Какое количество теплоты выделится в двух резисторах с сопротивлениями 10 Ом и 20 Ом, которые соединены параллельно и подключены к источнику тока с напряжением 40 В, за 30 секунд?

Физика 8 класс Тепловые явления в электрических цепях Количество теплоты резисторы сопротивления соединение параллельно источник тока напряжение время физика 8 класс Новый

Чтобы определить, какое количество теплоты выделится в резисторах, нам нужно воспользоваться законом Джоуля-Ленца, который гласит, что количество теплоты (Q), выделяющееся в резисторе, можно вычислить по формуле:

Q = I^2 * R * t

где:

• Q - количество теплоты (в джоулях),
• I - ток (в амперах),
• R - сопротивление (в омах),
• t - время (в секундах).

В данном случае у нас есть два резистора, соединенных параллельно. Для начала найдем общее сопротивление (R_общ) параллельного соединения:

1/R_общ = 1/R₁ + 1/R₂

Подставим значения сопротивлений:

1/R_общ = 1/10 + 1/20

Чтобы сложить дроби, найдем общий знаменатель. Общий знаменатель для 10 и 20 - это 20:

1/R_общ = 2/20 + 1/20 = 3/20

Теперь найдем R_общ:

R_общ = 20/3 ≈ 6.67 Ом

Теперь, зная общее сопротивление, можем найти общий ток (I), используя закон Ома:

I = U/R_общ

где U - напряжение, равное 40 В:

I = 40 / (20/3) = 40 * (3/20) = 6 А

Теперь, зная ток, можем найти количество теплоты для каждого резистора. Начнем с первого резистора (10 Ом):

Q₁ = I₁^2 * R₁ * t

Где I₁ - ток через первый резистор. Для параллельного соединения токи распределяются пропорционально сопротивлениям:

I₁ = U / R₁ = 40 / 10 = 4 А

Теперь подставим значения в формулу:

Q₁ = 4^2 * 10 * 30 = 16 * 10 * 30 = 4800 Дж

Теперь найдем количество теплоты для второго резистора (20 Ом):

I₂ = U / R₂ = 40 / 20 = 2 А

Теперь подставим значения в формулу:

Q₂ = I₂^2 * R₂ * t

Q₂ = 2^2 * 20 * 30 = 4 * 20 * 30 = 2400 Дж

Наконец, чтобы найти общее количество теплоты, выделившееся в обоих резисторах, сложим Q₁ и Q₂:

Q_общ = Q₁ + Q₂ = 4800 + 2400 = 7200 Дж

Таким образом, количество теплоты, выделившееся в двух резисторах за 30 секунд, составляет 7200 Дж.