Ток Вокруг Нас — Задание Физика 8 Класс №00051288

Спираль и шнур — части одной цепи, и ток нагревает и то и другое. Почему же спираль раскалена, а шнур едва тёплый? Это объясняет закон Джоуля — Ленца $Q = I^2Rt$.

Ток из розетки идёт по одной жиле шнура, потом через спираль и возвращается по второй жиле. Развилок нет, это последовательное соединение, поэтому сила тока в жилах и в спирали одна и та же. Время по условию тоже одинаковое.

Значит, в формуле $Q = I^2Rt$ у спирали и шнура различается только сопротивление. Теплоты выделяется во столько раз больше, во сколько раз больше сопротивление:

$$\dfrac{Q_{\text{сп}}}{Q_{\text{ш}}} = \dfrac{I^2R_{\text{сп}}t}{I^2R_{\text{ш}}t} = \dfrac{R_{\text{сп}}}{R_{\text{ш}}} = \dfrac{48}{0{,}12} = 400.$$

Заметь: сопротивление $0{,}12\text{ Ом}$ уже дано для обеих жил вместе. Ток проходит их одну за другой, так что ничего удваивать не нужно.

Проверим себя на правдоподобных числах. Пусть ток в цепи $5\text{ А}$. Тогда спираль получает каждую секунду $25\cdot 48 = 1200\text{ Дж}$ — обычная мощность утюга, а шнур всего $25\cdot 0{,}12 = 3\text{ Дж}$. Три ватта на весь длинный шнур — вот почему он едва тёплый.