Дано:
P = 300 Вт
m = 2 кг
τ = 10 мин = 600 сек
c = 4200 Дж/(кг×°С)
Найти:
Δt - ?
Воспользуемся формулой мощности электрического тока:
P = U²/R
отсюда сопротивление одного нагревателя равна:
R = U²/P
Далее используем формулу сохранения энергии при нагревании воды при параллельном соединений двух его спиралей:
Q = P×τ
cmΔt = U²/Rобщ × τ = 2U²/R × τ = 2P×τ (1)
Далее при формулы (1) мы найдем температуру:
cmΔt = 2Pτ ⇒ Δt = 2Pτ/cm
Далее считаем:
Δt = 2×300 Вт × 600 сек/4200 Дж/(кг×°С) × 2 кг = 600Вт × 600 сек/8400 Дж/°С = 360000 Дж/8400 Дж/°С ≈ 42,86°С ≈ 43°С
ответ: Δt = 43°С
1. W=7.35*10^(-3) Дж
2. φ2=190,5 В.
3. E=9 Дж
Объяснение:
1. Магнитный поток может быть рассчитан по формуле: Ф=LI
Тогда L=Ф/I=(2*10^-3)/7= 0.3*10^-3 Гн
W=L*I²/2=0.3*10^(-3)*49/2=7.35*10^(-3) Дж
2.Дано:
φ1=600 В, υо=12 Мм/с, υ=0 м/с, φ2−?
Решение задачи:
Если электрон движется в направлении силовых линий поля, то есть по направлению вектора напряженности этого поля, значит он будет тормозиться, так как вектор силы (а значит и вектор ускорения) для электрона направлены противоположно вектору напряженности (поскольку электрон имеет отрицательный заряд).
Очевидно, что поле совершит отрицательную работу (так как вектор силы противонаправлен вектору перемещения), эту работу можно найти по формуле:
A=–Δφe
Здесь Δφ – разность потенциалов, равная Δφ=φ1–φ2, e – модуль заряда электрона (так называемый элементарный заряд), равный 1,6·10^(-19) Кл. Знаком “минус” мы учли то, что заряд электрона отрицательный. Тогда:
A=–(φ1–φ2)e
A=(φ2–φ1)e
Также работу поля можно найти как изменение кинетической энергии электрона:
A=m e*υ²/2–me *υ²o/2
Здесь me – масса электрона, равная 9,1·10-31 кг. Так как υ=0, то:
A=–me*υo²/2
Приравняем (1) и (2), получим:
(φ2–φ1)e=–me*υo²/2
φ2=φ1–me*υo²/2/e
φ2=600–9,1⋅10–31⋅(12⋅106)22⋅1,6⋅10–19=190,5 В
3. E=kx²/2=20000*0.03²/2=9 Дж
