Задачи по физике 8 класс: закон Джоуля — Ленца

10 задач по физике для 8 класса по теме «Закон Джоуля — Ленца» — от простых к сложным, с ответами и подробными решениями. Решите задачу, введите ответ числом — сайт сразу проверит его. Если не получается, откройте решение: дано, формула, вычисление.

Задачи на закон Джоуля — Ленца

  1. Через электрический утюг проходит ток силой 5 А. Сопротивление нагревательного элемента равно 20 Ом. Какое количество теплоты выделится в утюге за 1 минуту? Ответ выразите в килоджоулях.

    Дано: I = 5 А; R = 20 Ом; t = 1 мин = 60 с.

    Решение:

    По закону Джоуля — Ленца:

    Q = I²Rt.

    Подставим значения:

    Q = 5² · 20 · 60 = 30000 Дж = 30 кДж.

    Ответ: 30 кДж.

  2. Электрический чайник работает при силе тока 4 А. Сопротивление его нагревательного элемента составляет 30 Ом. Определите количество теплоты, выделившееся за 2 минуты. Ответ выразите в килоджоулях.

    Дано: I = 4 А; R = 30 Ом; t = 2 мин = 120 с.

    Решение:

    По закону Джоуля — Ленца:

    Q = I²Rt.

    Q = 4² · 30 · 120 = 57600 Дж = 57,6 кДж.

    Ответ: 57,6 кДж.

  3. В электрическом нагревателе сопротивлением 50 Ом проходит ток силой 2 А. Определите количество теплоты, выделившееся за 5 минут. Ответ выразите в килоджоулях.

    Дано: R = 50 Ом; I = 2 А; t = 5 мин = 300 с.

    Решение:

    По закону Джоуля — Ленца:

    Q = I²Rt.

    Q = 2² · 50 · 300 = 60000 Дж = 60 кДж.

    Ответ: 60 кДж.

  4. Через резистор сопротивлением 40 Ом проходит электрический ток силой 0,5 А. Какое количество теплоты выделится в резисторе за 10 минут? Ответ выразите в джоулях.

    Дано: R = 40 Ом; I = 0,5 А; t = 10 мин = 600 с.

    Решение:

    По закону Джоуля — Ленца:

    Q = I²Rt.

    Q = 0,5² · 40 · 600 = 6000 Дж.

    Ответ: 6000 Дж.

  5. Электрическая лампа подключена к сети напряжением 220 В. Сопротивление её нити накаливания равно 484 Ом. Какое количество теплоты выделится в нити за 2 минуты? Ответ выразите в килоджоулях.

    Дано: U = 220 В; R = 484 Ом; t = 2 мин = 120 с.

    Решение:

    Сначала найдём силу тока по закону Ома:

    I = U / R = 220 / 484 ≈ 0,455 А.

    Количество теплоты определим по закону Джоуля — Ленца:

    Q = I²Rt.

    Q = (220 / 484)² · 484 · 120 = 12000 Дж = 12 кДж.

    Ответ: 12 кДж.

  6. В электрическом кипятильнике при напряжении 120 В проходит ток силой 5 А. Какое количество теплоты выделится в кипятильнике за 3 минуты? Ответ выразите в килоджоулях.

    Дано: U = 120 В; I = 5 А; t = 3 мин = 180 с.

    Решение:

    Количество теплоты можно найти по формуле:

    Q = UIt.

    Подставим значения:

    Q = 120 · 5 · 180 = 108000 Дж = 108 кДж.

    Ответ: 108 кДж.

  7. В нагревательном элементе сопротивлением 24 Ом за 5 минут выделилось 36 кДж теплоты. Определите силу тока в нагревателе. Ответ выразите в амперах.

    Дано: R = 24 Ом; Q = 36 кДж = 36000 Дж; t = 5 мин = 300 с.

    Решение:

    По закону Джоуля — Ленца:

    Q = I²Rt.

    Выразим силу тока:

    I = √(Q / (Rt)).

    Подставим значения:

    I = √(36000 / (24 · 300)) = √5 ≈ 2,24 А.

    Ответ: 2,24 А.

  8. Электрический нагреватель сопротивлением 44 Ом подключён к сети напряжением 220 В. Определите количество теплоты, которое выделится в нагревателе за 5 минут. Ответ выразите в килоджоулях.

    Дано: R = 44 Ом; U = 220 В; t = 5 мин = 300 с.

    Решение:

    По закону Ома:

    I = U / R = 220 / 44 = 5 А.

    По закону Джоуля — Ленца:

    Q = I²Rt.

    Q = 5² · 44 · 300 = 330000 Дж = 330 кДж.

    Ответ: 330 кДж.

  9. Электрический нагреватель сопротивлением 50 Ом подключили к источнику напряжением 100 В. За некоторое время в нём выделилось 60 кДж теплоты. Определите продолжительность работы нагревателя. Ответ выразите в минутах.

    Дано: R = 50 Ом; U = 100 В; Q = 60 кДж = 60000 Дж.

    Решение:

    По закону Ома найдём силу тока:

    I = U / R = 100 / 50 = 2 А.

    По закону Джоуля — Ленца:

    Q = I²Rt.

    Выразим время:

    t = Q / (I²R).

    t = 60000 / (2² · 50) = 600 с.

    Переведём секунды в минуты:

    t = 600 / 60 = 10 мин.

    Ответ: 10 мин.

  10. В электрическом нагревателе сопротивлением 20 Ом проходит ток силой 3 А в течение 4 минут. Выделившееся количество теплоты полностью передаётся 2 кг воды. Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·°C). На сколько градусов нагреется вода? Потерями теплоты пренебречь. Ответ округлите до десятых.

    Дано: R = 20 Ом; I = 3 А; t = 4 мин = 240 с; m = 2 кг; c = 4200 Дж/(кг·°C).

    Решение:

    1. Найдём количество теплоты, выделившееся в нагревателе:

    Q = I²Rt.

    Q = 3² · 20 · 240 = 43200 Дж.

    2. Используем формулу количества теплоты при нагревании воды:

    Q = cmΔT.

    Выразим изменение температуры:

    ΔT = Q / (cm).

    ΔT = 43200 / (4200 · 2) ≈ 5,14 °C.

    Округлим до десятых: ΔT = 5,1 °C.

    Ответ: 5,1 °C.