Sibprompost.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Самостоятельная работа № ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА

Самостоятельная работа №22.ЗАКОН ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА

Начальный уровень

1. Приведите примеры использования теплового дейст­вия тока в быту.

2. В чем проявляется тепловое действие тока? При каких условиях оно наблюдается?

3. Почему при прохождении тока проводник нагревается?

4. Почему, когда по проводнику пропускают электриче­ский ток, проводник удлиняется?

5. В чем причина короткого замыкания? К чему оно при­водит в электрической цепи?

6. Последовательно соединенные медная и железная проволоки одинаковой длины и сечения подключены к аккумулятору. В какой из них выделится большее количество теплоты за одинаковое время?

Средний уровень

1. Сколько теплоты выделится в электрическом нагрева­теле в течение 2 мин, если его сопротивление 20 Ом, а сила тока в цепи 6 А?

2. Какое количество теплоты выделится в нити элек­трической лампы в течение 1 ч, если лампа потреб­ляет ток силой 1 А при напряжении 110 В?

3. В спирали электроплитки, включенной в розетку с напряжением 220 В, при силе тока 3,5 А выделилось 690 кДж теплоты. Сколько времени была включена в сеть плитка?

4. Сколько теплоты выделится за 1 ч в реостате, сопро­тивление которого 100 Ом, при силе тока в цепи 2 А?

5. Электрическая печь для плавки металла потребляет ток 800 А при напряжении 60 В. Сколько теплоты выделяется в печи за 1 мин?

6. Определите количество теплоты, выделяемое в провод­нике током за 1,5 мин, если сила тока в цепи равна 5 А, а напряжение на концах проводника 200 В.

Достаточный уровень

1. Два резистора сопротивлением 6 Ом и 10 Ом вклю­чены в цепь последовательно. Какое количество теп­лоты выделится в каждом резисторе за 2 мин, если напряжение на втором равно 20 В?

2. Два резистора сопротивлением 3 Ом и 6 Ом включе­ны в цепь параллельно. В первом течет ток силой 2 А. Какое количество теплоты выделится обоими резисторами за 10 с?

3. Три проводника соединены последовательно. Первый имеет сопротивление 2 Ом, второй — 6 Ом, а в треть­ем за 1 мин выделилось 2,4 кДж теплоты. Каково сопротивление третьего проводника, если напряже­ние на втором равно 12В?

4. Два проводника соединены параллельно. В первом за 1 мин выделилось 3,6 кДж теплоты, а во втором за то же время — 1,2 кДж. Вычислите сопротивление второ­го проводника, если сопротивление первого равно 2 Ом.

5. Сколько теплоты выделится за 40 мин в медных про­водниках с поперечным сечением 1,5 мм 2 и длиной 3 м, подводящих электрический ток к плитке, если сила тока в спирали 5 А?

Контрольная работа №2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Начальный уровень

1. Какой физической величиной пользуются для изме­рения напряжения?

2. Два медных провода одинакового сечения имеют различную длину. Как это различие сказывается на величине сопротивления проводников?

3. Какие опыты подтверждают, что лампы в квартире включены параллельно?

1. Какой физической величиной пользуются для изме­рения силы тока?

2. Что из себя представляет источник электрического тока? Приведите примеры.

3. Как изменится сила тока на участке цепи, если на­пряжение на концах участка в два раза увеличить?

1. Какой физической величиной пользуются для изме­рения сопротивления?

2. Приведите примеры действия электрического тока.

3. К резистору сопротивлением 5 Ом параллельно подключили резистор сопротивлением 2 Ом. Как изменилось общее сопротивление участка цепи?

1. Какой физической величиной пользуются для из­мерения мощности электрического тока?

2. Почему в плавких предохранителях не применяют проволоку из тугоплавких металлов?

3. К резистору сопротивлением 10 Ом последовательно подключили резистор сопротивлением 5 Ом. Как изменилось общее сопротивление участка цепи?

1. Для чего используют вольтметр, и как его подключают к электрической цепи?

2. Объясните, почему провода, подводящие ток электрической лампочке, практически не нагреваются, в то время как нить накала лампочки раскаляется добела?

3. В цепь включены последовательно медный и стальной проводники одинакового сечения и длины. Какой из этих проводников нагреется больше?

1. Для чего используют амперметр, и как его подключают к электрической цепи?

2. Изменяется ли внутренняя энергия проводника, по которому протекает электрический ток?

3. Имеются две лампы мощностью 100 Вт и 200 Вт, рас­считанные на напряжение 220 В. Какая из них будет гореть ярче при включении в осветительную сеть?

Средний уровень

1. Каков физический смысл выражения удельное сопротивление нихрома составляет 1,1 (Омּмм 2 )/м»?

