Вопрос задан 03.02.2025 в 21:43. Предмет Физика. Спрашивает Романов Антон.

В школьной лаборатории есть два проводника круглого сечения. Удельное сопротивление первого проводника в 2 раза больше удельного сопротивления второго проводника. Длина первого проводника в 2 раза больше длины второго. При подключении этих проводников к одинаковым источникам постоянного напряжения за одинаковые интервалы времени во втором проводнике выделяется количество теплоты в 4 раза большее,чем в первом. Отношение радиуса второго проводника к радиусу первого проводника равно ...

По сути должна участвовать формула R=p(уд)l/s и мб Q=IUt Помогите

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Шелудько Ксения.

Для решения задачи воспользуемся законом Джоуля-Ленца и формулой для сопротивления проводника. Основные формулы, которые нам понадобятся:

  1. Сопротивление проводника:
    R=ρlS,R = \frac{\rho \cdot l}{S},
    где RR — сопротивление, ρ\rho — удельное сопротивление, ll — длина, S=πr2S = \pi r^2 — площадь поперечного сечения, а rr — радиус проводника.

  2. Количество теплоты:
    Q=I2Rt,Q = I^2 R t,
    где QQ — количество теплоты, II — ток, RR — сопротивление, tt — время.

Так как оба проводника подключены к одинаковому источнику постоянного напряжения UU, то токи I1I_1 и I2I_2 можно выразить через закон Ома:
I=UR.I = \frac{U}{R}.

Подставим выражение для тока в формулу теплоты:
Q=(UR)2Rt=U2tR.Q = \left(\frac{U}{R}\right)^2 R t = \frac{U^2 t}{R}.

Отсюда видно, что QQ обратно пропорционально сопротивлению RR:
Q1R.Q \propto \frac{1}{R}.

Теперь займемся проводниками:


1. Сравнение удельных сопротивлений и длин проводников:

  • Удельное сопротивление первого проводника ρ1=2ρ2\rho_1 = 2\rho_2.
  • Длина первого проводника l1=2l2l_1 = 2l_2.

2. Сравнение количества теплоты:
По условию, во втором проводнике выделяется в 4 раза больше теплоты:
Q2=4Q1.Q_2 = 4Q_1.

Это означает, что сопротивление второго проводника R2R_2 в 4 раза меньше сопротивления первого проводника R1R_1:
Q2Q1=R1R2,и поэтому R2=R14.\frac{Q_2}{Q_1} = \frac{R_1}{R_2}, \quad \text{и поэтому } R_2 = \frac{R_1}{4}.

3. Сравнение сопротивлений:
Для первого проводника:
R1=ρ1l1S1=2ρ22l2πr12.R_1 = \frac{\rho_1 \cdot l_1}{S_1} = \frac{2\rho_2 \cdot 2l_2}{\pi r_1^2}.

Для второго проводника:
R2=ρ2l2S2=ρ2l2πr22.R_2 = \frac{\rho_2 \cdot l_2}{S_2} = \frac{\rho_2 \cdot l_2}{\pi r_2^2}.

Из условия R2=R14R_2 = \frac{R_1}{4}:
ρ2l2πr22=142ρ22l2πr12.\frac{\rho_2 \cdot l_2}{\pi r_2^2} = \frac{1}{4} \cdot \frac{2\rho_2 \cdot 2l_2}{\pi r_1^2}.

Сократим ρ2\rho_2, l2l_2

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос