Расчетно-графическое задание по физике №4
| № варианта | ||||||||||
| № Задания |
1. Электрический ток. Условия существования электрического постоянного тока.
2. Сила тока. Плотность тока.
3. Сторонние силы. ЭДС. Напряжение.
4. Закон Ома для однородного участка цепи в интегральной форме.
5. Сопротивление проводников. Зависимость сопротивления от температуры.
6. Соединения проводников.
7. Закон Ома в дифференциальной форме.
8. Закон Ома для неоднородного участка цепи.
9. Закон Ома для замкнутой цепи.
10. Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца в интегральной форме.
11. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме.
12. Правила Кирхгофа для расчета разветвленных электрических цепей.
13. Определить число электронов, проходящих в секунду через единицу площади поперечного сечения медной проволоки длиной 20 м и при напряжении на ее концах 16 В. Удельное сопротивление меди 1,7×10-8 Ом×м.
14. Ток в проводнике меняется со временем по закону J = 4 + 2t. Какой заряд пройдет через поперечное сечение проводника за время от t1=2 с до t2=12 с?
15. На концах медного проводника длиной l = 10 м поддерживается разность потенциалов 17 В. Определить плотность тока. Удельное сопротивление меди 1,7×10-8 Ом×м.
16. По медному проводу сечением 0,17 мм2 течет ток 0,15 А. Определить, какая сила действует на отдельные свободные электроны со стороны электрического поля. Удельное сопротивление меди 1.7×10-8 Ом×м.
17. Определить удельное сопротивление проводника длиной 2 м, если при разности потенциалов 4 В на его концах плотность тока в проводнике 106 А/м2.
18. В течение 20 с сила тока в проводнике равномерно возрастала от 1 А до 5 А. Какой заряд прошел по проводнику?
19. Определить сопротивление медной проволоки, масса которой 1 кг, площадь поперечного сечения 0,1 мм2. Плотность меди 8900 кг/м3, ее удельное сопротивление 1,7×10-8 Ом×м.
20. Найти сопротивление тетраэдра, изготовленного из шести проволочек сопротивлением 1 Ом каждая. Подводящие провода присоединены к двум вершинам тетраэдра.
21. Последовательно соединены 10 равных сопротивлений. Во сколько раз изменится сопротивление цепи, если их соединить параллельно?
22. Из куска проволоки сопротивлением 9 Ом сделано кольцо. К этому кольцу в двух точках присоединены подводящие провода. В каком отношении делят точки присоединения длину окружности кольца, если сопротивление получившейся цепи 2 Ом?
23. Резистор и амперметр соединены последовательно и подключены к источнику тока. К концам резистора присоединен вольтметр с сопротивлением 4 кОм. Амперметр показывает силу тока 0,3 А, вольтметр – напряжение 120 В. Определить сопротивление резистора.
24. В сеть с напряжением 100 В подключили резистор с сопротивлением 2 кОм и вольтметр, соединенные последовательно. Показания вольтметра 80 В. Когда резистор заменили другим, вольтметр показал 60 В. Определить сопротивление другого резистора.
25. При внешнем сопротивлении 8 Ом сила тока в цепи равна 0,8 А, а при сопротивлении 15 Ом сила тока 0,5 А. Определить силу тока короткого замыкания источника ЭДС.
26. Аккумулятор, внутренним сопротивлением которого можно пренебречь, поочередно замыкали на два разных сопротивления. В первом случае ток был равен 3 А, а во втором – 6 А. Найти ток, получающийся при замыкании аккумулятора на эти сопротивления, соединенные последовательно.
27. Аккумулятор замкнули сначала на одно сопротивление, потом – на другое а затем – на оба, соединённые последовательно. В первом случае ток был равен 3 А, во втором – 2 А и в третьем – 1,5 А. Какой ток будет проходить через аккумулятор при параллельном соединении этих сопротивлений?
28. Два вольтметра, соединенных последовательно, подключены к источнику тока и показывают напряжение 8 В и 4 В. Если подключить к источнику только второй вольтметр, он покажет 10 В. Чему равна ЭДС источника?
29. К источнику тока с ЭДС, равной 1,5 В, присоединили сопротивление 0,1 Ом. Сила тока в цепи составляла 0,5 А. Когда к источнику тока присоединили последовательно ещё один источник с такой же ЭДС, то сила тока оказалась равной 0,4 А. Определить внутренние сопротивления первого и второго источников тока.
