Вопрос по физике: Два электронагревателя с сопротивлением 200 Ом и 300 Ом подключены параллельно к электрической сети. Как сравнить количество теплоты, выделенное ими за одно и то же время?

Физика 8 класс Электрические цепи физика 8 класс электронагреватели сопротивление параллельное подключение Количество теплоты электрическая сеть законы электричества Joule's law расчет теплоты электрические цепи Новый

Чтобы сравнить количество теплоты, выделенное двумя электронагревателями с сопротивлениями 200 Ом и 300 Ом, подключенными параллельно, нам нужно воспользоваться законом Джоуля-Ленца. Этот закон гласит, что количество теплоты (Q), выделяемое проводником, пропорционально квадрату тока (I) и сопротивлению (R) проводника, а также времени (t), в течение которого ток проходит через проводник. Формула выглядит так:

Q = I^2 * R * t

Теперь давайте рассмотрим шаги, которые нам нужно выполнить, чтобы сравнить количество теплоты, выделенное каждым нагревателем:

1. Определим общее напряжение (U): Поскольку нагреватели подключены параллельно, на каждом из них будет одно и то же напряжение, равное напряжению сети.
2. Найдем ток для каждого нагревателя: Мы можем использовать закон Ома, который гласит, что ток (I) равен напряжению (U), деленному на сопротивление (R). Таким образом:
   • Для нагревателя с сопротивлением 200 Ом: I1 = U / 200
   • Для нагревателя с сопротивлением 300 Ом: I2 = U / 300
3. Найдем количество теплоты для каждого нагревателя: Подставим значения тока в формулу для количества теплоты:
   • Для нагревателя с сопротивлением 200 Ом: Q1 = (U / 200)^2 * 200 * t
   • Для нагревателя с сопротивлением 300 Ом: Q2 = (U / 300)^2 * 300 * t
4. Упростим выражения: После подстановки и упрощения мы получим:
   • Q1 = (U^2 / 200) * t
   • Q2 = (U^2 / 300) * t
5. Сравним Q1 и Q2: Теперь, чтобы понять, какой нагреватель выделяет больше тепла, мы можем сравнить Q1 и Q2. Для этого сравним коэффициенты:
   • Q1 / Q2 = (U^2 / 200) / (U^2 / 300) = 300 / 200 = 1.5
6. Вывод: Это означает, что количество теплоты, выделенное нагревателем с сопротивлением 200 Ом, в 1.5 раза больше, чем количество теплоты, выделенное нагревателем с сопротивлением 300 Ом, за одно и то же время.

Таким образом, мы можем сделать вывод, что нагреватель с меньшим сопротивлением (200 Ом) выделяет больше тепла, чем нагреватель с большим сопротивлением (300 Ом) при параллельном подключении к одной и той же сети.