В электрической цепи последовательно соединены два проводника с одинаковым поперечным сечением и одинаковой длиной: один из меди, а другой из железа. В каком из этих проводников выделится больше тепла и почему? Объясните, используя соответствующие формулы.

Физика 8 класс Тепловые явления в электрических цепях электрическая цепь проводники тепло медь железо сопротивление формулы закон Джоуля последовательное соединение физика 8 класс Новый

Чтобы ответить на вопрос о том, в каком из проводников выделится больше тепла, нужно рассмотреть закон Джоуля-Ленца, который описывает выделение тепла в проводнике при прохождении через него электрического тока. Этот закон формулируется следующим образом:

Q = I²Rt

Где:

• Q - количество выделившегося тепла (в джоулях);
• I - сила тока (в амперах);
• R - сопротивление проводника (в омах);
• t - время, в течение которого течет ток (в секундах).

В данной задаче проводники имеют одинаковую длину и одинаковое поперечное сечение, но разные материалы - медь и железо. Это означает, что у них разные электрические сопротивления.

Сопротивление проводника можно вычислить по формуле:

R = ρ * (L / S)

Где:

• ρ - удельное сопротивление материала (в омах на метр);
• L - длина проводника (в метрах);
• S - площадь поперечного сечения проводника (в квадратных метрах).

Для меди и железа удельные сопротивления различны. Удельное сопротивление меди составляет примерно 1.68 * 10^(-8) Ом·м, тогда как у железа - около 1 * 10^(-7) Ом·м. Это означает, что медь имеет меньшее сопротивление, чем железо.

Теперь, поскольку проводники соединены последовательно, сила тока в обоих проводниках будет одинаковой. Однако, поскольку сопротивление железа больше, то выделение тепла в железном проводнике будет больше, чем в медном. Это можно объяснить следующим образом:

1. Сопротивление железного проводника больше, следовательно, при одинаковой силе тока выделяется больше тепла (по закону Джоуля-Ленца).
2. Таким образом, при одинаковом времени и силе тока, проводник с большим сопротивлением будет выделять больше тепла.

Ответ: в железном проводнике выделится больше тепла, чем в медном, из-за большего электрического сопротивления железа.