Каково количество выделяющегося тепла в проводнике за первую минуту, если ползунок реостата перемещается с постоянной

Для решения данной задачи необходимо знать некоторые из основных формул термодинамики и электрической цепи. Очень важно понимать, что когда электрический ток проходит через проводник, в нем происходит нагревание из-за сопротивления проводника.

Одной из основных формул, связанных с термодинамикой, является закон Джоуля-Ленца. Согласно этому закону, мощность выделяющегося тепла в проводнике пропорциональна квадрату силы тока и его сопротивлению, а также времени, в течение которого ток протекает по проводнику. Формула для вычисления выделяющегося тепла выглядит следующим образом:

\[ Q = I^2 \cdot R \cdot t \]

где:
\( Q \) - количество выделяющегося тепла (в джоулях),
\( I \) - сила тока (в амперах),
\( R \) - сопротивление проводника (в омах),
\( t \) - время (в секундах).

Теперь давайте перейдем к решению задачи. У нас есть информация о том, что ползунок реостата перемещается с постоянной скоростью, а напряжение на зажимах реостата неизменно и составляет некоторое значение \( U \). Заметим, что если напряжение не изменяется, то и сила тока будет постоянной.

Поскольку нам указано, что ползунок реостата перемещается с постоянной скоростью, это означает, что время, в течение которого ток протекает, также будет постоянным. Пусть это время равно \( t \).

Оставшаяся информация - сопротивление проводника - отсутствует. Без этой информации необходимо предположить, что данное значение известно. Пусть сопротивление проводника будет обозначено как \( R \).

Тогда, в соответствии с формулой, количество выделяющегося тепла будет равно:

\[ Q = I^2 \cdot R \cdot t \]

Но для полного решения задачи нам не хватает значения силы тока \( I \). Так как сила тока и напряжение на зажимах реостата связаны между собой соотношением \[ I = \frac{U}{R} \], мы можем заменить \( I \) в формуле для количества выделяющегося тепла:

\[ Q = \left(\frac{U}{R}\right)^2 \cdot R \cdot t \]

После упрощения этого выражения, мы получим окончательный ответ:

\[ Q = \frac{U^2 \cdot t}{R} \]

Таким образом, мы рассчитали количество выделяющегося тепла в проводнике за первую минуту, зная постоянное напряжение на зажимах реостата (\( U \)), постоянную скорость перемещения ползунка реостата и сопротивление проводника (\( R \)).