2. Какой ток течет через вольтметр, если его сопро­тивление 12 кОм и он показывает напряжение 120В?

3. Какую работу совершил в проводнике электриче­ский ток, если заряд, прошедший по цепи, равен 1,5 Кл, а напряжение на концах этого проводника равно 6 В?

1. Сила тока в цепи составляет 2 А. Что это означает?

2. Какое напряжение надо создать на концах провод­ника сопротивлением 50 Ом, чтобы в нем возникла сила тока 2 А?

3. Сила тока в электрической лампе, рассчитанной на напряжение 110 В, равна 0,5 А. Какова мощность тока в этой лампе?

1. Напряжение на участке цепи равно 6 В. Что это озна­чает?

2. На цоколе электрической лампочки написано 3,5 В; 0,28 А. Найдите сопротивление спирали лампочки.

3. Какое количество теплоты выделится в резисторе сопротивлением 25 Ом при протекании по нему тока силой 1,2 А за 1,5 мин?

1. Сопротивление проводника 5 Ом. Что это означает?

2. Вычислите силу электрического тока в спирали электроплитки, включенной в сеть напряжением 220 В, если сопротивление спирали в рабочем со­стоянии равно 55 Ом.

3. Какой заряд проходит по участку электрической цепи, если при напряжении на концах участка 24 В работа тока в нем равна 96 Дж?

1. Работа электрического тока 1 Дж. Что это означает?

2. Каково напряжение на участке цепи, сопротивление которого 0,2 кОм, если сила тока в нем 100 мА?

3. Мощность электрической лампы 60 Вт. Какую ра­боту совершает электрический ток, проходя через лампу за 5 мин?

1. Мощность электрического тока 20 Вт. Что это оз­начает?

2. Сила тока в проводнике 0,7 А при напряжении на его концах 35 В. Чему равно сопротивление этого проводника?

3. Какое количество теплоты выделяется за 1 мин в нити накала лампы сопротивлением 250 Ом при силе тока 0,2 А?

Достаточный уровень

Зависит ли величина сопротивления проводника от напряжения на его концах? силы тока в нем? Объясните.

Читайте так же:
Удельная тепловая мощность тока через напряженность

Электрическая печь, сделанная из никелиновой проволоки длиной 56,25 м и сечением 1,5 мм 2 , присоединена к сети напряжением 120 В. Опреде­лите силу тока, протекающего по спирали.

Используя схему электрической це­пи, изображенной на рисунке 1, опреде­лите общее напря­жение на участке АС, если амперметр показывает 5 А, а R1=2 Ом, R2=3 Ом, R3=6 Ом, R4=5 Ом.

1. Имеются три проводника одинаковой длины и сече­ния. Один из них содержит чистый алюминий, дру­гой — чистую медь, а третий — сплав алюминия и меди. Какой из этих проводников обладает наиболь­шим сопротивлением и почему? Объясните.

2. Через алюминиевый проводник длиной 70 см и площадью поперечного сечения 0,75 мм 2 протекает ток силой 0,5 А. Каково напряжение на концах этого проводника?

3. Участок цепи состоит из трех проводников: R1=20 Ом, R2=10 Ом, R3=15 Ом. Определите по­казания вольтметров V1 и V2 и амперметров A1 и А2, если амперметр А3 показывает силу тока 2 А.

ВАРИАНТ 3

1. Как сказалась бы на яркости свечения электриче­ской лампы замена всех медных соединительных проводников на нихромовые?

2. Определите величину силы тока, проходящего че­рез реостат, изготовленный из нихромовой прово­локи длиной 40 м и площадью поперечного сече­ния 1 мм 2 , если напряжение на зажимах реостата 80В.

3. Участок электрической цепи состоит из трех па­раллельно соединенных сопротивлений: R1=2 Ом, R2=4 Ом, R3=5 Ом. Амперметр A1 показывает силу тока 20 А. Определите пока­зания вольтметра V и амперметров А2 и А3.

1. Почему при соединении проводников их не только скручивают, но и спаивают?

2. Ток силой 1,8 А течет по вольфрамовой проволоке длиной 6 м и поперечным сечением 0,5 мм2. Какое напряжение покажет вольтметр, подключенный к концам этой проволоки?

3. Участок цепи состоит из трех последовательно со­единенных резисторов: R1=20 Ом, R2=25 Ом, R3=30 Ом. Начертите схему этого участка и опреде­лите напряжение на концах каждого из сопротив­лений, если известно, что к концам всего участка приложено напряжение 150 В.

1. Объясните наличие электрического сопротивления у проводника с точки зрения молекулярной теории строения вещества.

