Номер 484, страница 93 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Решение

Для ответа на этот вопрос проанализируем физические законы, описывающие сопротивление проводника и выделение теплоты при прохождении электрического тока.

1. Сопротивление проволок. Электрическое сопротивление $\text{R}$ проводника зависит от его длины $\text{l}$, площади поперечного сечения $\text{S}$ и удельного сопротивления материала $\rho$ по формуле:
$R = \rho \frac{l}{S}$
По условию, обе проволоки никелиновые (удельное сопротивление $\rho$ одинаково) и имеют одинаковую площадь поперечного сечения $\text{S}$. Длины проволок $\text{l}$ различны. Из формулы видно, что сопротивление прямо пропорционально длине: чем длиннее проволока, тем больше её сопротивление. Таким образом, у более короткой проволоки сопротивление будет меньше, а у более длинной — больше.

2. Выделение теплоты. Количество теплоты $\text{Q}$, выделяемое в проводнике за время $\text{t}$, описывается законом Джоуля-Ленца. Существует несколько форм записи этого закона:
$Q = I^2Rt$
$Q = \frac{U^2}{R}t$
Поскольку проволоки включены в цепь параллельно, напряжение $\text{U}$ на концах каждой из них будет одинаковым. Поэтому для сравнения количества выделяемой теплоты удобнее использовать вторую формулу: $Q = \frac{U^2}{R}t$.

3. Анализ. Из формулы $Q = \frac{U^2}{R}t$ видно, что при одинаковом напряжении $\text{U}$ и за одинаковое время $\text{t}$ количество выделяемой теплоты $\text{Q}$ обратно пропорционально сопротивлению $\text{R}$. Это означает, что чем меньше сопротивление проводника, тем больше теплоты на нём выделится.

Как мы установили в пункте 1, меньшее сопротивление имеет более короткая проволока. Следовательно, именно на ней выделится большее количество теплоты.

Ответ: Большее количество теплоты будет выделяться в более короткой проволоке. Это происходит потому, что при параллельном соединении напряжение на обеих проволоках одинаково, а количество выделяемой теплоты обратно пропорционально сопротивлению ($Q \propto \frac{1}{R}$). Сопротивление проволоки прямо пропорционально её длине ($R \propto l$), поэтому у более короткой проволоки сопротивление меньше, и, как следствие, на ней выделяется больше теплоты.