Задачи › Нагреватели, КПД нагрева

Две электроплитки

  1. Две электроплитки

    ВсОШ 1993/94, 9 кл.
    4/10

    Лабораторная электроплитка, сопротивление спирали которой \(R = 20\) Ом, включена в сеть последовательно с резистором сопротивлением \(R_0 = 10\) Ом. При длительном включении плитка нагрелась от комнатной температуры \(t_0 = 20\) °С до максимальной температуры \(t_1 = 52\) °С. До какой максимальной температуры \(t_x\) нагреется плитка, если параллельно ей включить ещё одну такую же плитку?

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(t_x = 38\) °С.

    Решение

    Иллюстрацией к решению служит рисунок. Запишем для первого случая:

    Рисунок

    \[I_1^2R = k(t_1 - t_0),\quad I_1 = \dfrac{U}{R_0 + R},\] следовательно, \[\dfrac{U^2R}{(R_0 + R)^2} = k(t_1 - t_0).\qquad (1)\] Аналогично для второго случая \[I_2 = \dfrac{1}{2}\,\dfrac{U}{\left(R_0 + \dfrac{R}{2}\right)}\] и \[\dfrac{U^2R}{4\left(R_0 + \dfrac{R}{2}\right)^2} = k(t_x - t_0).\qquad (2)\] Разделив (2) на (1), получим \[t_x - t_0 = (t_1 - t_0)\dfrac{(R_0 + R)^2}{4\left(R_0 + \dfrac{R}{2}\right)^2} = 18\text{ °С}.\] Таким образом, \(t_x = 38\) °С.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи