Как изменится количество теплоты, выделяемое током в проводнике с неизменным сопротивлением, если напряжение уменьшится в два раза?

Физика 10 класс Тепловые явления в электрических цепях Количество теплоты ток в проводнике сопротивление напряжение закон Джоуля изменение напряжения физика электрический ток Энергия тепло проводник Новый

Чтобы понять, как изменится количество теплоты, выделяемое током в проводнике с неизменным сопротивлением при уменьшении напряжения в два раза, давайте вспомним закон Джоуля-Ленца. Этот закон гласит, что количество теплоты Q, выделяемое в проводнике, можно выразить по формуле:

Q = I² * R * t

где:

• Q — количество теплоты, выделяемое в проводнике;
• I — сила тока;
• R — сопротивление проводника;
• t — время, в течение которого ток течет.

Теперь, если напряжение U уменьшается в два раза, то по закону Ома (U = I * R) мы можем выразить ток I через напряжение и сопротивление:

I = U / R

Если напряжение U уменьшается в два раза, то:

I = (U / 2) / R = (1/2) * (U / R) = (1/2) * I₀

где I₀ — первоначальная сила тока. Таким образом, новая сила тока I будет равна половине первоначальной силы тока.

Теперь подставим новое значение тока в формулу для количества теплоты:

Q' = I² * R * t = ((1/2) * I₀)² * R * t

Раскроем скобки:

Q' = (1/4) * I₀² * R * t

Теперь сравним новое количество теплоты Q' с первоначальным количеством теплоты Q:

Q' = (1/4) * Q

Таким образом, количество теплоты, выделяемое током в проводнике, уменьшится в четыре раза, если напряжение уменьшится в два раза.

Ответ: Количество теплоты уменьшится в четыре раза.