Задача по физике Проволочное кольцо включено в цепь, в которой течет ток 9 а. Контакты делят длину кольца в отношении 1 :2. При этом в кольце выделяется мощность 108 вт. Какая мощность выделялась бы (при том же токе во внешней цепи), если бы контакты были расположены по диаметру кольца ?

24 Фев в 19:40
106 +1
0
Ответы
1

Для решения задачи будем использовать формулу для выделяемой мощности в проводнике:

P=I2R, P = I^2 R, P=I2R,

где P P P — мощность, I I I — ток, а R R R — сопротивление.

Определим сопротивление кольца с делением на части 1:2.

Пусть полное сопротивление кольца R R R. По условию, длина кольца делится по отношению 1:2, что означает, что одна часть кольца 1часть1 часть1часть имеет длину 13L \frac{1}{3}L 31 L, а другая часть 2части2 части2части23L \frac{2}{3}L 32 L.

Сопротивления частей кольца:

Для части R1 R_1 R1 длина(13L)длина ( \frac{1}{3}L )длина(31 L):
R1=13R. R_1 = \frac{1}{3} R. R1 =31 R.

Для части R2 R_2 R2 длина(23L)длина ( \frac{2}{3}L )длина(32 L):
R2=23R. R_2 = \frac{2}{3} R. R2 =32 R.

Эти две части соединены последовательно, и общее сопротивление Rs R_s Rs :
Rs=R1+R2=13R+23R=R. R_s = R_1 + R_2 = \frac{1}{3} R + \frac{2}{3} R = R. Rs =R1 +R2 =31 R+32 R=R.

Мощность, выделяющаяся в этом случае: P=I2R=92R=81R. P = I^2 R = 9^2 R = 81 R. P=I2R=92R=81R.

У нас по условию задачи:
81R=108⇒R=10881=43 Ω. 81 R = 108 \Rightarrow R = \frac{108}{81} = \frac{4}{3} \, \Omega. 81R=108R=81108 =34 Ω.

Теперь определим мощность, когда контакты расположены по диаметру кольца:

При этом варианте длина кольца пополам, и кольцо делится на две равные части. Сопротивление каждой части:
R′=12R. R' = \frac{1}{2} R. R=21 R.

Общее сопротивление при данном делении:
Rs′=R′+R′=12R+12R=R. R_s' = R' + R' = \frac{1}{2} R + \frac{1}{2} R = R. Rs =R+R=21 R+21 R=R.

Т.о. мощность будет:
P′=I2Rs′=I2R=92R=81R. P' = I^2 R_s' = I^2 R = 9^2 R = 81 R. P=I2Rs =I2R=92R=81R.

Заменяя R R R:
P′=81⋅43=108 Вт P' = 81 \cdot \frac{4}{3} = 108 \, Вт P=8134 =108Вт.

Таким образом, мощность, выделяющаяся при другом расположении контактов, останется такой же и составит 108 Вт.

24 Фев в 19:45
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир