Домашние задания: Физика

Срочно, помогите решить задачу по физике

Резисторы с сопротивлениями 24 и 72 ОМ подключают к источнику постоянного напряжения один раз последовательно, а другой - параллельно. В каком случае в первом из резисторов выделяется большее количество теплоты за одно и то же время? Во сколько раз большее? пожалуйста, с подробным решением!!
Q₁=I₁²·R₁·t=(U/(R₁+R₂))²·R₁
Q₂=U²/R₁·t
Q₂/Q₁=(R₁+R₂)²/R₁²=16
Во втором случае, в 16 раз больше, чем в первом.
Лилия Бойцова
Лилия Бойцова
57 299
Лучший ответ
Для решения этой задачи нам нужно знать закон Джоуля-Ленца, который гласит: количество тепла, выделяемое в проводнике, пропорционально силе тока, проходящего через проводник, и квадрату его сопротивления: Q = I^2 * R * t, где Q - количество тепла, I - сила тока, R - сопротивление, t - время.

Рассмотрим каждый из случаев:

1) Резисторы подключены последовательно. В этом случае сила тока будет одинаковой в обоих резисторах, так как она определяется напряжением на цепи и суммарным сопротивлением: I = U / (R1 + R2), где U - напряжение источника. Тогда количество тепла, выделяемое в первом резисторе за время t, будет равно: Q1 = I^2 * R1 * t = U^2 * R1 * t / (R1 + R2)^2. Аналогично, количество тепла, выделяемое во втором резисторе за то же время, будет равно: Q2 = I^2 * R2 * t = U^2 * R2 * t / (R1 + R2)^2. Очевидно, что Q1 < Q2, так как R1 < R2. Поэтому в этом случае большее количество теплоты выделяется во втором резисторе, и отношение Q2 / Q1 будет равно: Q2 / Q1 = R2 / R1 = 72 / 24 = 3.

2) Резисторы подключены параллельно. В этом случае напряжение на обоих резисторах будет одинаковым, так как они соединены напрямую с источником. Сила тока через каждый резистор будет разной, и определяться законом Ома: I1 = U / R1, I2 = U / R2. Тогда количество тепла, выделяемое в первом резисторе за время t, будет равно: Q1 = I1^2 * R1 * t = U^2 * R1 * t / R1^2. Аналогично, количество тепла, выделяемое во втором резисторе за то же время, будет равно: Q2 = I2^2 * R2 * t = U^2 * R2 * t / R2^2. Очевидно, что Q1 > Q2, так как R1 > R2. Поэтому в этом случае большее количество теплоты выделяется в первом резисторе, и отношение Q1 / Q2 будет равно: Q1 / Q2 = R1 / R2 = 24 / 72 = 1/3.

Итак, ответ на задачу: в первом случае большее количество теплоты выделяется во втором резисторе в три раза больше, чем в первом. А во втором случае большее количество теплоты выделяется в первом резисторе в три раза больше, чем во втором.
Руслан Мухин я тоже вот так думаю, что количество теплоты будет различаться в 3 раза в обоих случаях, но меня ставит под сомнения то, что в некоторых источниках пишут, что количество теплоты различаются в 16 раз, не знаете, почему?