Чтобы решить эту задачу, начнем с анализа данных и применения законов электрического тока и теплопередачи.
Даны:
- Сопротивление первого резистора (R_1 = 6 , \Omega)
- Сопротивление второго резистора (R_2 = 10 , \Omega)
- Напряжение на втором резисторе (U_2 = 20 , V)
- Время (t = 2 , мин = 120 , сек)
Шаг 1: Найдем силу тока в цепи
Резисторы подключены последовательно, значит, сила тока (I) в цепи одинаковая для обоих резисторов. Сначала найдем эквивалентное сопротивление (R_{eq}):
[
R_{eq} = R_1 + R_2 = 6 + 10 = 16 , \Omega
]
Теперь можем использовать закон Ома для вычисления тока. Напряжение (U) на всей цепи можно найти по второму резистору (R_2) (поскольку (U = I \cdot R)):
Поскольку:
[
U = I \cdot R_{eq}
]
но также:
[
U_2 = I \cdot R_2
]
Мы можем выразить ток (I) как:
[
I = \frac{U_2}{R_2} = \frac{20 , V}{10 , \Omega} = 2 , A
]
Сила тока (I) в цепи равна (2 , A).
Шаг 2: Найдем количество тепла, выделяющееся в каждом резисторе
Количество тепла, выделяющееся в резисторе, можно найти по формуле:
[
Q = I^2 \cdot R \cdot t
]
Для первого резистора (R_1):
[
Q_1 = I^2 \cdot R_1 \cdot t = (2 , A)^2 \cdot 6 , \Omega \cdot 120 , s
]
[
Q_1 = 4 \cdot 6 \cdot 120 = 2880 , J
]
Для второго резистора (R_2):
[
Q_2 = I^2 \cdot R_2 \cdot t = (2 , A)^2 \cdot 10 , \Omega \cdot 120 , s
]
[
Q_2 = 4 \cdot 10 \cdot 120 = 4800 , J
]
Шаг 3: Ответ
Таким образом, количество тепла, выделяющееся за 2 минуты в каждом резисторе:
- В первом резисторе: (Q_1 = 2880 , J)
- Во втором резисторе: (Q_2 = 4800 , J)
Эти результаты показывают, сколько Joules тепла выделяется в каждом резисторе за заданный промежуток времени.