Работа и мощность электрического тока: Что мы узнали. Вопросы и задания

Что мы узнали

Закон Джоуля — Ленца: количество теплоты, выделившееся за время t в проводнике Q = I²Rt, где I — сила тока в цепи, R — сопротивление участка цепи.

Работа тока за время t на участке цепи А = UIt, где U — напряжение на концах участка, I — сила тока в цепи.

Мощность тока на участке цепи

где U — напряжение на концах участка, I — сила тока в цепи, R — сопротивление участка цепи.

При коротком замыкании чрезмерно нагреваются соединительные провода. Чтобы избежать этого, в цепь включают предохранитель.

При последовательном соединении двух проводников мощность тока больше в том проводнике, сопротивление которого больше.

При параллельном соединении двух проводников мощность тока больше в том проводнике, сопротивление которого меньше.

Вопросы и задания

Первый уровень

1. Расскажите о законе Джоуля — Ленца. Какой формулой выражается этот закон?

2. Опишите физические величины, входящие в формулу Q = I²Rt.

3. Расскажите о том, что такое работа электрического тока. Выразите работу электрического тока, совершаемую в проводнике за некоторый промежуток времени, через напряжение на концах проводника, силу тока в нём и промежуток времени.

4. Опишите физические величины, входящие в формулу А = UIt.

5. Расскажите о том, что такое мощность электрического тока. Как выразить выделяемую в проводнике мощность электрического тока через физические величины, характеризующие ток в этом проводнике и сам проводник?

6. Приведите примеры мощности нескольких бытовых электроприборов.

7. Расскажите о том, что такое киловатт-час. Сравните киловатт-час с единицей работы в СИ.

8. Расскажите о коротком замыкании и объясните, чем оно опасно.

9. Расскажите об электрических предохранителях. Как включить ток, если сработал автоматический предохранитель? Что надо сделать перед включением тока?

Второй уровень

10. Два проводника сопротивлением 2 и 5 Ом соединены последовательно. За некоторое время в первом проводнике выделилось количество теплоты 50 Дж. Какое количество теплоты выделилось за это же время во втором проводнике?

11. Два проводника сопротивлением 3 и 10 Ом соединены параллельно. За некоторое время во втором проводнике выделилось количество теплоты 300 Дж. Какое количество теплоты выделилось за это время в первом проводнике?

12. Медный и алюминиевый провода имеют одинаковую длину и площадь поперечного сечения. В каком из этих проводов будет выделяться большее количество теплоты, если провода соединить: а) последовательно; б) параллельно?

13. Почему нити ламп накаливания и электронагревательные приборы нагреваются, а соединительные провода остаются холодными?

14. В квартире ежедневно в течение 4 ч светят 10 ламп мощностью по 75 Вт каждая. Сколько киловатт-часов «накрутят» эти лампы на электросчётчике за 30 дней?

15. Какую работу совершает электрический ток за 1 ч в лампе мощностью 60 Вт? На какую высоту можно поднять человека массой 60 кг, совершив такую же работу?

16. Составьте задачу по теме «Работа и мощность тока», ответом которой было бы «За 10 ч».

Домашняя лаборатория

На каждом электрическом приборе указана его мощность. Рассмотрите различные домашние электроприборы и запишите мощность каждого из них. Какой прибор обладает наименьшей мощностью? наибольшей?