Q = I2Rt ? Q=t. R Нагревание проводников при прохождении по ним тока широко используется в электро- нагревательных приборах. 1. По какой формуле можно рассчитать количество теплоты, выде- ляемое в проводнике с током? 2. Сформулируйте закон Джоуля-Лен- ца. 3. Как можно объяснить нагревание проводника электрическим током? 4. Как, пользуясь законом сохранения энергии и законом Ома, можно выразить количество теплоты, выделяемое в проводнике с то- ком, через силу тока, сопротивление проводника и время?

Ответ: смотри решение

• 1. Количество теплоты, выделяемое в проводнике с током, можно рассчитать по формуле закона Джоуля-Ленца: \[Q = I^2Rt\] или \[Q = \frac{U^2}{R}t\] , где:
  • \( Q \) – количество теплоты, выделяемое проводником (в джоулях),
  • \( I \) – сила тока, протекающего через проводник (в амперах),
  • \( R \) – сопротивление проводника (в омах),
  • \( t \) – время прохождения тока через проводник (в секундах),
  • \( U \) - напряжение на концах проводника (в вольтах).
• 2. Закон Джоуля-Ленца гласит: Количество теплоты, выделяемое проводником при прохождении электрического тока, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока.
• 3. Нагревание проводника электрическим током объясняется тем, что свободные электроны, движущиеся в проводнике под действием электрического поля, сталкиваются с ионами кристаллической решетки проводника, передавая им часть своей кинетической энергии. Это приводит к увеличению амплитуды колебаний ионов и, следовательно, к повышению температуры проводника.
• 4. Используя закон Ома \( U = IR \) и закон сохранения энергии, можно выразить количество теплоты, выделяемое в проводнике с током, следующим образом: \[Q = I^2Rt = UIt = \frac{U^2}{R}t\]
  • \( I = \frac{U}{R} \) (из закона Ома).
  • Подставляем это выражение в формулу \[Q = UIt\] и получаем \[Q = \frac{U^2}{R}t \].

Ответ: смотри решение