Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца — тренажёр

Пример 1. Утюг включён в сеть 220 В и потребляет ток 3 А. Найди его мощность в ваттах.

Подсказка. Мощность — произведение напряжения на ток.

Как решать. P = U·I = 220 · 3 Вт.

Ответ: 660

Пример 2. Лампа мощностью 45 Вт горела 8 минут. Какую работу совершил ток? Ответ в джоулях.

Подсказка. Минуты переведи в секунды.

Как решать. A = P·t: 45 Вт умножаем на 8 минут и на 60 секунд.

Ответ: 21600

Пример 3. По проводнику с сопротивлением 11 Ом идёт ток 2 А в течение 34 с. Сколько теплоты выделится? Ответ в джоулях.

Подсказка. Ток в формуле в квадрате.

Как решать. Закон Джоуля-Ленца: Q = I²Rt = 2² · 11 · 34 Дж.

Ответ: 1496

Пример 4. Электродвигатель израсходовал 700 Дж электроэнергии, его КПД — 29%. Найди полезную работу двигателя. Ответ в джоулях.

Подсказка. КПД — доля полезной работы от затраченной.

Как решать. Полезная работа — 29% от затраченной: 29/100 · 700 = 29·7 Дж.

Ответ: 203

Пример 5. Утюг включён в сеть 220 В и потребляет ток 1 А. Найди его мощность в ваттах.

Подсказка. Мощность — произведение напряжения на ток.

Как решать. P = U·I = 220 · 1 Вт.

Ответ: 220

Пример 6. Лампа мощностью 86 Вт горела 10 минут. Какую работу совершил ток? Ответ в джоулях.

Подсказка. Минуты переведи в секунды.

Как решать. A = P·t: 86 Вт умножаем на 10 минут и на 60 секунд.

Ответ: 51600

Пример 7. По проводнику с сопротивлением 7 Ом идёт ток 1 А в течение 41 с. Сколько теплоты выделится? Ответ в джоулях.

Подсказка. Ток в формуле в квадрате.

Как решать. Закон Джоуля-Ленца: Q = I²Rt = 1² · 7 · 41 Дж.

Ответ: 287

Пример 8. Электродвигатель израсходовал 500 Дж электроэнергии, его КПД — 16%. Найди полезную работу двигателя. Ответ в джоулях.

Подсказка. КПД — доля полезной работы от затраченной.

Как решать. Полезная работа — 16% от затраченной: 16/100 · 500 = 16·5 Дж.

Ответ: 80

Пример 9. Утюг включён в сеть 220 В и потребляет ток 2 А. Найди его мощность в ваттах.

Подсказка. Мощность — произведение напряжения на ток.

Как решать. P = U·I = 220 · 2 Вт.

Ответ: 440

Пример 10. Лампа мощностью 69 Вт горела 4 минут. Какую работу совершил ток? Ответ в джоулях.

Подсказка. Минуты переведи в секунды.

Как решать. A = P·t: 69 Вт умножаем на 4 минут и на 60 секунд.

Ответ: 16560

Пример 11. По проводнику с сопротивлением 11 Ом идёт ток 2 А в течение 12 с. Сколько теплоты выделится? Ответ в джоулях.

Подсказка. Ток в формуле в квадрате.

Как решать. Закон Джоуля-Ленца: Q = I²Rt = 2² · 11 · 12 Дж.

Ответ: 528

Пример 12. Электродвигатель израсходовал 500 Дж электроэнергии, его КПД — 85%. Найди полезную работу двигателя. Ответ в джоулях.

Подсказка. КПД — доля полезной работы от затраченной.

Как решать. Полезная работа — 85% от затраченной: 85/100 · 500 = 85·5 Дж.

Ответ: 425

Пример 13. Утюг включён в сеть 220 В и потребляет ток 4 А. Найди его мощность в ваттах.

Подсказка. Мощность — произведение напряжения на ток.

Как решать. P = U·I = 220 · 4 Вт.

