Ток Вокруг Нас — Задание Физика 8 Класс №00051292

Это опыт на тепловое действие тока, но с подвохом в соединении. Многие помнят: «где больше сопротивление, там больше и теплоты». Это правило верно, когда ток в проводниках одинаковый, то есть при последовательном соединении. Здесь соединение параллельное, и надо разобраться заново.

Сравним сопротивления. Длина и сечение одинаковые, по формуле $R = \dfrac{\rho l}{S}$ сопротивления относятся как удельные сопротивления: никелиновая проволока имеет сопротивление в $0{,}40 : 0{,}10 = 4$ раза больше железной.

При параллельном соединении обе проволоки подключены к одним и тем же точкам, поэтому напряжение $U$ на них одинаковое. Сила тока по закону Ома $I = \dfrac{U}{R}$: в никелиновой, где сопротивление вчетверо больше, ток вчетверо меньше.

Теплота $Q = UIt$. Напряжение и время у проволок одинаковы, значит, теплоты выделяется во столько раз больше, во сколько раз больше ток:

$$\dfrac{Q_{\text{н}}}{Q_{\text{ж}}} = \dfrac{UI_{\text{н}}t}{UI_{\text{ж}}t} = \dfrac{I_{\text{н}}}{I_{\text{ж}}} = \dfrac{R_{\text{ж}}}{R_{\text{н}}} = \dfrac{1}{4} = 0{,}25.$$

Значит, парафин быстрее растает на железной проволоке.

Проверим себя на придуманных числах. Пусть напряжение $2\text{ В}$, сопротивление железной проволоки $1\text{ Ом}$, никелиновой $4\text{ Ом}$. Токи $2\text{ А}$ и $0{,}5\text{ А}$, мощности $2\cdot 2 = 4\text{ Вт}$ и $2\cdot 0{,}5 = 1\text{ Вт}$. Отношение $1 : 4 = 0{,}25$ — совпало. А соедини те же проволоки последовательно — отношение перевернулось бы и стало равно $4$.