2. Реостат, изготовленный из никелиновой проволоки сечением 2,5 мм 2 и длиной 50 м, полностью введен в цепь с напряжением 40 В. Какова сила тока в нем? Как она изменится при передвижении ползунка?

3. Определите показа­ния амперметра (см. рис. 1).

1. Две электрические лампочки, мощность которых 40 Вт и 100 Вт, рассчитаны на одно и то же напря­жение. Сравните нити накала обеих ламп.

2. В реостате, сделанном из нихромовой проволоки сечением 1,5 мм 2 и длиной 45м, установилась си­ла тока 2 А. Каково напряжение на клеммах рео­стата?

3. Найдите напряжение на сопротивлениях R1=3 Ом, R2=2 Ом, R3=4 Ом, если амперметр показывает 6 А.

Высокий уровень

ВАРИАНТ 1

1. Две электрические лампочки рассчитаны на одина­ковое напряжение, но имеют различную мощность. По спирали какой из них течет больший ток?

2. В какой из ламп (N1 или N2), включенных так, как показано на ри­сунке 1, мощность элект­рического тока больше? Во сколько раз?

3. Сколько времени требуется для нагревания 2 кг воды от 20°С до 100°С в электрическом чайнике мощностью 600 Вт, если его КПД 80 %?

1. Почему каждая из двух одинаковых электрических лампочек, включенных последовательно в цепь, го­рит менее ярко, чем одна лампочка, включенная в сеть с тем же напряжением?

2. В какой из ламп (N1 или N2) сила тока больше? Какая из них имеет большее сопротивление?

3. Электрический кипятильник за 11 мин 12 с нагре­вает 2 кг воды от 20°С до кипения. Определите сопротивление нагревательного элемента кипя­тильника, по которому протекает ток силой 5 А, если считать, что вся выделившаяся в нем теплота пошла на нагревание воды.

ВАРИАНТ 3

1. После ремонта электроплитки перегоревшая спи­раль несколько уменьшилась. Изменилась ли мощ­ность плитки? Как? Объяснить.

2. В электрические цепи (a и б) включены одинако­вые лампы. При каком соединении этих ламп мощность тока в них больше?

3. Электрическая печь, имеющая спираль из никели­новой проволоки сечением 1,7 мм 2 и длиной 51 м, подключена к сети напряжением 220 В. Определи­те мощность печи и количество теплоты, выде­ляющееся в нагревательном элементе за 1 ч.

ВАРИАНТ 4

1. Сопротивление вольтметра всегда должно быть зна­чительно больше, чем сопротивление того участка, на концах которого измеряется напряжение. Почему?

2. Параллельно лампе N1 (рис. а) присоединили такую же лампу N2 (рис. б). Изменилось ли при этом количество те­плоты, выделяемое лам­пой N1 за 1 с?

3. С помощью электрического кипятильника можно нагреть 3 л воды от 20°С до, кипения за 15 мин. Кипятильник имеет КПД, равный 80%, и вклю­чается в сеть с напряжением 220 В. Какую силу тока он будет потреблять от сети?

1. В каком случае вольтметр даст большее показание: при присоединении к лампе или к амперметру? Почему?

2. Последовательно с лам­пой N1 (рис. а) вклю­чили в цепь вторую такую же лампу N2 (рис. б). Как измени­лось при этом количе­ство теплоты, выде­ляемое лампой N1 за единицу времени?

3. Электрический кипятильник, включенный в сеть с напряжением 220 В, помещен в сосуд, содержащий смесь воды и льда. Масса воды 1 кг, льда — 100 г. Через 5 мин температура содержимого в со­суде оказалась равной 10°С. Каково сопротивление спирали кипятильника?

1. Елочная гирлянда рассчитана на 20 ламп. Ее уко­ротили до 15 ламп. Изменилось ли количество теп­лоты, выделяющееся в гирлянде?

2. В электрическую цепь «б» введена еще одна такая же, как в цепи «а», электрическая лампа. В какой цепи через каждую лампу проходит электрический ток большей мощности?

3. Электрический кипятильник со спиралью сопро­тивлением 160 Ом помещен в сосуд, содержащий 0,5кг воды при 20°С, и включен в сеть с напря­жением 220 В. Через 20 мин спираль выключили. Сколько воды выкипело, если КПД спирали 80%?

Какую теплоту за 1 мин выделяет ток 15 а

Формулы, используемые на уроках «Задачи на Закон Джоуля-Ленца»

Название величины
Обозначение
Единица измерения
Формула
Сила тока
I
I = U / R
Напряжение
U
U = IR
Время
t
t = Q / I 2 R
Количество теплоты
Q
Q = I 2 Rt

1 мин = 60 с; 1 ч = 60 мин; 1 ч = 3600 с.

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?

Читайте так же:
Чем заменить тепловой автоматический выключатель

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?

