Задание 22 ОГЭ по физике №00018273
Работа и Мощность Тока
№2. Задание 22
ID: 00018273
При прохождении электрического тока через спираль нагревателя, изготовленную из никелиновой проволоки длиной $L = 80$ м и площадью поперечного сечения $S = 0{,}84$ мм$^2$, за $t = 10$ мин выделилось количество теплоты $Q = 726\,000$ Дж. Чему равно напряжение сети, в которую включили нагреватель? Удельное сопротивление никелина $\rho = 0{,}4$ Ом$\cdot$мм$^2$/м.
Источник: ФИПИ
Решение
Идея
Спираль — это обычный проводник. Сначала по его «геометрии» (длине и толщине) находим сопротивление, а потом вспоминаем, что вся выделившаяся теплота — это работа тока. А работу тока удобно выразить через напряжение и сопротивление.
Решение
Сопротивление проволоки: $R=\dfrac{\rho L}{S}=\dfrac{0{,}4\cdot 80}{0{,}84}\approx 38{,}1$ Ом. Количество теплоты по закону Джоуля–Ленца через напряжение: $Q=\dfrac{U^2}{R}\,t$. Отсюда $U=\sqrt{\dfrac{Q R}{t}}$. Время $t=10$ мин $=600$ с. $U=\sqrt{\dfrac{726000\cdot 38{,}1}{600}}=\sqrt{46095}\approx 215$ В.
Ответ
$U\approx 215$ В.