В цепь последовательно включены две лампы. Определите показания амперметра и общее напряжение в электрической цепи, если сопротивление на первой лампе 5 Ом и напряжение 10 В, а сопротивление на второй лампе 3 Ом.

Для определения тока при коротком замыкании нужно найти две величины:
ЭДС источника Е и его внутреннее сопротивление RI
Тогда ток при коротком замыкании равен Iк.з. = E/RI
P=I*U = ЭДС/(r+R) * ЭДС/(r+R) * R
P1=R1*ЭДС^2/(r+R1)^2=P
P2=R2*ЭДС^2/(r+R2)^2=P
ЭДС/r - ?

P*(r+R1)^2=ЭДС^2*R1
P*(r+R2)^2=ЭДС^2*R2
ЭДС/r - ?

P*(r+R1)^2*R2=P*(r+R2)^2*R1
(r+R1)^2*R2=(r+R2)^2*R1
(r+R1)*корень(R2)=(r+R2)*корень(R1)
r=(R2*корень(R1)-R1*корень(R2))/(корень(R2)-корень(R1))=корень(R1*R2)=
=корень(200*500)=100*корень(10) Ом

P*(r+R1)^2=ЭДС^2*R1
P*(корень(R1*R2)+R1)^2=ЭДС^2*R1
P*(корень(R2)+корень(R1))^2=ЭДС^2
ЭДС=корень(P)*(корень(R2)+корень(R1))=корень(200)*(корень(200)+корень(500))=
=100*корень(2)*(корень(2)+корень(5)) В=200+100*корень(10) В

ЭДС/r =100*корень(2)*(корень(2)+корень(5)) / (100*корень(10) )= (корень(10)+5) / 5 = 1,632456 А

Дано:

P = 2 кВт

t = 5 мин.

t°1 = 10 °C

t°2 = 30 °C

c = 4200 кг*°C

р = 1000 кг/м3

Найти:

n = ?

КПД нагревателя равно процентному отношению полезной работы нагревателя к затраченной им работе, т.е.:

n = A полезная / А затраченная * 100%

Полезная работа - это количество теплоты, которое нужно для нагрева 1-го литра воды на 20 °C:

dt° = 30 - 10 = 20 °C

1 литр = 0,001 м3

m = p*V = 1000 * 0,001 = 1 кг

А полезная = Q = c*m*dt° = 4200 * 1 * 20 = 84000 Дж

Затраченная нагревателем работа равна количеству теплоты, которое выделил нагреватель, то есть, она равна работе электрического тока:

5 мин. = 60 * 5 = 300 с

2 кВт = 2000 Вт

А затраченная = Q = P*t = 2000 * 300 = 600000 Дж

Остаётся только подставить найденные значения в главную формулу:

n = A полезная / А затраченная * 100% = 84000 / 600000 * 100% = 14%

ответ: КПД нагревателя равен 14%.