Презентация на тему: Решение задач на расчет работы и мощности электрического тока, тепловое действие тока

Решение задач на расчет работы и мощности электрического тока, тепловое действие тока Формулы работы и мощности электрического тока.Закон Джоуля-Ленца.Закон сохранения энергии.Закономерности последовательного и параллельного соединения проводников.Зависимость сопротивления от материала и размеров.Формулы для расчета количества теплоты в различных процессах.

Решая задачи на расчет работы и мощности электрического тока необходимо помнить: Формулы работы и мощности электрического тока.Закон Джоуля-Ленца.Закон сохранения энергии.Закономерности последовательного и параллельного соединения проводников.Зависимость сопротивления от материала и размеров.Формулы для расчета количества теплоты в различных процессах.

Задача № 1. Условие В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, резисторы имеют сопротивления: R1=1 Ом, R2=2 Ом, R3=2 Ом, R4=4 Ом.На каком резисторе выделяется большая тепловая мощность? Обратите внимание!Нам не дано напряжение или сила тока. Значит, нас не спрашивают о том, ЧЕМУ РАВНА мощность. Требуется только ответить на вопрос, на каком резисторе тепловая мощность будет максимальной. Как Вам кажется: на каком резисторе мощность будет больше?Давайте проверим!

Задача № 1. Анализ условия В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, резисторы имеют сопротивления: R1=1 Ом, R2=2 Ом, R3=2 Ом, R4=4 Ом.На каком резисторе выделяется большая тепловая мощность? каждый из которых состоит из двух последовательно соединенных резисторов. Вспомним, как можно рассчитать мощность электрического тока?

Задача № 1. Решение В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, резисторы имеют сопротивления: R1=1 Ом, R2=2 Ом, R3=2 Ом, R4=4 Ом.На каком резисторе выделяется большая тепловая мощность? Подумайте, какой формулой для расчета мощности удобнее пользоваться в случае последовательного соединения резисторов? Нажмите на выбранную Вами формулу Подсказка. Нажмите меня Если резисторы соединены последовательно, значит в них текут одинаковые по величине токи.

Задача № 1. Решение В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, резисторы имеют сопротивления: R1=1 Ом, R2=2 Ом, R3=2 Ом, R4=4 Ом.На каком резисторе выделяется большая тепловая мощность? Т.к. при последовательном соединении токи одинаковы, то большая мощность выделится на резисторе, сопротивление которого больше (говорят: на большем по номиналу).Следовательно на резисторе R2 выделится в 2 раза большая мощность, чем на резисторе R1.Аналогично: на резисторе R4 выделится в 2 раза большая мощность, чем на резисторе R3.Отметим при этом, что сопротивление резистора R4 в 2 раза больше, чем сопротивление резистора R2.

Задача № 1. Решение В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, резисторы имеют сопротивления: R1=1 Ом, R2=2 Ом, R3=2 Ом, R4=4 Ом.На каком резисторе выделяется большая тепловая мощность? Теперь надо обсудить, на каком из двух резисторов – R2 или R4 – выделится большая мощность.Т.к. эти резисторы находятся в параллельных ветвях цепи, то в них текут разные токи. Согласно свойствам параллельного соединения, ток в параллельной ветви тем больше, чем меньше сопротивление этой ветви.Сопротивление верхней ветви меньше в 2 раза, значит, ток больше в 2 раза.

Задача № 1. Решение В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, резисторы имеют сопротивления: R1=1 Ом, R2=2 Ом, R3=2 Ом, R4=4 Ом.На каком резисторе выделяется большая тепловая мощность? Подведем итоги:Выделяемая мощность: Сила тока в верхней ветви в 2 раза больше, чем в нижней:Сопротивление резистора R4 в 2 раза больше, чем сопротивление резистора R2: Следовательно:Т.к. мощность пропорциональна квадрату силы тока, тоБольшая мощность (в 2 раза) выделится на резисторе R2

