Какое время было затрачено на выделение 21 Дж теплоты в лампочке, если к источнику тока с ЭДС 4 В и внутренним

Магнитный_Пират

64

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать закон Ома и формулу для вычисления работы, посчитав затраченное время на выделение 21 Дж энергии.

Закон Ома гласит:

\[U = I \cdot R\]

где \(U\) - напряжение, \(I\) - сила тока, \(R\) - сопротивление.

Известно, что источник тока имеет напряжение \(U = 4 \, \text{В}\) и внутреннее сопротивление \(R_{\text{ист}} = 10 \, \text{Ом}\). Сопротивление лампочки \(R_{\text{л}} = 70 \, \text{Ом}\).

Общее сопротивление цепи можно найти по формуле:

\[R_{\text{ц}} = R_{\text{ист}} + R_{\text{л}}\]

\[R_{\text{ц}} = 10 \, \text{Ом} + 70 \, \text{Ом} = 80 \, \text{Ом}\]

Теперь мы можем найти силу тока, используя закон Ома:

\[I = \frac{U}{R_{\text{ц}}} = \frac{4 \, \text{В}}{80 \, \text{Ом}} = 0,05 \, \text{А}\]

Чтобы вычислить время, необходимое для выделения 21 Дж теплоты, мы можем использовать формулу для работы:

\[W = P \cdot t\]

где \(W\) - работа, \(P\) - мощность, \(t\) - время.

Мощность можно найти с помощью формулы:

\[P = I^2 \cdot R_{\text{л}}\]

\[P = (0,05 \, \text{А})^2 \cdot 70 \, \text{Ом} = 0,175 \, \text{Вт}\]

Теперь мы можем приступить к вычислению времени:

\[W = 21 \, \text{Дж} = P \cdot t\]

\[t = \frac{W}{P} = \frac{21 \, \text{Дж}}{0,175 \, \text{Вт}} = 120 \, \text{секунд}\]

Переведем секунды в минуты, разделив на 60:

\[t = \frac{120}{60} = 2 \, \text{минуты}\]

Таким образом, время, затраченное на выделение 21 Дж теплоты в лампочке, составляет 2 минуты (вариант ответа a).