Задание № 1184

Объясните, почему в предохранителях используют проволоку из легкоплавких металлов.

Решение

Основное предназначение предохранителей – размыкание электрической цепи, если допустимые нормы (например, сила тока) превышены. Проволока, расположенная в них должна сразу перегореть, и для этого используют легкоплавкие металлы.

Задание № 1185

Монтёры говорят: «Горячая спайка всегда холодная, а холодная всегда горячая». Объясните, в чём смысл этого выражения

Решение

Прочно спаянные провода при прохождении тока почти не нагреваются и остаются холодными, а скрученные провода при прохождении тока сильно нагреваются.

Задание № 1186

В сеть включены параллельно две лампы. Сопротивление одной из них больше сопротивления другой. В какой из ламп выделится большее количество теплоты за одно и то же время?

Решение

Большее количество теплоты выделится в лампе, имеющей меньшее сопротивление, т.к. по закону Джоуля − Ленца выделяемое проводником количество теплоты обратно пропорционально сопротивлению при равном напряжении.

Задание № 1187

Два проводника одинаковой длины изготовлены из одного и того же материала, но разной площади поперечного сечения и включены последовательно в цепь. В каком из них выделяется большее количество теплоты за одно и то же время? Почему?

Решение

Сила тока в проводниках равна, т.к. проводники присоединены последовательно.
Большее количество теплоты выделится на той проволоке, площадь поперечного сечения которой меньше, т.к. сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения ($R = \frac{ρl}{S}$), а по закону Джоуля−Ленца выделившееся количество теплоты прямо пропорционально сопротивлению при равной силе тока ($Q = I^{2}Rt$).

Задание № 1188

Две никелиновые проволоки одной и той же длины, но разной площади поперечного сечения соединены параллельно и включены в цепь. В какой из них будет выделяться большее количество теплоты за одно и то же время?
Почему?

Решение

Напряжение проводников одинаково, т.к. проводники присоединены параллельно.
Большее количество теплоты выделится на той проволоке, площадь поперечного сечения которой больше, т.к. сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения ($R = \frac{ρl}{S}$), а по закону Джоуля−Ленца выделившееся количество теплоты обратно пропорционально сопротивлению при равном напряжении ($Q = \frac{U^{2}t}{R}$).

Задание № 1189

Иногда путём осторожного поворачивания перегоревшей лампы удаётся опять соединить концы её оборвавшейся нити. При этом нить немного укорачивается, и такая лампа может гореть ещё некоторое время, причём значительно ярче, чем прежде. Почему?

Решение

Укороченная нить имеет меньшее сопротивление, что приводит к увеличению силы тока и более яркому горению лампы.

Задание № 1190

Электрический нагреватель имеет две одинаковые обмотки, которые можно включать в сеть порознь и вместе. Как следует соединить обмотки, чтобы нагревание происходило быстрее?

Решение

Чтобы нагревание происходило быстрее, две одинаковые обмотки нужно соединить параллельно, т.к. в таком случае уменьшается сопротивление и увеличивается количество теплоты, выделяемое за единицу времени.

Задание № 1191

Иногда параллельно предохранителю ставят сигнальную лампочку (рис. 181). Почему лампочка загорится только тогда, когда предохранитель сработал (перегорел)?
рис. 181

Решение

Лампочка подключена параллельно предохранителю и сопротивление ее спирали намного больше сопротивления предохранителя.
Когда предохранитель цел, ток идет по пути наименьшего сопротивления, т.е. через предохранитель. Когда предохранитель сработает, участок цепи с предохранителем разорвется, ток пойдет через лампочку, и лампочка загорится.

Задание № 1192

Какое количество теплоты выделится в электрическом нагревателе за 2 мин, если его сопротивление 20 Ом, а сила тока в цепи равна 6 А?

Решение

Дано:
t = 2 мин.;
R = 20 Ом;
I = 6 А.
Найти:
Q − ?
СИ:
t = 120 с.
Решение:
По закону Джоуля−Ленца:
$Q = I^{2}Rt$;
$Q = 6^{2} * 20 * 120 = 86400$ Дж = 86,4 кДж.
Ответ: 86,4 кДж.

Задание № 1193

Электрическая печь для плавки металла рассчитана на силу тока 800 А и напряжение 60 В. Определите количество теплоты, которое выделяется в печи за 1 мин.

Решение

Дано:
t = 1 мин.;
U = 60 В;
I = 800 А.
Найти:
Q − ?
СИ:
t = 60 с.
Решение:
Q = IUt;
$Q = 800* 60 * 60 = 2 880 000$ Дж = 2,88 МДж.
Ответ: 2,88 МДж.

Задание № 1194

Рассчитайте время, за которое электрический утюг выделит количество теплоты, равное 800 Дж, при силе тока 3 А и напряжении в сети 220 В.

Решение

Дано:
Q = 800 Дж;
I = 3 А;
U = 220 В.
Найти:
t − ?
Решение:
Q = UIt;
$t = \frac{Q}{UI}$;
$t = \frac{800}{220 * 3} = 1,2$ с.
Ответ: 1,2 с.