Задача № 1. Решение В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, резисторы имеют сопротивления: R1=1 Ом, R2=2 Ом, R3=2 Ом, R4=4 Ом.На каком резисторе выделяется большая тепловая мощность? Ответ: большая тепловая мощность выделится на втором резисторе

Обратите внимание: Мы решили задачу разными способами и, естественно, получили одинаковые ответы.Вы, решая любую задачу, имеете право выбирать способ решения. Ваша оценка не зависит от выбранного способа, если только это специально не оговорено в условии задачи или учителем.Выбирайте тот способ, который Вам удобнее и понятнее, но обязательно подумайте: нет ли более простого, более «физического» способа решения. Важно только, чтобы выбранные Вами способы решения были правильными.

Задача № 2. Условие Кипятильник с кпд 80% изготовлен из нихромовой проволоки сечением 0,84 мм2 и включен в сеть с напряжением 220 В. За 20 минут с его помощью было нагрето 4 л воды от 10°С до 90°С. Какова длина проволоки, из которой изготовлен кипятильник? Внимание!В нашей задаче необходимо знание двух табличных величин – удельного сопротивления нихрома и плотности воды.Обе эти величины обычно обозначаются одной и той же буквой: ρ.Для того, чтобы избежать путаницы, введем обозначения:ρ у.с. – удельное сопротивление,ρп – плотность.

Задача № 2. Решение Кипятильник с кпд 80% изготовлен из нихромовой проволоки сечением 0,84 мм2 и включен в сеть с напряжением 220 В. За 20 минут с его помощью было нагрето 4 л воды от 10°С до 90°С. Какова длина проволоки, из которой изготовлен кипятильник? При протекании тока согласно закону Джоуля-Ленца выделяется количество теплоты, равное Формула расчета сопротивления:

Задача № 2. Решение Кипятильник с кпд 80% изготовлен из нихромовой проволоки сечением 0,84 мм2 и включен в сеть с напряжением 220 В. За 20 минут с его помощью было нагрето 4 л воды от 10°С до 90°С. Какова длина проволоки, из которой изготовлен кипятильник? Так как по условию кпд кипятильника 80%, то только 80% энергии электрического тока идет на нагревание воды (остальная часть – на нагревание сосуда, воздуха и т.п.).Следовательно:

Задача № 2. Решение Кипятильник с кпд 80% изготовлен из нихромовой проволоки сечением 0,84 мм2 и включен в сеть с напряжением 220 В. За 20 минут с его помощью было нагрето 4 л воды от 10°С до 90°С. Какова длина проволоки, из которой изготовлен кипятильник?

Задача № 2. Решение Кипятильник с кпд 80% изготовлен из нихромовой проволоки сечением 0,84 мм2 и включен в сеть с напряжением 220 В. За 20 минут с его помощью было нагрето 4 л воды от 10°С до 90°С. Какова длина проволоки, из которой изготовлен кипятильник? Подставим значения и проведем действия с наименованиями Получим: ℓ ≈29,04 м Ответ: длина нихромовой проволоки, из которой изготовлен кипятильник примерно 29, 04 м.

Задача № 2. Анализ решения Кипятильник с кпд 80% изготовлен из нихромовой проволоки сечением 0,84 мм2 и включен в сеть с напряжением 220 В. За 20 минут с его помощью было нагрето 4 л воды от 10°С до 90°С. Какова длина проволоки, из которой изготовлен кипятильник? Выразили длину проволоки из формулы зависимости сопротивления проводника от материала и размеров; Т.к. в основе действия кипятильника лежит тепловое действие тока, записали закон Джоуля-Ленца и преобразовали (с учетом закона Ома) через известное напряжение. Получили значение сопротивления проволоки кипятильника.Записали формулу для расчета количества теплоты при нагревании и преобразовали с учетом зависимости массы от плотности и объема.Исходя из закона сохранения энергии (с учетом кпд кипятильника) записали соотношение между количеством теплоты, выделившимся при прохождении тока, и количеством теплоты, необходимым для нагревания воды.Получили конечную формулу путем подстановки

Спасибо! Переходите к следующей части курса