Global EE

Электрические… — Задание 3 Физика 8 Класс №00049855

Задание №3. Анализ Табличных Данных

Электрические Явления

№2. Задание 3

ID: 00049855

Для изготовления спиралей нагревательных элементов чаще всего используют нихром и фехраль. В нагревательном элементе перегорела спираль из нихрома, и Владимир Валерьевич решил заменить её фехралевой спиралью того же сечения.

Удельное электрическое сопротивление $\rho$ некоторых веществ, $\text{Ом}\cdot\text{мм}^2/\text{м}$ (при $20\text{ }{}^\circ\text{C}$)

Материал

$\rho$

Материал

$\rho$

Серебро

0,016

Никелин

0,40

Медь

0,017

Манганин

0,43

Алюминий

0,028

Константан

0,50

Вольфрам

0,055

Нихром

1,1

Железо

0,10

Фехраль

1,3

Пользуясь таблицей, помогите Владимиру Валерьевичу определить, во сколько раз длина фехралевой спирали должна быть меньше длины нихромовой спирали, чтобы при подключении к тому же источнику напряжения в нагревательном элементе выделялась прежняя мощность?

Ответ округлите до сотых.

Источник: ВПР 2025

Решение

Подумай, что будет, если просто поставить фехраль вместо нихрома той же длины и толщины. Фехраль сопротивляется чуть сильнее, поэтому сопротивление вырастет, а мощность упадёт. Толщина задана, значит, выравнивать будем длиной.

Источник прежний и мощность прежняя. По формуле

$$P=\dfrac{U^2}{R}$$

это означает, что сопротивление новой спирали равно сопротивлению старой.

Вспомним, как сопротивление зависит от размеров:

$$R=\dfrac{\rho l}{S}$$

Сечение $S$ у спиралей одинаковое, так что сравнивать надо только произведения $\rho l$:

$$\rho_{\text{н}}l_{\text{н}}=\rho_{\text{ф}}l_{\text{ф}}\quad\Rightarrow\quad\dfrac{l_{\text{н}}}{l_{\text{ф}}}=\dfrac{\rho_{\text{ф}}}{\rho_{\text{н}}}$$

Длина фехраля меньше, поэтому большую длину, нихромовую, делим на меньшую. Числа из таблицы: фехраль $1{,}3$, нихром $1{,}1$.

$$\dfrac{l_{\text{н}}}{l_{\text{ф}}}=\dfrac{1{,}3}{1{,}1}\approx1{,}18$$

Проверим себя: при сечении $1\text{ мм}^2$ нихром длиной $1{,}18\text{ м}$ даёт $1{,}1\cdot1{,}18\approx1{,}3\text{ Ом}$, и фехраль длиной $1\text{ м}$ даёт те же $1{,}3\text{ Ом}$.

Ответ

1,18
Другие задания по теме «Электрические Явления» (8)