12.12.2014
Урок 28 (9 класс)
Тема. Электронагревательные приборы
1. Решение задач по теме «Работа и мощность электрического тока»
Задача 1. В течение 10 мин по некоторому участку протекает электрический ток, значение которого 250 мА. Напряжение на этом участке 4В. Нам необходимо определить мощность электрического тока, который, как говорят, выделяется на этом участке, и работу электрического тока, произведенную за это время.
Итак, запишем краткое условие и рассмотрим решение этой задачи.
Дано: СИ Решение
t – 10 мин 600 с А= U.I.t=4.0,25.600=600[Дж]
U=4В Р =
I=250мА 0,25А Р= U.I=1[Вт]
А -?
Р -? Ответ: А=600 Дж; Р=1 Вт.
10 минут – это время протекания электрического тока.
Напряжение на концах участка цепи. Видимо, включен какой-то прибор или, может быть, это резистор сопротивления, тепловой элемент. Так вот, напряжение на концах этого участка – 4В.
Сила тока, обратите внимание, определяется как 250 мА. Вот эта буква м говорит о том, что в данном случае миллиамперы. Приставка милли говорит о том, что это тысячная доля ампера. Конечно, в этой задаче нам необходимо будет использовать систему СИ, т.е. все единицы перевести в одну единую систему. 10 минут мы переводим в секунды – это 600с.
Вольты остаются как есть, потому что в системе СИ эта единица считается международной. А вот 250 мА, поскольку тысячная доля, то, соответственно, мы получаем в амперах 0,25А. Значит, 250 мА=0,25А. Определить нам надо работу и мощность электрического тока. Воспользуемся известными уравнениями. Мы их уже сегодня повторили.
Первое уравнение – это, конечно, вычисление работы.
А= U.I.t, подставляем значения 4.0,25.600=600[Дж]
Мы используем единицы из системы СИ, системы интернациональной. И получаем ответ: А=600 Дж.
Чтобы определить мощность, мы можем поступить следующим образом. Мы можем известное значение работы 600Дж разделить на время, которое нам известно, – это 600с. И воспользоваться уравнением, которое вы все хорошо знаете: Р =. А можно воспользоваться другим уравнением, когда мы определяем мощность как произведение: Р = U.I. В этом случае мы получаем 4.0,25=1 Вт. Обратите внимание, что мощность на данном участке цепи – это 1Вт, мощность электрического тока. И ответ обязательно А=600 Дж; Р=1 Вт.
Обращаю ваше внимание: несмотря на то, что здесь представлены две формулы для вычисления мощности, если вы будете вычислять мощность по одному уравнению, по другому уравнению, то вы получите, конечно, один и тот же ответ. Независимо от того, какое уравнение, ответ будет один и тот же. Еще бы мне хотелось после этой разобранной задачи сказать о том, что мощность электрического тока и работа электрического тока неотрывно связаны друг с другом.
Задача 2. Одна лампа мощностью 25 Вт, а вторая лампа мощностью 100 Вт. И обе эти лампы мы включаем в электрическую цепь под напряжение 220 В. А вопрос в этой задаче следующий: «Необходимо определить, насколько отличается сила тока в этих лампах»?
Итак, краткое условие этой задачи, посмотрите, пожалуйста, здесь оно записано.
Дано: Решение:
Р1=100 Вт Р = U.I I1=
Р2=25 Вт I2=
U=220 В?I=0,45-0,11=0,34[A]
?I-? Ответ:?I=0,34[A]
Две лампы, на них обычно написано всегда, и, наверное, многие из вас обращали внимание, когда покупают лампы или когда заменяют перегоревшую на новую. Пишут на лампах следующее: мощность и напряжение, как я говорил. Вот на одной лампе написано 110 Вт - 220 В.
На другой лампе написано 25 Вт и тоже 220 В. А определить надо, обратите внимание,?I, т.е. этот треугольник, который здесь стоит – это греческая буква?, которая говорит о том, что мы должны найти разность сил тока в одной лампе и в другой. Для того чтобы определиться с силой тока, нам, конечно, надо воспользоваться уравнением, где есть напряжение и сила тока, т.е. формула для вычисления мощности будет следующая:
Р = U.I
Тогда мы можем спокойно определить силу тока в первой лампе. В первой лампе она будет равна I1=
Обратите внимание, что ответ будет неточный, приближенный, и до второго знака запятой мы его определяем. Он получится 0,45 А.
В лампе мощностью 100 Вт протекает электрический ток, значение которого 0,45 А. Для второй лампы точно так же мы можем определить силу тока, разделив мощность 25 Вт, т.е. это мощность второй лампы, на то же самое напряжение 220 В – I2=.
Обратите внимание, что в этом случае сила тока будет 0,11 А.
Сила тока во второй лампе будет меньше, чем сила тока в первой. Мне бы хотелось здесь подчеркнуть, потому что мы к этому вопросу еще вернемся, и сказать теперь, что разность, которую нам следует определить,?I=0,45-0,11=0,34[A], разность сил тока в лампах соответствует 0,34 А.
Обращаю ваше внимание на то, что сила тока, протекающая в лампах, разная. Что это означает? Вы прекрасно знаете, что, для того чтобы в комнате было светлее, лампа горела как можно ярче, мы стараемся включить лампу большей мощности. Другими словами лампа, которая обладает большей мощностью, будет гораздо ярче светить. Значит, обращаю ваше внимание на то, что в данном случае мы можем говорить о протекании тока, т.е. чем больше электрический ток протекает в цепи, тем, соответственно, лампа будет ярче гореть. Мощность ее в данном случае будет больше. Если мы посмотрим на значение токов, то, посмотрите, пожалуйста, они отличаются в 4 раза. Мощность отличается в 4 раза, и сила тока в этих лампах тоже отличается в 4 раза. Тем самым мы должны понимать, что мощность, работа, сила тока, напряжение – величины, которые между собой связаны и характеризуют действие электрического тока.