Ответ: 880

Пример 14. Лампа мощностью 90 Вт горела 10 минут. Какую работу совершил ток? Ответ в джоулях.

Подсказка. Минуты переведи в секунды.

Как решать. A = P·t: 90 Вт умножаем на 10 минут и на 60 секунд.

Ответ: 54000

Пример 15. По проводнику с сопротивлением 20 Ом идёт ток 3 А в течение 29 с. Сколько теплоты выделится? Ответ в джоулях.

Подсказка. Ток в формуле в квадрате.

Как решать. Закон Джоуля-Ленца: Q = I²Rt = 3² · 20 · 29 Дж.

Ответ: 5220

Пример 16. Электродвигатель израсходовал 200 Дж электроэнергии, его КПД — 82%. Найди полезную работу двигателя. Ответ в джоулях.

Подсказка. КПД — доля полезной работы от затраченной.

Как решать. Полезная работа — 82% от затраченной: 82/100 · 200 = 82·2 Дж.

Ответ: 164

Пример 17. Лампа мощностью 99 Вт горела 8 минут. Какую работу совершил ток? Ответ в джоулях.

Подсказка. Минуты переведи в секунды.

Как решать. A = P·t: 99 Вт умножаем на 8 минут и на 60 секунд.

Ответ: 47520

Пример 18. По проводнику с сопротивлением 18 Ом идёт ток 1 А в течение 58 с. Сколько теплоты выделится? Ответ в джоулях.

Подсказка. Ток в формуле в квадрате.

Как решать. Закон Джоуля-Ленца: Q = I²Rt = 1² · 18 · 58 Дж.

Ответ: 1044

Пример 19. Электродвигатель израсходовал 500 Дж электроэнергии, его КПД — 73%. Найди полезную работу двигателя. Ответ в джоулях.

Подсказка. КПД — доля полезной работы от затраченной.

Как решать. Полезная работа — 73% от затраченной: 73/100 · 500 = 73·5 Дж.

Ответ: 365

Вопрос 1. Утюг включён в сеть 220 В и потребляет ток 5 А. Какова его мощность? Ответ в ваттах.

Ответ: 1100

Пояснение. P = U·I = 220 · 5 = 1100 Вт.

Вопрос 2. Что именно измеряет квартирный счётчик электроэнергии?

Ответ: работу тока

Пояснение. Счётчик накручивает работу тока в киловатт-часах: мощность, умноженную на время.

Вопрос 3. 1 кВт·ч равен 3 600 000 Дж.

Ответ: Верно

Пояснение. 1000 Вт · 3600 с = 3 600 000 Дж — счётчик просто считает джоули упаковками побольше.

Вопрос 4. Какую работу совершает ток лампы мощностью 60 Вт за 10 минут? Ответ в джоулях.

Ответ: 36000

Пояснение. A = P·t = 60 · 600 = 36 000 Дж.

Вопрос 5. Соедини величину и её формулу.

Пояснение. Работа и мощность связаны временем, теплота в проводнике — квадратом тока, а киловатт-час — крупная единица работы.

Вопрос 6. Как уменьшить бесполезный нагрев проводов линии электропередачи? Выбери все способы.

Ответ: увеличить сечение проводов; поднять напряжение линии

Пояснение. Толстые провода имеют меньшее сопротивление, а высокое напряжение позволяет передавать ту же мощность при меньшем токе — потери I²R падают.

Вопрос 7. Почему лампу накаливания называют тёплой, а не светлой?

Ответ: спираль раскалена и большая часть энергии уходит в тепло

Пояснение. Раскалённая спираль отдаёт лишь 5-10% энергии в виде видимого света, остальное греет воздух — отсюда и «тёплая».

Вопрос 8. Дополни про нагрев проводника.

Ответ: ионам → R

Пояснение. Сталкиваясь с ионами, электроны раскачивают решётку — проводник греется; в формуле Q = I²Rt стоит сопротивление R.