Вопрос: Потребители с сопротивлениями 50 Ом и 16 Ом соединены последовательно. Какую работу выполнит первый потребитель за определенное время, если второй потребитель за это время выполняет работу, равную 400 Дж?

Физика 11 класс Электрические цепи физика 11 класс потребители сопротивление 50 Ом 16 Ом последовательное соединение работа электрический ток закон Ома электрическая энергия расчет работы Joule электрические цепи физические задачи Новый

Для решения данной задачи нам нужно использовать закон Ома и понятие работы электрического тока. Давайте разберем шаги, которые нам нужно выполнить.

Шаг 1: Определим общее сопротивление цепи.

Когда сопротивления соединены последовательно, общее сопротивление (R) рассчитывается как сумма всех сопротивлений:

• R = R1 + R2

Где R1 = 50 Ом, а R2 = 16 Ом. Подставим значения:

• R = 50 Ом + 16 Ом = 66 Ом

Шаг 2: Найдем ток в цепи.

Чтобы найти ток (I) в цепи, нам нужно знать, какое напряжение (U) подается на цепь. Но мы можем использовать работу второго потребителя (W2) для нахождения тока. Работа, выполненная электрическим током, определяется формулой:

• W = U * I * t

Где W - работа, U - напряжение, I - ток, t - время. Мы знаем, что работа второго потребителя (W2) равна 400 Дж.

Шаг 3: Найдем напряжение на втором потребителе.

Сначала найдем ток, который проходит через цепь, используя работу второго потребителя:

• W2 = U2 * I * t

Где U2 - напряжение на втором потребителе. Мы можем выразить U2 через ток и сопротивление второго потребителя:

• U2 = I * R2

Подставим это в уравнение работы:

• W2 = I * R2 * I * t = I^2 * R2 * t

Шаг 4: Найдем ток через оба потребителя.

Теперь можно выразить ток:

• I^2 = W2 / (R2 * t)

Подставим значения:

• I^2 = 400 Дж / (16 Ом * t)

Шаг 5: Найдем работу первого потребителя.

Теперь, чтобы найти работу первого потребителя (W1), используем аналогичную формулу:

• W1 = U1 * I * t

Где U1 - напряжение на первом потребителе, которое можно выразить через ток и его сопротивление:

• U1 = I * R1

Подставим это в формулу работы:

• W1 = I * R1 * I * t = I^2 * R1 * t

Шаг 6: Подставим значения и найдем W1.

Теперь мы можем выразить W1 через W2:

• W1 = (W2 / (R2 * t)) * R1 * t = (400 Дж / (16 Ом * t)) * 50 Ом * t

Сокращая t, получаем:

• W1 = 400 Дж * (50 Ом / 16 Ом) = 400 Дж * 3.125 = 1250 Дж

Ответ: Первый потребитель выполнит работу, равную 1250 Дж.