Номер 8, страница 78 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Шабусов, Дубина

8. Через проводник за промежуток времени $\Delta t = 4,0$ мин проходит электрический заряд $q = 15$ Кл. Сопротивление проводника $R = 48$ Ом. Определите работу $\text{A}$ электрических сил, перемещающих заряд в проводнике.

Дано:

Промежуток времени, $Δt = 4,0$ мин
Электрический заряд, $q = 15$ Кл
Сопротивление, $R = 48$ Ом

Переведем единицы в систему СИ:
$Δt = 4,0 \text{ мин} = 4,0 \cdot 60 \text{ с} = 240 \text{ с}$

Найти:

Работу электрических сил, $A - ?$

Решение:

Работа электрических сил (или работа тока) на участке цепи определяется по закону Джоуля-Ленца. Существует несколько формул для расчета работы тока. Одна из них выглядит так:
$A = I^2 R \Delta t$,
где $\text{I}$ – сила тока, $\text{R}$ – сопротивление, $Δt$ – промежуток времени.

Сила тока $\text{I}$ по определению равна заряду $\text{q}$, проходящему через поперечное сечение проводника за промежуток времени $Δt$:
$I = \frac{q}{\Delta t}$

Подставим выражение для силы тока в формулу для работы:
$A = \left(\frac{q}{\Delta t}\right)^2 R \Delta t = \frac{q^2 R \Delta t}{(\Delta t)^2} = \frac{q^2 R}{\Delta t}$

Теперь подставим числовые значения в полученную формулу:
$A = \frac{(15 \text{ Кл})^2 \cdot 48 \text{ Ом}}{240 \text{ с}} = \frac{225 \cdot 48}{240} \text{ Дж}$

Сократим дробь, разделив числитель и знаменатель на 48:
$A = \frac{225}{5} \text{ Дж} = 45 \text{ Дж}$

Ответ: работа электрических сил составляет $\text{45}$ Дж.