Решение задач по физике: кВт*ч и мощность тока

Ниже представлены решения задач, начиная с восьмой фотографии и далее по порядку. Задача 8. Киловатт-час Вопрос: Какую физическую величину в технике измеряют в кВт·ч? Решение: Киловатт (\(кВт\)) — это единица мощности (\(P\)), а час (\(ч\)) — это единица времени (\(t\)). Произведение мощности на время согласно формуле \(A = P \cdot t\) определяет работу электрического тока (или потребленную электроэнергию). Ответ: работу электрического тока. --- Задача 1. Мощность тока (по приборам) Дано: По показаниям приборов на картинке: Напряжение \(U = 4,5\) В (стрелка вольтметра на делении 4,5) Сила тока \(I = 0,3\) А (стрелка амперметра на делении 0,3) Найти: \(P\) — ? Решение: Мощность тока определяется по формуле: \[P = U \cdot I\] Подставим значения: \[P = 4,5 \cdot 0,3 = 1,35 \text{ Вт}\] Ответ: 1,4 Вт (округляя до десятых, как требует условие). --- Задача 2. Реальная лампа (по графику) Дано: \(U_0 = 30\) В По графику при \(U = 30\) В сила тока \(I = 1,5\) А. Найти: \(P\) — ? Решение: Используем формулу мощности: \[P = U \cdot I\] Подставим данные из графика: \[P = 30 \cdot 1,5 = 45 \text{ Вт}\] Ответ: 45 Вт. --- Задача 3. Определение мощности Дано: \(I = 0,6\) А \(R = 5\) Ом Найти: \(P\) — ? Решение: Мощность через силу тока и сопротивление выражается формулой: \[P = I^2 \cdot R\] Подставим значения: \[P = (0,6)^2 \cdot 5 = 0,36 \cdot 5 = 1,8 \text{ Вт}\] Ответ: 1,8 Вт. --- Задача 4. Нагретые лампочки Решение: Лампа \(L_1\) включена последовательно ко всей цепи, через неё течёт общий ток \(I\). Лампы \(L_2\) и \(L_3\) соединены параллельно. Так как лампы одинаковые, общий ток делится между ними поровну, то есть через каждую течёт ток \(0,5 \cdot I\). Накал лампы зависит от мощности (\(P = I^2 \cdot R\)). Так как ток через \(L_2\) и \(L_3\) меньше, чем через \(L_1\), они будут гореть с минимальным накалом. Ответ: \(L_2\) и \(L_3\). --- Задача 5. Максимальное значение теплоты Решение: Количество теплоты за время \(t\) равно \(Q = \frac{U^2}{R_{общ}} \cdot t\). Чтобы теплота была максимальной при постоянном \(U\), общее сопротивление цепи \(R_{общ}\) должно быть минимальным. Минимальное сопротивление достигается при параллельном соединении как можно большего количества резисторов. Это произойдет, если замкнуть оба ключа (\(K_1\) и \(K_2\)). Ответ: Если замкнуты оба ключа. --- Задача 6. Спираль плитки Дано: \(l_2 = l_1 - 0,2 \cdot l_1 = 0,8 \cdot l_1\) \(U = \text{const}\) Найти: \(\frac{P_2}{P_1}\) — ? Решение: Сопротивление проводника \(R = \rho \cdot \frac{l}{S}\). Если длину уменьшили до \(0,8\) от начальной, то и сопротивление уменьшилось: \(R_2 = 0,8 \cdot R_1\). Мощность \(P = \frac{U^2}{R}\). \[\frac{P_2}{P_1} = \frac{U^2}{R_2} : \frac{U^2}{R_1} = \frac{R_1}{R_2} = \frac{R_1}{0,8 \cdot R_1} = \frac{1}{0,8} = 1,25\] Мощность увеличилась в 1,25 раз. Ответ: Увеличилась в 1,25 раз. --- Задача 7. Две лампы Дано: \(R_1 = R_2 = R\) \(I_2 = 4 \cdot I_1\) Найти: соотношение \(Q_1\) и \(Q_2\). Решение: Закон Джоуля-Ленца: \(Q = I^2 \cdot R \cdot t\). \[\frac{Q_2}{Q_1} = \frac{I_2^2 \cdot R \cdot t}{I_1^2 \cdot R \cdot t} = \frac{I_2^2}{I_1^2} = \frac{(4 \cdot I_1)^2}{I_1^2} = \frac{16 \cdot I_1^2}{I_1^2} = 16\] Следовательно, \(Q_2 = 16 \cdot Q_1\). Ответ: \(Q_2 = 16 \cdot Q_1\).