Краткая теория для решения Задачи на Закон Джоуля-Ленца.

Это конспект по теме «ЗАДАЧИ на Закон Джоуля-Ленца». Выберите дальнейшие действия:

32 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.

Два резистора подключены к источнику напряжением 120В последовательно. В первом резисторе сопротивлением 10 Ом за 5минут выделяется 80кДж теплоты. Каково сопротивление второго резистора?

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.

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.

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?

Читайте так же:
Автоматический выключатель с регулируемой тепловой защитой abb

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.

Добавить комментарий Отменить ответ

Конспекты по физике:
7 класс
  • Физические величины
  • Строение вещества
  • Механическое движение. Траектория
  • Прямолинейное равномерное движение
  • Неравномерное движение. Средняя скорость
  • ЗАДАЧИ на движение с решением
  • Масса тела. Плотность вещества
  • ЗАДАЧИ на плотность, массу и объем
  • Силы вокруг нас (силы тяжести, трения, упругости)
  • ЗАДАЧИ на силу тяжести и вес тела
  • Давление тел, жидкостей и газов
  • ЗАДАЧИ на давление твердых тел с решениями
  • ЗАДАЧИ на давление жидкостей с решениями
  • Закон Архимеда
  • Сообщающиеся сосуды. Шлюзы
  • ЗАДАЧИ на силу Архимеда с решениями
  • Механическая работа, мощность и КПД
  • ЗАДАЧИ на механическую работу с решениями
  • ЗАДАЧИ на механическую мощность
  • Простые механизмы. Блоки
  • Рычаг. Равновесие рычага. Момент силы
  • ЗАДАЧИ на простые механизмы с решениями
  • ЗАДАЧИ на КПД простых механизмов
  • Механическая энергия. Закон сохранения энергии
  • Физика 7: все формулы и определения
  • ЗАДАЧИ на Сообщающиеся сосуды
8 класс
  • Введение в оптику
  • Тепловое движение. Броуновское движение
  • Диффузия. Взаимодействие молекул
  • Тепловое равновесие. Температура. Шкала Цельсия
  • Внутренняя энергия
  • Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение
  • Количество теплоты. Удельная теплоёмкость
  • Уравнение теплового баланса
  • Испарение. Конденсация
  • Кипение. Удельная теплота парообразования
  • Влажность воздуха
  • Плавление и кристаллизация
  • Тепловые машины. ДВС. Удельная теплота сгорания топлива
  • Электризация тел
  • Два вида электрических зарядов. Взаимодействие зарядов
  • Закон сохранения электрического заряда
  • Электрическое поле. Проводники и диэлектрики
  • Постоянный электрический ток
  • Сила тока. Напряжение
  • Электрическое сопротивление
  • Закон Ома. Соединение проводников
  • Работа и мощность электрического тока
  • Закон Джоуля-Ленца и его применение
  • Электромагнитные явления
  • Колебательные и волновые явления
  • Физика 8: все формулы и определения
  • ЗАДАЧИ на количество теплоты с решениями
  • ЗАДАЧИ на сгорание топлива с решениями
  • ЗАДАЧИ на плавление и отвердевание
  • ЗАДАЧИ на парообразование и конденсацию
  • ЗАДАЧИ на КПД тепловых двигателей
  • ЗАДАЧИ на Закон Ома с решениями
  • ЗАДАЧИ на сопротивление проводников
  • ЗАДАЧИ на Последовательное соединение
  • ЗАДАЧИ на Параллельное соединение
  • ЗАДАЧИ на Работу электрического тока
  • ЗАДАЧИ на Мощность электрического тока
  • ЗАДАЧИ на Закон Джоуля-Ленца
  • Опыты Эрстеда. Магнитное поле. Электромагнит
  • Магнитное поле постоянного магнита
  • Действие магнитного поля на проводник с током
  • Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея
  • Явления распространения света
  • Дисперсия света. Линза
  • Оптические приборы
  • Электромагнитные колебания и волны
9 класс
  • Введение в квантовую физику
  • Формула времени. Решение задач
  • ЗАДАЧИ на Прямолинейное равномерное движение
  • ЗАДАЧИ на Прямолинейное равноускоренное движение
  • ЗАДАЧИ на Свободное падение с решениями
  • ЗАДАЧИ на Законы Ньютона с решениями
  • ЗАДАЧИ закон всемирного тяготения
  • ЗАДАЧИ на Движение тела по окружности
  • ЗАДАЧИ на искусственные спутники Земли
  • ЗАДАЧИ на Закон сохранения импульса
  • ЗАДАЧИ на Механические колебания
  • ЗАДАЧИ на Механические волны
  • ЗАДАЧИ на Состав атома и ядерные реакции
  • ЗАДАЧИ на Электромагнитные волны
  • Физика 9 класс. Все формулы и определения
  • Относительность движения
  • Равномерное прямолинейное движение
  • Прямолинейное равноускоренное движение
  • Свободное падение
  • Скорость равномерного движения тела по окружности
  • Масса. Плотность вещества
  • Сила – векторная физическая величина
  • Первый закон Ньютона
  • Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона
  • Трение покоя и трение скольжения
  • Деформация тела
  • Всемирное тяготение. Сила тяжести
  • Импульс тела. Закон сохранения импульса
  • Механическая работа. Механическая мощность
  • Кинетическая и потенциальная энергия
  • Механическая энергия
  • Золотое правило механики
  • Давление твёрдого тела. Давление газа
  • Закон Паскаля. Гидравлический пресс
  • Закон Архимеда. Условие плавания тел
  • Механические колебания и волны. Звук
  • МКТ. Агрегатные состояния вещества
  • Радиоактивность. Излучения. Распад
  • Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома
  • Состав атомного ядра. Изотопы
  • Ядерные реакции. Ядерный реактор
10-11 классы
  • Молекулярно-кинетическая теория
  • Кинематика. Теория и формулы + Шпаргалка
  • Динамика. Теория и формулы + Шпаргалка
  • Законы сохранения. Работа и мощность. Теория, Формулы, Шпаргалка
  • Статика и гидростатика. Теория и формулы + Шпаргалка
  • Термодинамика. Теория, формулы, схемы
  • Электростатика. Теория и формулы + Шпаргалка
  • Постоянный ток. Теория, формулы, схемы
  • Магнитное поле. Теория, формулы, схемы
  • Электромагнитная индукция
  • Закон сохранения импульса. Задачи ЕГЭ с решениями
  • Колебания и волны. Задачи ЕГЭ с решениями
  • Физика 10 класс. Все формулы и темы
  • Физика 11 класс. Все формулы и определения
  • Световые кванты
  • ЕГЭ Квантовая физика. Задачи с решениями
  • Излучения и спектры
  • Атомная физика (физика атома)
  • ЕГЭ Закон Кулона. ЗАДАЧИ с решениями
  • Электрическое поле. ЗАДАЧИ с решениями
  • Потенциал. Разность потенциалов. ЗАДАЧИ с решениями
  • Закон Ома. Соединение проводников. ЗАДАЧИ на ЕГЭ
  • Закон Ома для всей цепи. ЗАДАЧИ на ЕГЭ

Найти конспект:

О проекте

Сайт «УчительPRO» — некоммерческий школьный проект учеников, их родителей и учителей. Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie и других пользовательских данных в целях функционирования сайта, проведения статистических исследований и обзоров. Если вы не хотите, чтобы ваши данные обрабатывались, покиньте сайт.

Возрастная категория: 12+

(с) 2021 Учитель.PRO — Копирование информации с сайта только при указании активной ссылки на сайт!

Задачи на применение закона Джоуля-Ленца с решением

Закон Джоуля-Ленца описывает тепловое действие электрического тока и находит широкое применение в электротехнике. В сегодняшней статье разберем несколько задач на закон Джоуля-Ленца.

Лень решать задачи? Зайдите на наш телеграм-канал: там найдется много интересного для всех учащихся. А если вы решили обратиться к нам за помощью, не упустите выгоду и обязательно прочекайте приятные скидки и акции на нашем втором канале.

Закон Джоуля-Ленца: задачи с решением

Для решения любой физической задачи существует алгоритм: сначала записываются все известные данные, затем определяются величины, которые нужно найти. Подробнее о решении физических задач читайте в нашей памятке для студентов. Также советуем держать под рукой формулы, это существенно облегчит процесс решения.

Кстати, если вы интересуетесь задачами на закон Джоуля-Ленца, вам также может быть полезно ознакомиться с задачами на мощность тока.

Задача на закон Джоуля-Ленца №1

Условие

Какое количество теплоты выделяет за 5 минут нагреватель электрочайника, если его сопротивление равно 30 Ом, а сила тока в цепи 1,5 А?

Решение

Это простейшая задача на закон Джоуля-Ленца для участка цепи. Запишем сам закон:

Подставив значения из условия в формулу, найдем:

Q = 1 , 5 2 · 30 · 300 = 20250 Д ж

Ответ: 20,25 кДж.

Задача на закон Джоуля-Ленца №2

Условие

Какое количество теплоты выделит за 40 минут спираль электроплитки, если сила тока в цепи 3 А, а напряжение 220 В?

Читайте так же:
Выключатели для теплого пола электролюкс

Решение

Эта также простейшая задача на закон Джоуля-Ленца, но, в отличие от первой задачи, при ее решении используется другая формулировка закона. Сначала запишем закон Джоуля-Ленца:

Теперь перепишем его с учетом закона Ома:

I = U R R = U I Q = I 2 U I t = I U t

Осталось подставить значения и вычислить:

Q = 3 · 220 · 2400 = 1 , 584 М Д ж

Ответ: 1,584 МДж.

Задача на закон Джоуля-Ленца №3

Условие

Сколько минут ток шел по проводнику сопротивлением 25 Ом, если при силе тока 1 А проводник вылелил 6 кДж теплоты.

Решение

Запишем закон Джоуля-Ленца и выразим время:

Q = I 2 R t t = Q I 2 R

t = 6000 1 2 · 25 = 240 c = 4 м и н

Ответ: 4 минуты.

При расчетах не забывайте переводить все величины из условия в систему СИ.

Задача на закон Джоуля-Ленца №4

Условие

Электрическая плитка при силе тока 4 А за 20 минут потребляет 1000 кДж энергии. Рассчитайте сопротивление плитки.

Решение

Выразим сопротивление из закона Джоуля-Ленца:

Q = I 2 R t R = Q I 2 t

Подставим значения и вычислим:

R = 1000 · 10 3 16 · 1200 = 52 О м

Ответ: 52 Ом.

Задача на закон Джоуля-Ленца №5

Условие

По проводнику с сопротивлением 6 Ом пропускали постоянный ток в течение 9 c. Какое количество теплоты выделилось в проводнике за это время, если через его сечение прошел заряд 3 Кл?

Решение

Заряд можно определить, зная время и силу тока. А зная заряд и врямя, за которое он прошел по проводнику, найдем силу тока:

Запишем закон Джоуля-Ленца для количества теплоты:

Q = I 2 R t Q = q 2 t 2 R t = q 2 R t

Подставим значения и вычислим:

Q = 3 2 · 6 9 = 6 Д ж

Ответ: 6 Дж.

Вопросы на закон Джоуля-Ленца

Вопрос 1. Как звучит закон Джоуля-Ленца?

Ответ. Закон Джоуля-Ленца гласит:

Количество теплоты, выделившейся в проводнике при прохождении по нему электрического тока, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока.

Вопрос 2. Почему проводник с током нагревается?

Ответ. При прохождении тока по проводнику положительные ионы в узлах кристаллических решеток проводника за счет энергии тока начинают сильнее колебаться. Это сопровождается увеличением внутренней энергии проводника, т.е. его нагреванием. При этом энергия тока выделяется в виде теплоты, которую называют джоулевым теплом.

Вопрос 3. Как был открыт закон Джоуля-Ленца?

Ответ. По спирали, помещенной в калориметр с водой, пропускали электрический ток. Через некоторое время вода нагревалась. По температуре воды можно было вычислить количество выделившейся теплоты. Эмпирическим путем было доказано, что при прохождении тока по проводнику, обладающему определенным сопротивлением, в течение времени током совершается работа, проявляющаяся в виде выделившейся теплоты.

Английский физик Джеймс Джоуль и русский физик Эмилий Ленц изучали зависимость количества выделяемой теплоты от силы тока одновременно. Они пришли к одному и тому же выводу независимо друг от друга.

Вопрос 4. Как еще можно записать закон Джоуля-Ленца?

Ответ. Воспользовавшись законом Ома для участа цепи, закон Джоуля-Ленца можно переписать следующим образом:

Q = U I t = U 2 R t

Вопрос 5. Каково практическое применение закона Джоуля-Ленца?

Ответ. Закон Джоуля-Ленца находит широкое применение на практике:

  1. На нем основан принцип действия многих нагревательных приборов (чайник, электроплитка, фен, утюг, паяльник и т.д).
  2. На принципе закона Джоуля-Ленца основана контактная сварка, где создание неразъемного сварного соединения достигается путем нагрева металла за счет проходящего через него электрического тока и пластической деформации свариваемых деталей путем сжатия. Электродуговая сварка также использует закон Джоуля-Ленца.
  3. Расчеты на основе закона Джоуля-Ленца позволяют стабилизировать и минимизировать тепловые потери в линиях электропередач.

Нужна помощь в решении задач и выполнении других заданий по учебе? Обращайтесь в профессиональный сервис для учащихся в любое время.

  • Контрольная работа от 1 дня / от 120 р. Узнать стоимость
  • Дипломная работа от 7 дней / от 9540 р. Узнать стоимость
  • Курсовая работа 5 дней / от 2160 р. Узнать стоимость
  • Реферат от 1 дня / от 840 р. Узнать стоимость

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

Урок физики по теме «Закон Джоуля–Ленца»

Разделы: Физика

Физика как наука о наиболее общих законах природы, выступая в качестве учебного предмета в школе, вносит существенный вклад в систему знаний об окружающем мире. Она раскрывает роль науки в экономическом и культурном развитии общества, способствует формированию современного научного мировоззрения. Для решения задач формирования основ научного мировоззрения, развития интеллектуальных способностей и познавательных интересов школьников в процессе изучения физики основное внимание следует уделять не передаче суммы готовых знаний, а знакомству с методами научного познания окружающего мира, постановке проблем, требующих от учащихся самостоятельной деятельности по их разрешению.
Физика вооружает школьника научным методом познания, позволяющим получать объективные знания об окружающем мире.
Знание физических законов необходимо для изучения химии, биологии, физической географии, технологии, ОБЖ.

Изучение физики направлено на достижение следующих целей:

  • освоение знаний о механических, тепловых, электромагнитных и квантовых явлениях; величинах, характеризующих эти явления; законах, которым они подчиняются; методах научного познания природы и формирование на этой основе представлений о физической картине мира;
  • овладение умениями проводить наблюдения природных явлений, описывать и обобщать результаты наблюдений, использовать простые измерительные приборы для изучения физических явлений; представлять результаты наблюдений или измерений с помощью таблиц, графиков и выявлять на этой основе эмпирические зависимости; применять полученные знания для объяснения разнообразных природных явлений и процессов, принципов действия важнейших технических устройств, для решения физических задач;
  • развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей, самостоятельности в приобретении новых знаний при решении физических задач и выполнении экспериментальных исследований с использованием информационных технологий;
  • воспитание убежденности в возможности познания природы, в необходимости разумного использования достижений науки и технологий для дальнейшего развития человеческого общества, уважения к творцам науки и техники; отношения к физике как элементу общечеловеческой культуры;
  • применение полученных знаний и умений для решения практических задач повседневной жизни, для обеспечения безопасности своей жизни, рационального природопользования и охраны окружающей среды.

Приоритетами являются:

  • Познавательная деятельность:
    • использование для познания окружающего мира различных естественно-научных методов: наблюдение, измерение, эксперимент, моделирование;
    • формирование умений различать факты, гипотезы, причины, следствия, доказательства, законы, теории;
    • овладение адекватными способами решения теоретических и экспериментальных задач.
  • Информационно-коммуникативная деятельность:
    • владение монологической и диалогической речью, развитие способности понимать точку зрения собеседника и признавать право на иное мнение.
  • Рефлексивная деятельность:
    • владение навыками контроля и оценки своей деятельности, умением предвидеть возможные результаты своих действий.

Цели урока:

  • Образовательные:
    • выяснить причины нагревания проводника с током;
    • усвоить закона Джоуля Ленца, показать универсальность закона сохранения и превращения энергии.
  • Развивающие:
    • развитие коммуникативных навыков через разнообразные виды речевой деятельности;
    • развитие таких аналитических способностей учащихся, как умение анализировать, сопоставлять, сравнивать, обобщать познавательные объекты, делать выводы; развития памяти, внимания, воображения.
  • Воспитательные: содействовать повышению уровня мотивации на уроках через средства обучения.

Оборудование: ноутбук, мультимедиа-проектор, компьютерная презентация, модели кристаллических решеток, электронагревательные приборы, проводники из разных веществ для демонстрации нагревания электрическим током, источник питания, соединительные провода.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Структура урока:

I. Организационный этап.
II. Мотивация.
III. Актуализация опорных знаний.
IV. Изучение нового материала.
V. Закрепление и обратная связь.
VI.Домашнее задание.

I. Организационный этап

Сообщение темы урока, целей и плана урока.

II. Мотивация

Учитель: Тепловое действие тока находит очень широкое применение в быту и промышленности. Как вы думаете, как в быту используется тепловое действие тока?

Ученики: Утюги, кипятильники, электрические чайники, нагреватели, плиты.

Учитель: В промышленности используется в паяльниках, сварочных аппаратах. Российские специалисты г.Петрозаводска, фирма «Карбон-Шунгит» предложили подогрев дороги электрическим током, т.к. соль портит обувь и шины машин. Разработанная ими технология основана на использовании минерала «шунгит». Этот минерал – природный аналог стеклоуглерода имеет несколько разновидностей и обладает ценными свойствами для промышленности и строительства. Для борьбы с зимним оледенением дорог использована хорошая электропроводность шунгита. Он добавляется в асфальт или бетон, к ним подводятся токопроводящие шины и электрический ток пропускается через само дорожное покрытие.

III. Актуализация опорных знаний

Письменная проверочная работа по вариантам.

1. Напряжение на концах электрической цепи 45 В. Какую работу совершит в ней электрический ток в течение 10с при силе тока 0,05 А?
2. По проводнику, к концам которого приложено напряжение 5 В, прошло 100 Кл электричества. Определите работу тока.

