4. В цепь источника тока включены последовательно три проволоки одинакового сечения и длины: медная, стальная и никелиновая. Ка- кая из них больше нагреется? Ответ обоснуйте и по возможности проверьте в классе на опыте.

Ответ: Никелиновая проволока нагреется больше.

Решение:

1. Количество теплоты, выделяемое проводником при прохождении электрического тока, определяется законом Джоуля-Ленца: \[Q = I^2 \cdot R \cdot t\]
2. Так как проволоки соединены последовательно, сила тока (\(I\)) и время (\(t\)) будут одинаковыми для всех трех проволок.
3. Следовательно, количество выделившегося тепла будет зависеть только от сопротивления проволоки (\(R\)).
4. Сопротивление проволоки можно рассчитать по формуле: \[R = \rho \cdot \frac{L}{A}\] где:
   • \(\rho\) – удельное сопротивление материала,
   • \(L\) – длина проволоки,
   • \(A\) – площадь поперечного сечения проволоки.
5. В данном случае длина (\(L\)) и площадь поперечного сечения (\(A\)) одинаковы для всех трех проволок, поэтому сопротивление будет зависеть только от удельного сопротивления материала (\(\rho\)).
6. Удельное сопротивление различных металлов (приблизительные значения):
   • Медь: \(1.7 \cdot 10^{-8}\) Ом·м
   • Сталь: \(10-90 \cdot 10^{-8}\) Ом·м (в зависимости от марки стали)
   • Никелин: \(40-50 \cdot 10^{-8}\) Ом·м
7. Никелиновая проволока имеет наибольшее удельное сопротивление среди указанных материалов, поэтому она нагреется больше всех.

Ответ: Никелиновая проволока нагреется больше.