Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 5 № 1913
i

У Ивана Пет­ро­ви­ча пе­ре­го­ре­ла на­гре­ва­тель­ная спи­раль в па­яль­ни­ке, ко­то­рый был рас­счи­тан на на­пря­же­ние U  =  12 В. Для ре­мон­та па­яль­ни­ка Иван Пет­ро­вич нашёл у себя в за­па­сах кусок ни­хро­мо­вой про­во­ло­ки дли­ной l  =  50 см и пло­ща­дью по­пе­реч­но­го се­че­ния S  =  0,055 мм2. Удель­ное со­про­тив­ле­ние ни­хро­ма ρ  =  1,1 Ом · мм2/м.

1)  Чему равно со­про­тив­ле­ние най­ден­но­го куска про­во­ло­ки?

2)  Какой ока­за­лась мощ­ность по­чи­нен­но­го па­яль­ни­ка, если для из­го­тов­ле­ния новой спи­ра­ли Иван Пет­ро­вич ис­поль­зо­вал весь най­ден­ный кусок про­во­ло­ки?

3)  Иван Пет­ро­вич решил рас­пла­вить по­чи­нен­ным па­яль­ни­ком ку­со­чек олова. Масса олова mо  =  10 г, удель­ная теплоёмкость олова cо  =  220 Дж / (кг · °С), удель­ная теп­ло­та плав­ле­ния олова λ  =  59 кДж/кг. На­чаль­ная тем­пе­ра­ту­ра олова Tн  =  20 °С, тем­пе­ра­ту­ра плав­ле­ния олова Tпл  =  232 °C. Рас­счи­тай­те время, ко­то­рое по­тре­бо­ва­лось для плав­ле­ния дан­но­го ку­соч­ка олова по­чи­нен­ным па­яль­ни­ком, если из­вест­но, что толь­ко η  =  50% мощ­но­сти па­яль­ни­ка пе­ре­да­лось олову. На­пи­ши­те пол­ное ре­ше­ние этой за­да­чи.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1)  Со­про­тив­ле­ние про­во­ло­ки

R= дробь: чис­ли­тель: \rho l, зна­ме­на­тель: S конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1,1 дробь: чис­ли­тель: Ом умно­жить на мм в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: м конец дроби умно­жить на 0,5м , зна­ме­на­тель: 0,055мм в квад­ра­те конец дроби =10Ом.

2)  Мощ­ность тока

P= дробь: чис­ли­тель: U в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: R конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 12 в квад­ра­те В в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 10Ом конец дроби =14,4Вт.

3)  Най­дем ко­ли­че­ство теп­ло­ты при на­гре­ва­нии олова:

Q_1=mc\Delta T=0,01кг умно­жить на 220 Дж/ левая круг­лая скоб­ка кг умно­жить на \! гра­ду­совС пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 232 минус 20 пра­вая круг­лая скоб­ка =466,4Дж.

Для плав­ле­ния олова по­тре­бу­ет­ся

Q=m\lambda=0,01кг умно­жить на 59000Дж/кг=590Дж.

Тогда общее ко­ли­че­ство теп­ло­ты

Q=Q_1 плюс Q_2=466,4 плюс 590=1056,4Дж.

Из фор­му­лы КПД най­дем ра­бо­ту элек­три­че­ско­го тока

A= дробь: чис­ли­тель: Q, зна­ме­на­тель: \eta конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1056,4, зна­ме­на­тель: 0,5 конец дроби =2112,8Дж.

Тогда за­тра­чен­ное время

t= дробь: чис­ли­тель: A, зна­ме­на­тель: P конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2112,8Дж, зна­ме­на­тель: 14,4Вт конец дроби \approx 147с.

Ответ: 1) 10 Ом; 2) 14,4 Вт; 3) 147 с.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

№ во­про­саКри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
1При­ве­де­ны пра­виль­ные рас­суж­де­ния, не­об­хо­ди­мые для от­ве­та на пер­вый во­прос за­да­чи (пра­виль­но за­пи­са­ны фи­зи­че­ские за­ко­ны и фор­му­лы; про­ве­де­ны нуж­ные ма­те­ма­ти­че­ские пре­об­ра­зо­ва­ния), и по­лу­чен вер­ный чис­лен­ный ответ1
2При­ве­де­ны пра­виль­ные рас­суж­де­ния, не­об­хо­ди­мые для от­ве­та на вто­рой во­прос за­да­чи (пра­виль­но за­пи­са­ны фи­зи­че­ские за­ко­ны и фор­му­лы; про­ве­де­ны нуж­ные ма­те­ма­ти­че­ские пре­об­ра­зо­ва­ния), и по­лу­чен вер­ный чис­лен­ный ответ1
3При­ве­де­ны пра­виль­ные рас­суж­де­ния, не­об­хо­ди­мые для от­ве­та на тре­тий во­прос за­да­чи (пра­виль­но за­пи­са­ны фи­зи­че­ские за­ко­ны и фор­му­лы; про­ве­де­ны нуж­ные ма­те­ма­ти­че­ские пре­об­ра­зо­ва­ния) 1
По­лу­чен вер­ный чис­лен­ный ответ на тре­тий во­прос за­да­чи1
Мак­си­маль­ный балл4
Источники: