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.