1 в
Объяснение:
Температура однородного медного цилиндрического проводника длинной 10м в течении 57 с повысилась на 10К. Определить напряжение, которое было приложено к проводнику в это время. Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь
L=10 м
t=57 c
∆T= 10 K
U- ?
РЕШЕНИЕ
Количество тепла выделенное проводником по з-ну Дж-Ленца
Q1=U^2/R *t (1)
Сопротивление проводника длиной L
R=λL/S (2)
λ-удельное электрическое сопротивление меди =0.017 Ом*мм2/м=0.017*10^-6 Ом*м
S –поперечное сечение проводника
L-длина проводника
Подставим (2) в (1)
Q1=U^2/( λL/S) *t = U^2*S*t/( λL) (3)
Количество тепла полученное проводником от работы тока
Q2=сm∆T=cVp∆T=cLSp∆T (4)
С-удельная теплоемкость меди =400 Дж/кг*К
m-масса проводника
V-объем проводника
р-плотность меди =8920 кг/м3
по условию задачи потерь тепла нет, тогда
Q1=Q2
Приравняем (3) и (4)
U^2*S*t/( λL)= cLSp∆
U^2 =1/t *( cLp∆T)*( λL)=1/t *c λ p L^2*∆T
U=√(1/t *c λ p L^2*∆T)= √(1/57*400*0.017*10^-6*8920*10^2*10) = 1 В
ответ напряжение 1 В
Объяснение Расположим для ясности оба аккумулятора положительными клеммами вверх, а отрицательными вниз, и замкнём их одноимённые клеммы, так чтобы они были готовы к параллельному использованию. Пока к соединённым батареям ничего не подключено, то они представляют собой не что иное, как ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ участок цепи со встречными ЭДС (смотрите рисунок).
Интуитивно это можно представить себе, как два насоса, включенные в трубах с водой, направленные навстречу друг другу. Какой насос сильнее, такой и пересилит в этой системе. И вода потечёт в сторону, куда «качает» более сильный насос.
ЭДС-2 создаёт большее напряжение в цепи, и ток в итоге потечёт именно в направлении, задаваемом ЭДС-2, что и показано на рисунке стрелочкой.
Примем для удобства потенциал в самой нижней точке (общего минуса) – равным нулю.
φo = 0 В ;
Потенциал в точке 1 равен φ1 = Ɛ1 В ;
Потенциал в точке 2 равен φ2 = Ɛ2 В ;
Разность потенциалов между точками 2 и 1 равна:
U21 = φ2 – φ1 = Ɛ2 – Ɛ1 ≈ 0.7 В ;
По участку между точками 2 и 1 потечёт ток,
который легко найти по закону Ома:
I21 = U21/[r1+r2] = [Ɛ2–Ɛ1]/[r1+r2] ≈ [2–1.3]/[0.1+0.25] = 2 А ;
В самой верней точке потенциал будет ниже φ2 на величину падения напряжения на r2, т.е.:
φ+ = φ2 – r2*I21 = Ɛ2 – r2*[Ɛ2–Ɛ1]/[r1+r2] = ( Ɛ2(r1+r2) – (Ɛ2–Ɛ1)r2 )/[r1+r2] ;
φ+ = [ Ɛ2r1 + Ɛ1r2 ]/[r1+r2] ;
А поскольку нижний потенциал равен нулю, то это и есть ЭДС собранной батареи:
Ɛ = φ+ – φo = [ Ɛ2r1 + Ɛ1r2 ]/[r1+r2] ≈ [ 2*0.1 + 1.3*0.25 ]/[0.1+0.25] = 1.5 В .
Поскольку цепь замкнута, то через нижнюю отрицательную клемму неизбежно будет циркулировать такой же ток, как и через верхнюю.
I12 = I21 = 2 А ;
I ≈ 2 А ;
Ɛ ≈ 1.5 В .
