Вопрос 2: Измерение веса тела в воздухе и веса тела, полностью погруженного в жидкость, расчет силы Архимеда.

Вопрос 3: Задача на расчет центростремительного ускорения при движении тела по окружности с постоянной скоростью. Билет №15

Вопрос 1: Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца. Использование теплового действия тока в технике.

Электрический ток - это направленное движение заряженных частиц. Это движение создается электрическим полем, которое при этом совершает работу.

Работу электрического поля, создающего ток, называют работой тока.

А - работа тока

Эта работа может быть разной на разных участках цепи, но на каждом из них она пропорциональна заряду, проходящему через него. Физическая величина, показывающая, какую работу совершает на данном участке ток при перемещении по этому участку заряда 1 Кл, называется электрическим напряжением на этом участке (U).

U - напряжение

Чтобы найти напряжение U на данном участке цепи, надо работу тока А разделить на заряд q, прошедший по этому участку:

U = A

q

Отсюда следует, что

A = U*q

Подставляя в последнее равенство выражение q=I*t, получаем

A=I*U*t

Итак, чтобы найти работу тока на участке цепи, надо напряжение на концах этого участка U умножить на силу тока I и на время t, в течение которого совершалась работа.

Ед. изм. 1Дж=1В*1А*1с

Действие тока характеризуется не только работой А, но и мощностью P. Мощность тока показывает, какую работу совершает ток за единицу времени.

P=A/t, A=I*U*t => P=IU

Итак, чтобы найти мощность электрического тока Р, надо силу тока I умножить на напряжение U. Ед. изм. 1Вт=1В*1А

Одним из свойств электрического тока является его тепловое действие. Нагревание током проводника обусловлено взаимодействием носителей тока со встречными атомами или ионами вещества. В результате этого взаимодействия внутренняя энергия проводника возрастает и он нагревается. Нагретый проводник отдает полученную энергию окружающей среде в виде тепловой энергии. Эта энергия и представляет собой то количество теплоты, которое определяется по закону Джоуля-Ленца.

Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения по нему тока.

Q=I²Rt

Закон Джоуля-Ленца был открыт экспериментально. Но ему можно дать и теоретическое обоснование.

Когда электрический ток проходит по проводнику, совершается работа, определяемая выражением А=I*U*t, но U=I*R => A=I²*R*t.

Если проводник, по которому идет ток, остается неподвижным и в нем не происходит никаких химических реакций, то вся эта работа идет на увеличение его внутренней энергии. При этом количество теплоты, выделяемое проводником с током, совпадает с работой тока и поэтому определяется тем же выражением.

Используя Закон Ома, можно получить формулу:

Q=I²Rt , I=U/R => Q=U² *t

R

Тепловое действие тока широко используется в технике. Например, в лампах накаливания, в плавких предохранителях, в нагревательных приборах, в автоматических устройствах ограничения тока.

9 класс стр.48-53