ГДЗ Фізика 8 клас. Підручник [Сиротюк В.Д.] 2021

05.11.2021, icon

8 Клас / Фізика, icon

20 196,

Інші завдання дивись тут...

Рівень Б, с. 152

275. Користуючись законом Ома, виразіть роботу струму через силу струму, опір і час; через напругу, опір і час.
Використовуючи закон Ома, визначимо роботу струму через: силу струму, опір і час:

напругу, опір і час:

276. На дві електричні лампи потужністю 100 і 25 Вт, з’єднані паралельно, подається напруга 220 В. Визначте силу струму в кожній лампі. У якій лампі більший опір нитки розжарювання?
Дано:

Розв’язання:
Лампи з’єднані паралельно. При паралельному з’єднані напруга є величиною сталою. Силу струму на кожній ділянці можна визначити за формулою:
I=P/U.
Підставивши значення величин, отримаємо:

За законом Ома, сила струму обернено пропорційна опору, тому можемо записати:

Підставивши значення величин, отримаємо:

Відповідь: сила струму в першій лампі 0,45 А, у другій — 0,11 А. Опір другої лампи більший, ніж опір першої лампи, у 4,1 разів.
277. На електролічильнику є такі написи: 220 V (220 В), 5-17 А, 1 kW ∙ h (1 кВт ∙ год) = 1200 обертам диска. Що означають ці написи? На яку найбільшу потужність розрахований лічильник? Скільки ламп по 100 Вт можна ввімкнути в електромережу? Скільки обертів зробить диск лічильника, якщо протягом 2 год буде ввімкнено електропраску потужністю 1 кВт?
На електролічильнику є такі написи: 220 В — напруга в колі, 5-17 А — мінімальна і максимальна сила струму в колі, 1 кВт ∙ год = 1200 обертів диска — електричний струм виконує роботу, що дорівнює 3 кДж (3600*1000/1200) за 1 оберт диска. Щоб визначити найбільшу потужність, на яку розраховано лічильник, треба скористатися формулою: P=U*I
Підставивши значення величин, отримаємо: Р_max = 220 В ∙ 17 А = 3740 Вт. У таку мережу можна ввімкнути 374 лампи 3740Вт/100Вт. Якщо 2 год буде ввімкнена електропраска потужністю 1 кВт, лічильник зробить 2400 обертів.
278. Нехай лічильник зафіксував значення роботи струму, яке дорівнює 500,4 кВт ∙ год. Що покаже лічильник, якщо в будинку протягом 10 год світилося 10 електричних ламп потужністю 100 Вт? Яку суму грошей потрібно заплатити, якщо вартість 1 кВт ∙ год становить 0,456 к.?
Лічильник зафіксував значення роботи струму, яке дорівнювало 500,4 кВт ∙ год. Якщо в будинку протягом 10 год буде світитися 10 електричних ламп потужністю 100 Вт, то струм виконає роботу 10 кВт ∙ год і лічильник покаже 510,4 кВт ∙ год. Щоб визнати, яку суму грошей потрібно заплатити, помножимо 10 кВт год на 0,456 копійок (вартість 1 кВт ∙ год), і отримуємо 4 гривні 56 копійок.
279. Дві лампи потужністю по 100 Вт кожна, розраховані на напругу 120 В, увімкнуто послідовно в електромережу 220 В. Визначте силу струму в колі й напругу на кожній з ламп.
Дано:

Розв’язання:
Лампи з’єднані послідовно. При послідовному з’єднанні сила струму є величиною сталою, а загальна напруга дорівнює сумі напруг на кожній ділянці кола. Силу струму на кожній ділянці можна визначити за формулою:

Підставивши значення величин, отримаємо:

Аналізуючи дані, можна зробити висновок, що й опори ламп однакові, тому і напруга на кожній з ламп буде однаковою по 110 В.
Відповідь: сила струму у першій і другій лампі — 0,9 А, напруга на лампах становить 110 В.
280. Дві електричні лампи опором 80 і 160 Ом увімкнуто в коло послідовно. У якій з них виділиться більше теплоти за один і той самий час?
Дано:

Розв’язання:
Щоб визначити кількість теплоти, яка виділяється в електричній лампі, потрібно роботу записати через закон Джоуля—Ленца: Q = I²Rt. Оскільки час проходження струму в лампах однаковий і при послідовному з’єднанні сила струму однакова, то порівняємо опори ламп: R₂ > R₁ у 2 рази. Приходимо до висновку, що Q₂ > Q₁ у два рази.
Відповідь: кількість теплоти у лампі 2 більша, ніж у лампі 1, у два рази.
281. Дві електричні лампи опором 80 і 160 Ом увімкнуто в коло паралельно. У якій з них виділиться більше теплоти за один і той самий час?
Дано:

Розв’язання:
Щоб визначити кількість теплоти, яка виділяється в електричній лампі, потрібно роботу записати через закон Джоуля—Ленца: Q = I²Rt. Використовуючи закон Ома, зробимо перетворення та отримуємо:

При паралельному з’єднанні ламп напруга у кожній ділянці однакова. За умовою опори ламп: R₂ > у"2 рази, значить, Q₂ < Q₁ у два рази.
Відповідь: кількість теплоти у лампі 1 більша, ніж у лампі 2, у два рази.
282. На електричному чайнику є напис «1,2 кВт, 220 В». Що означає цей напис? Який струм виникає в нагрівальному елементі чайника за нормального режиму роботи? Яка кількість теплоти виділяється в нагрівальному елементі за 3 хв? Чи достатньо цієї теплоти, щоб нагріти до кипіння 1,5 л води, температура якої 20 °С?
Дано:

Розв’язання:
На електричному чайнику є напис «1,2 кВт; 220 В». Це означає, що потужність чайника 1200 Вт і його можна вмикати в мережу 220 В. Щоб визначити струм, який виникає у нагрівальному елементі чайника, треба потужність поділити на напругу: I=P/U.
Підставивши значення величин, отримаємо:

Кількість теплоти, що виділяється у нагрівальному елементі, дорівнює роботі електричного струму: Q = А і Q = Pt. Підставивши значення величин, отримаємо: Q = 1200 Вт ∙ 180 с = 216 000 Дж = 216 кДж.
Щоб з’ясувати, чи достатньо цієї теплоти для нагрівання 1,5 л води від 20 °С до кипіння, скористуємося формулою для розрахунку кількості теплоти, яка потрібна для нагрівання води: Q_B = cmΔt.

Порівняємо значення кількості теплоти: Q < Q_H, тобто енергії не достатньо.
Відповідь: сила струму 5,45 А; кількість теплоти, що виділяється, 216 кДж; цієї енергії недостатньо, щоб нагріти 1,5 кг води від 20 °С до кипіння.
283. Дві електричні лампи потужністю 40 і 100 Вт, розраховані на напругу 110 В, увімкнуто в мережу 220 В послідовно. Яка з ламп світитиметься яскравіше? Чи можуть довго світитися лампи за таких умов?
Дві електричні лампи потужністю 40 і 100 Вт, розраховані на напругу 110 В, увімкнуто в мережу послідовно. При послідовному з’єднанні сила струму є величиною сталою. Потужність визначається за формулою Р = I² ∙ t. Тому чим більший опір лампи, тим більша її розсіювальна потужність (яскравість). Визначимо опори ламп:

Підставивши значення величин, отримаємо:

Опір першої у 2,5 рази більший, отже, і її яскравість більша.
284. Яка кількість теплоти виділиться за 20 хв в електричному чайнику опором 100 Ом, якщо його ввімкнути в мережу напругою 220 В? Яка маса води, налитої в чайник, якщо вона нагрілася за цей час від 20 °С до кипіння?
Дано:

Розв’язання:
Кількість теплоти, що виділяється у нагрівальному елементі, дорівнює роботі електричного струму:

Підставивши значення величин, отримаємо:

Щоб з’ясувати, скільки води можна нагріти від 20 °С до кипіння, скористуємося формулою для розрахунку кількості теплоти, яка потрібна для нагрівання води: Q = cmΔt і знайдемо масу води:

Підставивши значення величин, отримаємо:

Відповідь: кількість теплоти, що виділяється, 508,8 кДж; цієї енергії достатньо, щоб нагріти 1,73 кг води від 20°С до кипіння.
285. Електрична плитка опором 80 Ом працює при напрузі 220 В. Скільки потрібно часу, щоб закипів чайник, у якому міститься 3 л води? Початкова температура води дорівнює 10 °С. ККД нагрівального елемента плитки 60 %. Теплоємністю чайника знехтуйте.
Дано:

Розв’язання:
ККД нагрівального елемента розрахуємо за формулою:

Кількість теплоти, що виділяється у нагрівальному елементі, дорівнює роботі електричного струму: Q = А і Q=U^2/R *t.
Щоб з’ясувати, скільки води можна нагріти від 10°С до кипіння, скористуємося формулою для розрахунку кількості теплоти, яка потрібна для нагрівання води: Q_н = cmΔt. (3) Формули (2) і (3) підставимо у формулу (1):