Закон Джоуля-Ленца — тренажёр для 8 класса
Когда ток проходит через проводник, проводник нагревается. Это происходит потому, что электроны сталкиваются с атомами и передают им энергию. Закон Джоуля-Ленца позволяет рассчитать количество теплоты. В тренажёре задания построены на применении этой формулы.
Что проверяет эта тема
- Понимать, почему проводник нагревается.
- Применять формулу Q = I² · R · t.
- Переводить время в секунды.
- Правильно возводить ток в квадрат.
Формулы и правила
| Что ищем | Формула | Обозначения |
|---|---|---|
| Закон Джоуля-Ленца | $Q = I² \cdot R \cdot t$ | Q — теплота (Дж), I — ток (А), R — сопротивление (Ом), t — время (с). |
| Через мощность | $Q = P \cdot t$ | Если известна мощность. |
| Через напряжение | $Q = (U²/R) \cdot t$ | Если известно U и R. |
Разбор задачи по шагам
Задача: Через резистор 10 Ом течет ток 2 А в течение 30 секунд. Сколько теплоты выделится?
Шаг 1. Записываем формулу. Q = I² · R · t. Почему: Теплота зависит от тока, сопротивления и времени. Ток в квадрате — значит, увеличение тока в 2 раза даст в 4 раза больше теплоты.
Шаг 2. Возводим ток в квадрат. I² = 2² = 4.
Шаг 3. Подставляем. Q = 4 · 10 · 30 = 1200.
Шаг 4. Записываем ответ. Q = 1200 Дж (или 1,2 кДж).
Ещё один разбор
Задача. $I=0.1$ А, $R=24$ Ом, $t=30$ с. Количество теплоты (Дж)?
Ответ: 7.2
Типичные ошибки
Почему: Считают Q = I · R · t
Как проверить: В законе Джоуля-Ленца ток ВСЕГДА в квадрате. Это ключевая деталь формулы.
Почему: Подставляют минуты
Как проверить: Время должно быть в секундах. 5 минут = 300 секунд.
Почему: Обе формулы содержат ток и сопротивление
Как проверить: Мощность (P) — это без времени (P = I²R). Теплота (Q) — с временем (Q = Pt = I²Rt).
Типы задач в тренажёре
В тренажёре:
- Прямой расчет Q.
- Найти время по теплоте.
- Найти сопротивление по теплоте.
- Сравнение нагрева (у какого проводника больше).
Все ответы с проверкой.
Кому и когда это нужно
Тема изучается в 8 классе. В ОГЭ по физике это задание № 14.
Родителям: объясните на примере обогревателя. Чем больше ток и сопротивление, тем сильнее греется спираль. Именно поэтому в обогревателях используют специальные сплавы с большим сопротивлением.
Частые вопросы
Почему ток в квадрате?
Потому что теплота пропорциональна квадрату тока. Это следствие того, что мощность (P = I²R) тоже содержит I².
Где используется закон Джоуля-Ленца?
В нагревательных приборах (утюг, чайник, обогреватель). А также при расчете потерь в проводах (чем больше ток, тем сильнее греются провода).
Примеры задач
Готовы попробовать свои силы?
В тренажёре задачи проверяются автоматически, а после ошибки показывается пошаговое решение.
Перейти к задачам