4. Последовательно соединены медная и железная проволоки одинаковой длины и сечения подключены к аккумулятору. В какой из них выделится большее количество теплоты за одинаковое время?

Анализ задачи:

Эта задача на закон Джоуля-Ленца. Закон гласит, что количество теплоты, выделяемое проводником с током, пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого протекал ток. Формула выглядит так: $$Q = I^2 \times R \times t

Ключевые моменты:

• Последовательное соединение: это значит, что сила тока $$I одинакова во всех проводниках.
• Одинаковое время: $$t — одно и то же для обеих проволок.
• Разные материалы: медь и железо имеют разное удельное сопротивление. Удельное сопротивление железа значительно выше, чем у меди.
• Одинаковая длина и сечение: это означает, что сопротивление проводника $$R прямо пропорционально его удельному сопротивлению $$\rho ($$R = \(\frac\){{\(\rho\) \(\times\) L}}{{S}}, где $$L — длина, $$S — площадь сечения).

Вывод:

Так как сила тока $$I и время $$t одинаковы, а удельное сопротивление железа больше, чем у меди, то и сопротивление железной проволоки $$R_{железо} будет больше, чем у медной $$R_{медь}. Следовательно, согласно закону Джоуля-Ленца, в железной проволоке выделится большее количество теплоты.

Ответ: В железной проволоке.