1. Какую работу совершит ток силой 3 А за 10 мин при напряжении в цепи 15 В?
2. Электрическая лампочка включена в цепь с напряжением 10 В. Током была совершена работа 150 Дж. Какое количество электричества прошло через нить накала лампочки?

Фронтальный опрос:

Учитель: Чтобы понять, почему нагревается проводник, нужно вспомнить какая связь между температурой вещества и движением молекул или атомов, из которых оно состоит.

Ученики: Чем быстрее движутся молекулы или атомы, тем выше температура вещества.

Учитель: Каково внутреннее строение металла?

Ученики: Металл состоит из атомов, расположенных в узлах кристаллической решетки, которые совершают колебательные движения. Электроны, оторванные от атомов, свободные. Они хаотично двигаются внутри проводника.

Учитель: Что называется электрическим током?

Ученики: Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц.

Учитель: Условия возникновения тока?

Ученики: Наличие электрического поля и свободных заряженных частиц.

IV. Изучение нового материала

Учитель: Электрический ток нагревает проводник. Это явление всем известно. Объясняется оно тем, что свободные электроны в металлах, перемещаясь под действием электрического поля, взаимодействуют с ионами и атомами вещества проводника и передают им свою энергию. В результате работы электрического тока увеличивается скорость колебаний ионов и атомов и внутренняя энергия проводника увеличивается. Работа тока идет на увеличение их внутренней энергии. Нагретый проводник отдает полученную энергию окружающим телам, но уже путем теплопередачи.

Демонстрация:

На опыте с лампой накаливания вы убеждались в том, что накал лампы возрастал при увеличении силы тока. Но нагревание проводников зависит не только от силы тока, но и от сопротивления проводников. Соберем цепь из трех последовательно соединенных проводников разного сопротивления: медного, стального и никелинового. Ток во всех последовательно соединенных проводниках одинаков. Количество выделяющейся теплоты в проводниках разное. Из опыта делаем вывод:
Нагревание проводников зависит от их сопротивления. Чем больше сопротивление проводника, тем большее количество теплоты он выделяет.
Из какого материала нужно изготовлять спирали для лампочек накаливания?
Какими свойствами должен обладать металл, из которого изготовляют спирали нагревательных элементов?

Запишем в тетради:

q – электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника

Из формулы I = , q = It, где I – сила тока, t – время прохождения тока.
Из формулы U = , A = Uq, где А – работа электрического поля, U – напряжение поля.
Работу тока можно вычислить так: A = UIt

Из сказанного выше следует, что количество теплоты, выделяемое проводником, по которому течет ток, равно работе тока.

Из закона Ома для участка цепи I = , U = IR, где R – сопротивление проводника.

Пользуясь законом Ома, можно количество теплоты, выделяемое проводником с током, выразить через силу тока, сопротивление участка цепи и время. Зная, что U = IR, получим Q = IRIt, т.е.

Закон Джоуля – Ленца: количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени протекания тока.

К этому же выводу, но на основании опытов впервые пришли независимо друг от друга английский ученый Джоуль и русский ученый Ленц. Поэтому данный вывод называется законом Джоуля – Ленца.

V. Закрепление и обратная связь

1. В проводнике сопротивлением 2 Ом сила тока 20 А. Какое количество теплоты выделится в проводнике за 1 мин?

Дано: СИ: Формулы: Решение:

I = 20 А Q = I 2 Rt Q = (20 А) 2 * 2 Ом * 60 с = 48000 Дж
R = 2 Ом
t = 1 мин 60 с
Найти:
Q
Ответ: Q = 48 к Дж.

2. Электрический паяльник рассчитан на напряжение 12 В силу тока 5 А. Какое количество теплоты выделится в паяльнике за 30 мин работы?

Дано: СИ: Формулы: Решение:

U = 12 В A = UIt Q = 12 В * 5А * 1800с = 108000 Дж
I = 5А Q = A
T = 30 мин 1800 c Q = UIt
Найти:
Q
Ответ: Q = 108 кДж.

3. Как изменится количество теплоты, выделяемое проводником с током, если силу тока в проводнике увеличить в 2 раза?

4. Как изменится количество теплоты, выделяемое проводником с током, если силу тока в проводнике уменьшить в 4 раза?

VI. Домашнее задание

Прочитать параграф 53, ответить на вопросы на стр.125, письменно выполнить упражнение 27. Желающие могут подготовить доклады к следующему уроку по темам:

  • «Лампы накаливания и история их изобретения»
  • «Использование теплового действия тока в промышленности и сельском хозяйстве»
  • «Джеймс Преснот Джоуль».
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector