Задача №1. Определите мощность тока в электрической лампе, включённой в сеть напряжением 220 В, если известно, что сопротивление нити накала лампы 1936 Ом. Какой силы ток течёт по нити накала?

Дано:

U = 220 В

R = 1936 Ом

Найти:

P = ?

I = ?

Решение:

Формула мощности:

P = U²/R = 220²/1936 = 25 Вт - мощность тока в электрической лампе

По закону Ома для электрической цепи:

I = U/R = 220/1936 = 0,1 А - сила тока, текущего по нити накала

Ответ: Мощность тока в электрической лампе P = 25 вольт, сила тока текущего по нити накала I = 0,1 Ампера

Задача №2. Чему равна работа, совершённая электрическим током за 50 с в резисторе, рассчитанном на напряжение 24 В? Сила тока в резисторе 2 А.

Дано:

U = 24 В

t = 50 с

I = 2 А

Найти:

A = ?

Решение:

Формула работы электрического тока:

A = P * t * U * I * t = 24 * 2 * 50 = 2 400 Дж.

Ответ: Работа, совершённая электрическим током в резисторе за 50 секунд равна 2 400 Джоулей.

Задача №3. Какое количество теплоты выделится в проводнике сопротивлением 500 Ом за 10 с, если его включили в сеть с напряжением 220 В?

Дано:

R = 500 Ом

t = 10 с

U = 220 В

Найти:

Q = ?

Решение:

Количество теплоты, выделяемое проводником, равно работе электрического тока:

Q = A = U²/R * t = 220² / 500 * 10 = 968 Дж.

Ответ: Количество теплоты, выделяемое в проводнике сопротивлением 500 Ом  за 10 секунд, равно 968 Джоулям.

Задача №4.  Рассчитайте сопротивление электрической плитки, если она при силе тока 4 А за 20 мин потребляет 800 кДж энергии?

Дано:

I = 4 А

t = 20 мин

Q = 800 кДж

СИ:

t = 1 200 с

Q = 800 * 10³ Дж

Найти:

R = ?

Решение:

Количество теплоты, выделяемое проводником, равно работе электрического тока:

Q = A = I² * R * t

выразим R:

R = Q/I²*t = 800*10³ / 4² * 1 200 = ≈ 42 Ом

Ответ: Сопротивление электрической плитки равно 42 Ом.

Задача №6. За какое время на электроплитке можно нагреть до кипения 1 кг воды, взятой при температуре 20°С, если при напряжении 220 В сила в ней 5 А? Потерями энергии пренебречь.

Дано:

mв = 1 кг

t₀ = 20°C

tк = 100°С

cв = 4 200 Дж/кг°С

U = 220 В

I = 5 А

Найти:

t = ?

Решение:

Условие теплового равновесия: количество теплоты, выделяемое проводником, равно работе электрического тока и равно количеству теплоты, необходимому для нагревания воды:

A = Q

U * I * t = cв * m * (tк - t₀)

выразим t:

t =  св * m * (tк - t₀) / U * I = 4 200 * 1 * (100 - 20) / 220 * 5 = 305 с = 5 мин

Ответ: На электроплитке 1 кг воды можно нагреть за 5 минут.