Номер 2, страница 82 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Шабусов, Дубина

2. выражается формулой...

а) $Q = UI\Delta t$;

б) $Q = I^2Rt$;

в) $Q = UI$;

г) $Q = \frac{\rho l}{S}$;

д) $Q = \frac{q}{t}$.

Решение

Закон Джоуля—Ленца — это физический закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока. Согласно этому закону, количество теплоты ($\text{Q}$), выделяемое в проводнике, прямо пропорционально произведению квадрата силы тока ($\text{I}$), сопротивления проводника ($\text{R}$) и времени прохождения тока ($\text{t}$).

Основная математическая формула, выражающая этот закон, выглядит так:

$Q = I^2Rt$

Проанализируем предложенные варианты ответов:

а) Формула $Q = UI\Delta t$ выражает работу электрического тока. В случае, когда вся работа тока идет на нагрев проводника (что справедливо для участка цепи с активным сопротивлением), эта работа равна количеству выделившейся теплоты. Используя закон Ома для участка цепи ($U = IR$), можно показать, что эта формула эквивалентна основной: $Q = (IR)I\Delta t = I^2R\Delta t$. Таким образом, эта формула верна.

б) Формула $Q = I^2Rt$ является классической и наиболее узнаваемой формой записи закона Джоуля—Ленца. Она напрямую отражает результаты опытов Джеймса Джоуля, установившего зависимость количества теплоты от квадрата силы тока и сопротивления. Эта формула верна.

в) Формула $Q = UI$ является неверной, так как данное выражение определяет мощность электрического тока ($P = UI$), а не количество теплоты (энергии). Количество теплоты равно мощности, умноженной на время ($Q = Pt$).

г) Формула $Q = \frac{\rho l}{S}$ является неверной. Выражение $\frac{\rho l}{S}$ используется для расчета сопротивления проводника ($\text{R}$), где $\rho$ – удельное сопротивление, $\text{l}$ – длина, а $\text{S}$ – площадь поперечного сечения.

д) Формула $Q = \frac{q}{t}$ является неверной. Выражение $\frac{q}{t}$ определяет силу тока ($\text{I}$), где $\text{q}$ – заряд, прошедший через проводник за время $\text{t}$.

В задании необходимо выбрать одну формулу. Несмотря на то, что формулы в пунктах а) и б) обе верны и являются вариантами записи одного и того же закона, в качестве основной (канонической) формулировки закона Джоуля—Ленца принято считать формулу $Q = I^2Rt$. Именно она чаще всего подразумевается в стандартных учебных курсах и тестах. Поэтому наиболее правильным выбором будет вариант б).

Ответ: б) $Q = I^2Rt$.