В электрочайнике с КПД, равным $60$%, находится $0,6$ кг воды при $20$ °С. Чайник включили в сеть с напряжением $220$ В и забыли выключить. Через $11$ мин. вода полностью выкипела. Определите сопротивление нагревательного элемента электрочайника.

Решение: Переведем время в секунды: $\tau=11~мин=11\cdot 60~с=660~с$ Поскольку в условии говорится,что вода полностью выкипела,значит сначала её нагрели до температуры равной $t_2=100$°С,а затем шёл процесс парообразования. КПД считается по формуле: $\eta=\frac{A_п}{A_{зат}}$ Полезная работа идет на нагревание воды и её парообразование, а затраченная равна работе тока: $\eta=\frac{cm(t_2-t_1)+Lm}{\frac{U^2}{R}\cdot \tau}$ Подставим числовые значения и найдём сопротивление: $0,6=\frac{4200\cdot 0,6\cdot (100-20)+2,3\cdot 10^6\cdot 0,6}{\frac{220^2}{R}\cdot 660} \\ 0,6\cdot \frac{220^2}{R}\cdot 660=4200\cdot 0,6\cdot (100-20)+2,3\cdot 10^6\cdot 0,6\\R=\frac{0,6\cdot220^2\cdot660}{4200\cdot 0,6\cdot (100-20)+2,3\cdot 10^6\cdot 0,6}=12,1~Ом$ Ответ: $12,1~Ом$

В электрочайнике с сопротивлением нагревательного элемента $12,1$ Ом находится некоторая масса воды при $20$ °С. Электрочайник включили в сеть с напряжением $220$ В и забыли выключить. Какова масса воды, находившейся в чайнике, если при КПД, равном $60$%, через $11$ мин. вода полностью выкипела?

Решение: Переведем время в секунды: $\tau=11~мин=11\cdot 60~с=660~с$ Поскольку в условии говорится,что вода полностью выкипела,значит сначала её нагрели до температуры равной $t_2=100$°С,а затем шёл процесс парообразования. КПД считается по формуле: $\eta=\frac{A_п}{A_{зат}}$ Полезная работа идет на нагревание воды и её парообразование, а затраченная равна работе тока: $\eta=\frac{cm(t_2-t_1)+Lm}{\frac{U^2}{R}\cdot \tau}$ Подставим числовые значения и найдём массу воды: $0,6=\frac{4200\cdot m\cdot (100-20)+2,3\cdot 10^6\cdot m}{\frac{220^2}{12,1}\cdot 660}\\0,6\cdot\frac{220^2}{12,1}\cdot 660=m\cdot(4200\cdot (100-20)+2,3\cdot 10^6)\\m=\frac{0,6\cdot220^2\cdot 660}{12,1\cdot(4200\cdot (100-20)+2,3\cdot 10^6)}=0,6~кг$ Ответ: $0,6~кг$

Имеются два одинаковых электрических нагревателя мощностью $600$ Вт каждый. На сколько градусов можно нагреть $2$ л воды за $7$ мин., если нагреватели будут включены последовательно в электросеть с напряжением, на которое рассчитан каждый из них? Потерями энергии пренебречь.

Когда в сеть с напряжением $U$ подключён один нагреватель,его мощность вычисляется как $P=\frac{U^2}{R}$. Если подключить в эту сеть с напряжением $U$ последовательно уже два таких нагревателя,то мощность общая равна $P_o=\frac{U^2}{R_{общ}},$а общее сопротивление равняется $R_{общ}=2R$. Получаем,что $P_o=\frac{U^2}{R_{общ}}=\frac{U^2}{2R}=\frac{P}{2}$ Применим уравнение теплового баланса: $Q_{пол}=Q_{отд}\\cm\Delta t=P_o\tau\\cm\Delta t=\frac{P}{2}\cdot \tau$ Найдем массу воды, взяв плотность воды как $1000~кг/м^3$: $m=\rho V \\ m=1000~кг/м^3\cdot 0,002~м^3=2~кг$ Подставим числовые значения и найдём изменение температуры: $4200\cdot 2\cdot \Delta t=\frac{600}{2}\cdot 420\\\Delta t=\frac{600\cdot 420}{4200\cdot 2\cdot2}=15°С$ Ответ: $15°С$

Электрический нагреватель за $6$ мин доводит до кипения $1$ кг воды, начальная температура которой составляла $20$ °С. Сила тока в спирали нагревателя равна $7$ А, напряжение в сети равно $220$ В. Какая часть потребляемой нагревателем энергии расходуется на нагревание воды?

Вычислить, какая часть энергии расходуется на нагревание воды - значит найти КПД нагревателя. КПД нагревателя можно выразить формулой:$\eta=\frac{A_п}{A_{зат}}$, где $A_п=Q=cm(t_2-t_1)$,$A_{зат}=UIt$ Получаем: $\eta=\frac{cm(t_2-t_1)}{UIt}\\\eta=\frac{4200\cdot 1\cdot (100-20)}{220\cdot 7\cdot 360}=0,61$ Ответ: $0,61$

Открытый Банк заданий ОГЭ по физике, стр. 286 с ответами и решениями

Каталог заданий

Найдите нужные задания по ОГЭ, физике, номеру или теме. Любое задание можно открыть в каталоге или решить в тренажёре.

Я готовлюсь к

Список задач

id 267432 балла

Электричество и магнетизм

В справочнике физических свойств различных материалов представлена следующая таблица.

Вещество	Плотность в твёрдом состоянии, $г/см^3$	Удельное электрическое сопротивление (при 20 °С), Ом $\cdot$ мм $^2$ /м
Железо	7,8	0,1
Константан (сплав)	8,8	0,5
Латунь	8,4	0,07
Никелин (сплав)	8,8	0,4
Нихром (сплав)	8,4	1,1
Серебро	10,5	0,016

Используя данные таблицы, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

1) При равных размерах самым лёгким окажется проводник из серебра.

2) При равных размерах самое маленькое электрическое сопротивление имеет проводник из серебра.

3) Проводники из латуни и нихрома одинакового размера имеют одинаковую массу, но разные электрические сопротивления.

4) Чтобы при равной длине проводник из железа имел одинаковое электрическое сопротивление с проводником из никелина, он должен иметь в 4 раза большую площадь поперечного сечения.

5) При равной площади поперечного сечения проводник из константана длиной 5 м имеет такое же электрическое сопротивление, как и проводник из никелина длиной 4 м.