17.03.2021 15:49:40
Физика 7-9 класс
10 баллов
№1. Каково сопротивление спирали паяльника мощностью 400 Вт, включенного в цепь с напряжением 220 В.
№2. Ток какой силы протекает по спирали электроплитки, если за 3 мин на ней выделилось 1080 Дж тепла. Сопротивление спирали составляет 240 Ом.
№3. Из какого материала изготовлена спираль утюга мощностью 1 кВт. Длина его спирали 4,4 м, а площадь поперечного сечения 0,1 мм2. Утюг включается в сеть напряжением 220 В.
№4. За какое время медная проволока массой 100 г нагреется на 550°С при подключении ее к источнику тока с напряжением 220 В.
№5. Лампа накаливания мощностью 40 Вт рассчитана на напряжение 90 В. Эту лампу требуется подключить к сети, в которой напряжение 110 В. Какой длины потребуется провод из константана площадью поперечного сечения 0,15 мм2 подключить последовательно с лампой, чтобы она светила с максимально возможной
яркостью.
№2. Ток какой силы протекает по спирали электроплитки, если за 3 мин на ней выделилось 1080 Дж тепла. Сопротивление спирали составляет 240 Ом.
№3. Из какого материала изготовлена спираль утюга мощностью 1 кВт. Длина его спирали 4,4 м, а площадь поперечного сечения 0,1 мм2. Утюг включается в сеть напряжением 220 В.
№4. За какое время медная проволока массой 100 г нагреется на 550°С при подключении ее к источнику тока с напряжением 220 В.
№5. Лампа накаливания мощностью 40 Вт рассчитана на напряжение 90 В. Эту лампу требуется подключить к сети, в которой напряжение 110 В. Какой длины потребуется провод из константана площадью поперечного сечения 0,15 мм2 подключить последовательно с лампой, чтобы она светила с максимально возможной
яркостью.
Ирина Каминкова
0
17.03.2021 17:10:14
1
P = 400 Вт
U = 220 В
--------------
R - ?
Мощность P = UI = U²/R
Сопротивление R = U²/P
R = 220² /400 = (220/20)² = 11² = 121 Ом
--------------------------------------------------------------------------------------
2
t = 3 мин = 180 с
Q = 1080 дж
R = 240 Ом
------------------
I - ?
Нагрев спирали Q = UIt = I²Rt
Ток I = √ (Q/(Rt))
I = √ (1080/(240*180)) = √(1/40) ≈ 0,16 (А)
-----------------------------------------------------------------------------------------
3
P = 1 кВт = 1000 Вт
L = 4,4 м
S = 0,1 мм2 = 10^-7 м2
U = 220 В
-----------------------------
ρ - ?
Сопротивление спирали R = ρL/S
Мощность P = UI = U²/R
R = U²/P
ρL/S = U²/P
ρ = U²S/(PL)
ρ = 220²*10^-7/(10^3*4,4) = 1,1*10^-6 (Ом*м)
Это - нихром
-----------------------------------------------------------------------------------------
4
m = 100 г = 0,1 кг
c = 400 Дж/(кг*°С)
ρ = 1,78*10^-8 Ом*м
ρ' = 8960 кг/м³
ΔT = 550°С
U = 220 В
S = 0,1 мм2 = 10^-7 м2
--------------------
t - ?
Необходимая для нагрева теплота Q = mcΔT
Нагрев проводника током Q = UIt = U²t/R
Время
U²t/R = mcΔT
t = mcΔT*R/U²
Сопротивление R = ρL/S = ρSL/S²= ρV/ S²= ρm/(ρ'S²)
t = mcΔT*ρm/ (U² *ρ'S²) = m²cΔT*ρ/ (U² *ρ'S²)
t = 0.1²*400*550*1,78*10^-8 / (220²*8960*10^-14) =
= 39.16*10^-6 / (4.33664*10^-6) ≈ 9.0 (c)
-----------------------------------------------------------------------------------------
5
P = 40 Вт
Uo = 90 В
U = 110 В
S = 0,15 мм2 = 1.5*10^-7 м2
ρ = 5*10^-7 Ом*м
---------------------------------
L - ?
Номинальное сопротивление P = Uo²Ro, Ro = P/Uo²
Сопротивление в цепи R = P/U²
Сопротивление провода r = R-Ro = P/U² - P/Uo² = P(1/U² - 1/Uo²) = P(Uo²-U²)/(Uo*U)²
r = ρL/S
ρL/S = P(Uo²-U²)/(Uo*U)²
L = SP(Uo²-U²)/( ρ(Uo*U)²)
L = 1.5*10^-7*40*(110²-90²)/( 5*10^-7*(90*100)²) =
= 1.5*40*4000/( 5*(90*100)²) = 24*10^4/405*10^6 ≈ 0,059*10^-2 (м) = 5,9 (см)
P = 400 Вт
U = 220 В
--------------
R - ?
Мощность P = UI = U²/R
Сопротивление R = U²/P
R = 220² /400 = (220/20)² = 11² = 121 Ом
--------------------------------------------------------------------------------------
2
t = 3 мин = 180 с
Q = 1080 дж
R = 240 Ом
------------------
I - ?
Нагрев спирали Q = UIt = I²Rt
Ток I = √ (Q/(Rt))
I = √ (1080/(240*180)) = √(1/40) ≈ 0,16 (А)
-----------------------------------------------------------------------------------------
3
P = 1 кВт = 1000 Вт
L = 4,4 м
S = 0,1 мм2 = 10^-7 м2
U = 220 В
-----------------------------
ρ - ?
Сопротивление спирали R = ρL/S
Мощность P = UI = U²/R
R = U²/P
ρL/S = U²/P
ρ = U²S/(PL)
ρ = 220²*10^-7/(10^3*4,4) = 1,1*10^-6 (Ом*м)
Это - нихром
-----------------------------------------------------------------------------------------
4
m = 100 г = 0,1 кг
c = 400 Дж/(кг*°С)
ρ = 1,78*10^-8 Ом*м
ρ' = 8960 кг/м³
ΔT = 550°С
U = 220 В
S = 0,1 мм2 = 10^-7 м2
--------------------
t - ?
Необходимая для нагрева теплота Q = mcΔT
Нагрев проводника током Q = UIt = U²t/R
Время
U²t/R = mcΔT
t = mcΔT*R/U²
Сопротивление R = ρL/S = ρSL/S²= ρV/ S²= ρm/(ρ'S²)
t = mcΔT*ρm/ (U² *ρ'S²) = m²cΔT*ρ/ (U² *ρ'S²)
t = 0.1²*400*550*1,78*10^-8 / (220²*8960*10^-14) =
= 39.16*10^-6 / (4.33664*10^-6) ≈ 9.0 (c)
-----------------------------------------------------------------------------------------
5
P = 40 Вт
Uo = 90 В
U = 110 В
S = 0,15 мм2 = 1.5*10^-7 м2
ρ = 5*10^-7 Ом*м
---------------------------------
L - ?
Номинальное сопротивление P = Uo²Ro, Ro = P/Uo²
Сопротивление в цепи R = P/U²
Сопротивление провода r = R-Ro = P/U² - P/Uo² = P(1/U² - 1/Uo²) = P(Uo²-U²)/(Uo*U)²
r = ρL/S
ρL/S = P(Uo²-U²)/(Uo*U)²
L = SP(Uo²-U²)/( ρ(Uo*U)²)
L = 1.5*10^-7*40*(110²-90²)/( 5*10^-7*(90*100)²) =
= 1.5*40*4000/( 5*(90*100)²) = 24*10^4/405*10^6 ≈ 0,059*10^-2 (м) = 5,9 (см)
Ответ эксперта
