0,75 * U^2 * t * S) / (c * ▲T * p * l).
Задача 1. Дано: I1 = 1 A, R3 =20 Ом, Р1 = 10 Вт, U = 40 B. Користуюсь
законами Ома, Кирхгофа та Джоуля-Ленца розрахувати I2.
Найти сопротивление цепи, которая за 1 мин выделяет в пространство 9 кДж теплоты.
Сила тока в цепи 1 А.
Электроплитка сопротивлением 40 Ом
включена в сеть с напряжением 120 В. Какое
количество теплоты выделится в этой плитке за 5 мин.
Ответ дать в кДж
Для нагрева среды в термостате в течении 19 мин необходимо теплота 240 кДж. На какую мощность должен быть рассчитан электронагреватель термостата, если его кпд равен 64 %? Определить ток, если нагреватель подключен к сети напряжением 230 В.
Q=4,6кДж
m=200г
Лямбда-?
Яку кількість теплоти виділить дротина опором 11 Ом за 20 хв увімкнена в електричне коло з напругою 220 В?
Определите количество тепла, выделяемого за 20 минут на неподвижном проводе с напряжением 5 В и током 0,01 А.
2. Ток через лампу 2 А. Напряжение на лампе 10 В, что определяет сопротивление провода лампы.
3. Сопротивление катушки варочной панели, подключенной к сети 220 В, составляет 55 Ом, ток в катушке.
4. Вольтметр 12 кОм показывает напряжение 220 В. Какой ток через него протекает?
5. Какое сопротивление у медного провода длиной 100 м и сечением 2 мм2?
6. Катушка электрочайника сопротивлением 30 Ом подключается к сети напряжением 120 В. Определите ток в катушке чайника.
на сколько градусов нагреются 30 кг алюминия потратив 4,6 мдж тепла
t=Q/S. ответ пожалуйста
В проводнике сопротивлением 20 ом за 30 с выделилось 2400 Дж теплоты Какой силы ток идёт по проводнику
Электрочайник мощностью 1500 Вт забыли выключить.Через какое время выкипет вся вода в чайнике?Объём чайника 2 л,КПД чайника 50%,начальная температура воды 20°С?
на сколько градусов измениться температура 0,2 кг Газа при сообщении ему 390 кг дж. теплоты . уделная теплоемкость газа в этом процессе -650 кг дж. ( кг.К)
Сопротивление 55 Ом при подключении к сети 220В.
Рассчитайте ток в катушке электронагревателя.
R=2 om
T=2c
Q=16 Дж
Два одинаковых проводника сопротивлением R, работающих от одного источника тока напряжением U, соединяют сначала последовательно, а потом параллельно. Найти отношение количества теплоты, выделившейся в первом случае, к количеству теплоты – во втором.
Сопротивление каждого из двух проводников равно 240 Ом. Напряжение на участке цепи, содержащем эти проводники, равно 120В. Определите силу тока, протекающего по каждому проводнику, при их: а) последовательном соединении; б) параллельном соединении.
Электрическая плитка мощностью 0,6 кВт рассчитана на включение в электрическую сеть напряжением 220 В. Какое количество теплоты выделится в спирали электроплитки за 1 минуту работы?
Электроплитка сопротивлением 40 Ом включена в цепь с напряжением 120 В. Какое количество теплоты выделится в этой плитке за 5 минут.Ответ дать в кДж.
через электрический чайник сопротивлением 50 ом идет ток 5 А. Сколько времени нагревается вода с массой 500 г до температуры 300К
Сила струму в резисторі опором 10 Ом змінюється від I0=1А до I =8А за 4с за законом I = I0еkt.. Визначити заряд, що пройшов через резистор і кількість теплоти, що виділилася в ньому за перші 3 с
Сколько лампочек по 60Вт должны светить чтобы за 10 мин они израсходовали 7200000 Дж электроэнергии
Сколько лампочек по 60Вт должны светить чтобы за 10 мин они израсходовали 2 квт*ч электроэнергии
Чтобы определить, сколько энергии в кВт*ч потребляют лампы за время работы, следует умножить ее мощность на продолжительность работы (в часах) и разделить на 1000 (помним про приставку к-). Отсюда составляем уравнение потребления ламп за 10 минут:
х*60(10/60)/1000 = 2
10х = 2000
х = 200
Ответ: 200 лампочек.