.04 Электродинамика. Электрические цепи
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В первом опыте в сосуд с водой при комнатной температуре помещают нагревательный элемент, состоящий из двух спиралей с
сопротивлениями 
и 
, подключенный к источнику постоянного напряжения 
. В начальный момент времени ключ К
замкнут. Воду доводят до кипения, затем выливают и охлаждают до комнатной температуры. Во втором опыте эту же воду при
комнатной температуре снова доводят до кипения, при этом ключ К размыкают. В каком случае вода закипит быстрее? Ответ
поясните на основании законов термодинамики и электродинамики.
Досрочный экзамен по физике. Санкт-Петербург.
Источники:
1) Чем больше мощность, тем быстрее нагревается вода, поскольку теплота находится по формуле 
, так как объемы воды
одинаковые и начальные температуры равны, то и количество теплоты 
понадобится одинаковое для их
нагрева. Здесь 
– удельная теплоёмкость воды, 
– масса воды, одинаковая в двух случаях, 
– мощность
выделяющаяся в цепи, 
– время нагрева воды. Так как 
одинаковое, то при увеличении мощности 
, время нагрева 
уменьшается
2) Найдем мощность цепи в первом и втором случаях.
Первый случай. Резисторы соединены параллельно, значит их общее сопротивление равно:
Мощность будем находить по формуле:
Для первого случая
Второй случай. Ток через резистор 
течь не будет, а значит общее сопротивление цепи равно 
. Найдем мощность цепи во
втором случае
3) Найдем отношение мощностей
Так как отношение больше единицы, то мощность в первом случае больше мощности во втором, а значит и вода нагреется быстрее в первом случае.
| Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
| Приведено полное правильное решение, включающее правильный | 3 |
| ответ (в данном случае: сказано в каком случае вода нагреется быстрее) | |
| и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием | |
| наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: формула расчета мощности выделяющейся в цепи, формула расчета сопротивления участка цепи, состоящего из параллельно соединенных элементов, формула расчета теплоты, требуемого для нагрева воды до температуры кипения. Сказано как проткает ток в цепи в двух случаях) | |
| Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении | 2 |
| имеется один или несколько из следующих недостатков. | |
|
| |
| В объяснении не указано или не используется одно из физических | |
| явлений, свойств, определений или один из законов (формул), | |
| необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, | |
| лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим | |
| законом, свойством, явлением, определением и т.п.) | |
|
И (ИЛИ)
| |
| Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, | |
| закономерности, но в них содержится один логический недочёт. | |
|
И (ИЛИ)
| |
| В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
| (возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
| и не зачёркнуты. | |
|
И (ИЛИ)
| |
| В решении имеется неточность в указании на одно из физических | |
| явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для | |
| полного верного объяснения | |
| Представлено решение, соответствующее одному из следующих | 1 |
| случаев. | |
| Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, | |
| но в нём не указаны два явления или физических закона, | |
| необходимых для полного верного объяснения. | |
|
ИЛИ
| |
| Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, | |
| закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные | |
| на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца. | |
|
ИЛИ
| |
| Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, | |
| закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие | |
| к ответу, содержат ошибки. | |
| Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, | |
| закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на | |
| решение задачи | |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
| критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | |
| Максимальный балл | 3 |
Специальные программы
Программа
лояльности v2.0
Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!
Крути рулетку
и выигрывай призы!
Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.
Бесплатное онлайн-обучение
Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.
Налоговые вычеты
Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».
Специальное предложение
для учителей
Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!
Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ
Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!
