Вариант 1. 1. Дайте определение работы тока. 2. Каково напряжение на концах участка цепи, сила тока в котором равна 0,2А, а его сопротивление 20 Ом? 3. Найдите общее сопротивление цепи (см. рис. 1). Сопротивления всех резисторов одинаковы и равны 4 Ом. 4. Две лампы соединены последовательно и подключены к источнику тока напряжением 12В. Напряжение на второй лампе составляет 4В. Определите сопротивление первой лампы, если сила тока в ней равна 0,5А. 5. Электрическая плита с КПД 40% нагревает воду массой 4кг на 40°С за 5 минут. Найдите мощность электроплиты. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж. кг-°С

Работа тока — это физическая величина, характеризующая преобразование электрической энергии в другие виды энергии (тепловую, световую, механическую и др.) при прохождении электрического тока через проводник.

Используем закон Ома: \[U = I \cdot R\], где U — напряжение, I — сила тока, R — сопротивление.

Дано: I = 0.2 A, R = 20 Ом

Тогда: \[U = 0.2 \cdot 20 = 4 \,В\]

Для последовательного соединения резисторов общее сопротивление равно сумме сопротивлений отдельных резисторов.

Если все резисторы одинаковы и равны 4 Ом, и их 2 (как видно из условия "см. рис. 1", который отсутствует, будем считать, что там 2 резистора), то общее сопротивление: \[R_{общ} = 4 + 4 = 8 \,Ом\]

Общее напряжение равно 12 В, напряжение на второй лампе 4 В, следовательно, напряжение на первой лампе: \[U_1 = 12 - 4 = 8 \,В\]

Сила тока в первой лампе равна 0.5 А.

Сопротивление первой лампы: \[R_1 = \frac{U_1}{I_1} = \frac{8}{0.5} = 16 \,Ом\]

Сначала найдем количество теплоты, необходимое для нагрева воды:

\[Q = mc\Delta T\], где m — масса воды, c — удельная теплоемкость воды, \(\Delta T\) — изменение температуры.

\[Q = 4 \cdot 4200 \cdot 40 = 672000 \,Дж\]

КПД плиты 40%, то есть только 40% потребляемой энергии идет на нагрев воды. Поэтому полная энергия, потребляемая плитой:

\[Q_{полн} = \frac{Q}{\eta} = \frac{672000}{0.4} = 1680000 \,Дж\]

Время нагрева 5 минут = 300 секунд.

Мощность плиты: \[P = \frac{Q_{полн}}{t} = \frac{1680000}{300} = 5600 \,Вт\]