Какое количество теплоты выделяется в резисторе за 1 секунду, если к источнику постоянного тока с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 2 Ом подключен резистор, при этом напряжение на клеммах источника составляет 10 В? Сопротивление соединительных проводов можно не учитывать.

Физика 11 класс Электрический ток и теплота Количество теплоты резистор источник постоянного тока ЭДС 12 В внутреннее сопротивление 2 Ом напряжение 10 В физика 11 класс Новый

Чтобы найти количество теплоты, выделяющееся в резисторе за 1 секунду, нам нужно использовать закон Джоуля-Ленца, который гласит, что количество теплоты Q, выделяющееся в проводнике, пропорционально квадрату тока I, сопротивлению R и времени t:

Q = I² * R * t

В нашем случае время t равно 1 секунде. Теперь нам нужно определить ток I и сопротивление R резистора.

1. Находим ток I:

Для этого воспользуемся законом Ома. Мы знаем, что напряжение на клеммах источника составляет 10 В и это напряжение равно току, умноженному на сопротивление резистора:

U = I * R

Здесь U - это напряжение на резисторе, I - ток, а R - сопротивление резистора. Однако, у нас нет значения сопротивления резистора, но мы можем выразить ток через напряжение и сопротивление:

Так как напряжение на источнике равно 10 В, мы можем записать:

I = U / R
2. Определяем сопротивление резистора:

Сначала найдем общее сопротивление цепи. ЭДС источника равна 12 В, а внутреннее сопротивление источника равно 2 Ом. Таким образом, общее сопротивление цепи R_total будет равно:

R_total = R + r

где r - внутреннее сопротивление источника (2 Ом).

Согласно закону Ома, напряжение на источнике равно:

U = E - I * r

где E - ЭДС источника (12 В).

Подставим известные значения:

10 = 12 - I * 2
3. Решаем уравнение:

Переносим I * 2 на левую сторону:

I * 2 = 12 - 10

Таким образом:

I * 2 = 2

Теперь делим обе стороны на 2:

I = 1 А
4. Теперь подставляем значение тока в формулу для Q:

Теперь мы можем найти количество теплоты:

Q = I² * R * t

Подставляя I = 1 А и t = 1 с, получаем:

Q = (1)² * R * 1

Теперь нам нужно найти значение R. Мы знаем, что:

10 = I * R, следовательно:

R = U / I = 10 / 1 = 10 Ом
5. Теперь подставляем R в формулу для Q:

Таким образом:

Q = 1² * 10 * 1 = 10 Дж

Ответ: Количество теплоты, выделяющееся в резисторе за 1 секунду, составляет 10 Дж.