Задача В40. На медном резисторе в течение 10 с поддерживали напряжение 2 В. Чему равна длина резистора, если его температура повысилась при этом на 8 К? Удельное сопротивление меди Ом • м, плотность меди , удельная теплоемкость меди 380 Дж/(кг • К). Изменением сопротивления резистора при нагревании и потерями тепловой энергии можно пренебречь. Ответ округлить до целого числа метров.

Задача В40. На медном резисторе в течение 10 с поддерживали напряжение 2 В. Чему равна длина резистора, если его температура повысилась при этом на 8 К? Удельное сопротивление меди Ом • м, плотность меди , удельная теплоемкость меди 380 Дж/(кг • К). Изменением сопротивления резистора при нагревании и потерями тепловой энергии можно пренебречь. Ответ округлить до целого числа метров.

Обозначим t время нагревания, U — напряжение на резисторе, — изменение температуры резистора, — удельное сопротивление меди, — плотность меди, с — удельную теплоемкость меди, I — силу тока в резисторе, S — площадь поперечного сечения резистора, m — массу резистора, l — его длину, V — его объем, R — сопротивление резистора, Q — количество теплоты, выделившееся в резисторе.

Решение:

По закону Джоуля — Ленца

Выразим сопротивление резистора через его длину:

С учетом этого

Это количество теплоты пошло на нагревание резистора:

Теперь выразим массу резистора через его объем, а объем — через длину и площадь сечения:

Подставим правую часть равенства (3) вместо массы в формулу (2):

Нам осталось приравнять правые части равенств (1) и (4) и из полученного выражения найти длину резистора.

Произведем вычисления:

Ответ: l = 9 м.

Эта задача взята со страницы подробного решения задач по физике, там расположена теория и подробное решения задач по всем темам физики:

Задачи по физике с решением

Возможно вам будут полезны эти задачи:

Задача В38. При электролизе меди сопротивление электролита 1 мОм, напряжение на электродах 8 В. Через сколько времени на катоде выделится 1 кг меди? Электрохимический эквивалент меди 0,33 мг/Кл. Ответ округлить до целого числа минут.

Задача В39. Сила тока в электрохимической ванне при электролизе 25 А, время электролиза 2 ч, площадь детали, покрываемой никелем, , электрохимический эквивалент никеля кг/Кл, его плотность . Определить толщину покрытия.

Задача В41. Проводник массой 10 г и длиной 2 см висит неподвижно в магнитном поле индукцией 4 Тл. Найти силу тока в проводнике.

Задача В42. В однородном магнитном поле индукцией 0,4 Тл находится прямой проводник длиной 0,15 м, расположенный перпендикулярно магнитным линиям. По проводнику идет ток силой 8 А. Под действием силы Ампера проводник перемещается на 0,025 м. Определить работу, совершенную при перемещении.