Домашние задания: Физика

Помогите решить физику!

1)Четыре сопротивления по 6 Ом соединены параллельно. По Первому сопротивлению течет ток 3А. Определите Напряжение на каждом сопротивлении, Общее сопротивление, напряжение и силу тока?
2)Чайник сопротивлением 4 Ом включен в сеть 220В. Чайник работал 8 мин. На сколько грц чайник нагреет 3кг воды?
Лена @
Лена @
118

  1. a) Напряжение на каждом сопротивлении:

Поскольку все сопротивления соединены параллельно, то напряжение на каждом из них одинаково и равно напряжению на входе. Таким образом, напряжение на каждом из четырех сопротивлений составит:

U = I * R = 3 A * 6 Ом = 18 В

б) Общее сопротивление:

Общее сопротивление сети, состоящей из четырех параллельно соединенных сопротивлений, можно найти по формуле:

1/R_общ = 1/R_1 + 1/R_2 + 1/R_3 + 1/R_4

1/R_общ = 1/6 Ом + 1/6 Ом + 1/6 Ом + 1/6 Ом = 4/6 Ом

R_общ = 6/4 Ом = 1.5 Ом

в) Напряжение и сила тока на входе в цепь:

Так как общее сопротивление цепи известно, то мы можем найти силу тока и напряжение на входе по закону Ома:

U_вх = I_вх * R_общ

I_вх = U_вх / R_общ

U_вх = 18 В (как мы выяснили ранее)

I_вх = 18 В / 1.5 Ом = 12 А

2.
Энергия, которую получит вода при нагревании, равна мощности чайника, умноженной на время его работы:

E = P * t

где P - мощность чайника, t - время его работы.

Мощность чайника равна:

P = U^2 / R = 220^2 / 4 Ом = 12 100 Вт

Время работы чайника в секундах равно 8 минутам, умноженным на 60:

t = 8 мин * 60 с/мин = 480 сек

Таким образом, энергия, которую получит вода при нагревании, равна:

E = 12 100 Вт * 480 с = 5 808 000 Дж

Энергия, которую необходимо затратить на нагрев 3 кг воды (или 3 литров), равна:

E_вода = m * c * ΔT

где m - масса воды, c - ее удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоемкость воды равна 4,186 Дж/(г*°C), а изменение температуры, которое мы хотим достичь, равно
Максим Салимов
Максим Салимов
394
Лучший ответ
Максим Салимов ΔT = 80°C (100°C - 20°C).
№1 Используя закон Ома для каждого сопротивления, получаем:
Напряжение на каждом сопротивлении: U = IR = 3A * 6Ом = 18 В
Общее сопротивление: R = (1/6 + 1/6 + 1/6 + 1/6)^(-1) = 1,5 Ом
Напряжение на всей цепи: U = IR = 3А * 1,5 Ом = 4,5 В
Сила тока: I = U/R = 4,5 В / 1,5 Ом = 3 А

№2 Для определения количества теплоты, выделившегося в чайнике, воспользуемся формулой Q = I^2Rt, где I - сила тока, R - сопротивление чайника, t - время, в течение которого он работал. Подставляем известные значения и получаем Q = (220 В)^2 * 8 мин * 60 с / (4 Ом) = 1 584 000 Дж.
Чтобы нагреть 3 кг воды на ΔT градусов, нужно выделить Q = mcΔT теплоты, где m - масса воды, c - удельная теплоёмкость воды (4186 Дж/кгград), ΔT - разность температур. Подставляем известные значения и получаем:
1 584 000 Дж = 3 кг * 4186 Дж/кгград * ΔT
ΔT = 120 градусов
Таким образом, чайник нагреет 3 кг воды на 120 градусов.