22

Решение: Сопротивление спирали электроплитки

ОГЭ · Физика · Задание 22 · Электрический ток и цепи
ПовышеннаяФИПИ497513Развёрнутое решение≈ 8 минутРазбор в 5 шагов
Условие

Электроплитка включена в сеть напряжением $200\ \text{В}$. Вода массой $1\ \text{кг}$, имеющая начальную температуру $20\ ^\circ\text{C}$, налитая в алюминиевую кастрюлю массой $500\ \text{г}$, закипела на этой электроплитке через $93{,}2\ \text{с}$. Чему равно сопротивление спирали электроплитки? Потерями энергии на нагревание окружающего воздуха пренебречь.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

5 шагов
1

Вода и кастрюля нагреваются от начальной температуры до температуры кипения. Изменение температуры равно:

$$\Delta T = 100 - 20 = 80\ ^\circ\text{C}$$
2

Количество теплоты, полученное водой и кастрюлей, равно:

$$Q = (m_\text{в}c_\text{в} + m_\text{к}c_\text{к})\Delta T$$
3

Переведём массу кастрюли в килограммы и вычислим количество теплоты:

$$Q = (1\cdot4200 + 0{,}5\cdot900)\cdot80 = 372000\ \text{Дж}$$
4

Так как потерями энергии пренебрегают, работа электрического тока равна количеству теплоты. Работа тока выражается формулой:

$$A = Pt = \frac{U^2}{R}t$$

Приравняем работу тока к количеству теплоты и найдём сопротивление спирали:

$$R = \frac{U^2t}{Q} = \frac{200^2\cdot93{,}2}{372000} \approx 10\ \text{Ом}$$
Ответ

Сопротивление спирали электроплитки равно $10\ \text{Ом}$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Не учитывать нагревание алюминиевой кастрюли.

Использовать массу кастрюли в граммах вместо килограммов.

Забыть, что температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении равна $100\ ^\circ\text{C}$.

Использовать формулу $P=UI$ без связи $I=U/R$ и не выразить сопротивление.

Закрепить приёмВ теме «Электрический ток и цепи» ещё 207 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 22 ОГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 5 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Электрический ток и цепи»: в ней 208 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.