30. Амперметр с внутренним сопротивлением 2 Ом, подключённый к зажимам источника, показывает ток 5 А. Если к зажимам этого источника вместо амперметра подключить вольтметр с внутренним сопротивлением 150 Ом, то он покажет напряжение 12 В. Чему равен ток короткого замыкания?
31. Две группы из трех последовательно соединенных элементов соединены параллельно. ЭДС каждого элемента равна 1,2 В, внутреннее сопротивление 0,2 Ом. Полученная батарея замкнута на внешнее сопротивление 1,5 Ом. Найти силу тока во внешней цепи.
32. При силе тока 1,5 А напряжение на участке некоторой цепи равно 20 В. При силе тока 0,5 А напряжение на этом участке равно 8 В. Определить ЭДС, действующую на этом участке.
33. К зажимам источника тока присоединен нагреватель. ЭДС источника равна 24 В, внутреннее сопротивление 1 Ом. Нагреватель, включённый в цепь, потребляет мощность 80 Вт. Определить силу тока в цепи и коэффициент полезного действия нагревателя.
34. При силе тока 3 А во внешней батарее выделяется мощность 18 Вт, а при силе тока 1 А – мощность 10 Вт. Определить ЭДС и внутреннее сопротивление батареи.
35. Электродвижущая сила элемента и его внутреннее сопротивление равны соответственно 1,6 В и 0,5 Ом. Чему равен коэффициент полезного действия элемента при силе тока 2,4 А?
36. Ток от магистрали к потребителю подводится по медным проводам, общая длина которых 49 м и сечение 2,5 мм2. Напряжение в магистрали 120 В. Потребителем является печь мощностью 600 Вт. Определить сопротивление печи.
37. При поочередном замыкании элемента на сопротивления 2 Ом и 8 Ом в них выделились равные количества теплоты. Определить внутреннее сопротивление элемента.
38. Какое сопротивление нужно подключить к пяти одинаковым последовательно соединенным источникам с ЭДС, равной 20 В, и внутренним сопротивлением 1 Ом каждый, чтобы потребляемая полезная мощность была максимальной?
39. Имеются две проволоки круглого сечения, изготовленные из одного и того же материала. Диаметр сечения одной проволоки 1 мм, а другой – 4 мм. Для того чтобы расплавить первую проволоку, нужна сила тока 10 А. Какой должна быть сила тока, чтобы расплавить вторую проволоку?
40. Электрический чайник имеет две обмотки. При включении одной из них вода в чайнике закипает через 15 мин, при включении другой – через 30 мин. Через какое время закипит вода в чайнике, если включить две обмотки: а) последовательно; б) параллельно?
41. Электродвижущая сила источника равна 24 В, сопротивление внешней цепи 10 Ом, падение потенциала внутри источника 4 В. Определить: а) напряжение на зажимах источника; б) внутреннее сопротивление источника; в) мощность, потребляемую внешней цепью.
42. Электрический чайник вместимостью 1,5 л имеет сопротивление нагревательного элемента 80 Ом, КПД 80 % и работает при напряжения 200 В. Начальная температура воды 20 °С. Определить: а) мощность тока, потребляемую чайником; б) время, в течение которого вода в чайнике закипит.
43. Какое сопротивление нужно подключить к десяти одинаковым параллельно соединённым источникам с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 2 Ом каждый, чтобы потребляемая полезная мощность была максимальной?
44. При каком значении сопротивления внешней цепи мощность, отдаваемая источником тока во внешнюю цепь, максимальна и какова эта мощность? ЭДС источника 20 В, внутреннее сопротивление 2 Ом.
45. При замыкании на сопротивление 4 Ом источник ЭДС дает ток 2 А. Ток короткого замыкания источника 12 А. Какую наибольшую полезную мощность может дать источник?
46. Две лампочки, рассчитанные на напряжение 120 В и номинальные мощности 40 Вт и 60 Вт, включены последовательно в сеть с тем же напряжением. Какие мощности будут потреблять лампочки?
47. Паяльник рассчитан на напряжение 220 В. Как и на сколько процентов нужно изменить его сопротивление, чтобы он работал нормально при напряжении 110 В?
48. Мощность, выделяемая на сопротивлении 1 Ом, подключенном к источнику тока, равна 100 Вт. При замене сопротивления 1 Ом сопротивлением 9 Ом эта мощность не изменилась. Определить ЭДС источника.
49. Конденсатор ёмкостью 1 мкФ и сопротивлением 8 Ом подключён параллельно к источнику с внутренним сопротивлением 2 Ом. При этом заряд конденсатора 80 мкКл. Каким будет напряжение на конденсаторе, если конденсатор и сопротивление будут подключены к этому источнику последовательно?
| 50. | ℰ = 5 В | 
| |
| R 1 = 60 Ом | |||
| R 2 = 90 Ом | |||
| R 3 = 100 Ом | |||
| I г = 0 | |||
| R г = 0 | |||
| r = 0 | |||
| I 1 -? I 2 -? | |||
| I 3 -? I 4 -? I -? | |||
| 51. | R = 10 Ом | 
| |
| ℰ 1 = 4,2 B | |||
| ℰ 2 = 2,4 B | |||
| r 1 = 1 Ом | |||
| r 2 = 0,4 Ом | |||
| I -? U -? | |||
| 52. | ℰ 1 = 6 В | 
| |
| ℰ 2 = 3 B | |||
| r 1 = 0,5 Ом | |||
| r 2 = 1,5 Ом | |||
| R = 30 Ом | |||
| I -? I 1 -? I 2 -? | |||
| 53. | ℰ 1 = 18 В | 
| |
| r 1 = 3 Ом | |||
| ℰ 2 = 24 B | |||
| r 2 = 6 Ом | |||
| R = 36 Ом | |||
| I 1 -? I 2 -? I -? | |||
| 54. | R 1 = 12 Ом | 
| |
| R 2 = 6 Ом | |||
| R 3 = 4 Ом | |||
| ℰ 1 = 4,4 В | |||
| I 3 =1 A | |||
| ℰ 2 -? | |||
| 55. | ℰ 1 = 12 В | 
| |
| ℰ 2 = 9 B | |||
| R 1 = 6 Ом | |||
| R 2 = 9 Ом | |||
| R 3 = 12 Ом | |||
| UAB -? | |||
| 56. | ℰ 1 = 9 В | 
| |
| ℰ 2 = 12 B | |||
| R 1 = 6 Ом | |||
| R 2 = 12 Ом | |||
| R 3 = 9 Ом | |||
| I 3 -? | |||
| 57. | ℰ 1 = 7 В | ||
| ℰ 2 = 6 B | 
| ||
| r 1 = 2 Ом | |||
| r 2 = 3 Ом | |||
| R = 9 Ом | |||
| I 1 -? I 2 -? | |||
| I -? | |||
| 58. | ℰ 1 = 60 В | 
| |
| ℰ 2 = 200 B | |||
| R 1 = R 2 = 80 Ом | |||
| R 3 = 400 Ом | |||
| I 1 -? | |||
| 59. | ℰ 1 = 20 В | 
| |
| ℰ 2 = 15 B | |||
| R 1 = 10 Ом | |||
| R 2 = 5 Ом | |||
| R 3 = 2 Ом | |||
| I 1 -? I 2 -? | |||
| I 3 -? | |||
| 60. | ℰ 1 = ℰ 2 = 6 В | 
| |
| r 1 = r 2 = 2 Ом | |||
| R 1 = 1 Ом | |||
| R 2 = 3 Ом | |||
| I 1 -? I 2 -? | |||
| 61. | ℰ 1 = ℰ 2 = ℰ 3 = 5 В | 
| |
| R 1 = 20 Ом | |||
| R 2 = 12 Ом | |||
| U 2 = 6 B | |||
| R 3 -? | |||
| 62. | ℰ 1 = 21 В | 
| |
| ℰ 2 = 19 B | |||
| R 1 = 50 Ом | |||
| R 2 = 40 Ом | |||
| R 3 = 20 Ом | |||
| I 1 -? I 2 -? | |||
| U 3 -? | |||
| 63. | ℰ 1 = 4 В | 
| |
| ℰ 2 = 8 B | |||
| R 1 = R 2 = 10 Ом | |||
| R 3 = 5 Ом | |||
| I 1 -? I 2 -? | |||
| I 3 -? U 2 -? | |||
| 64. | ℰ 1 = 20 В | 
| |
| ℰ 2 = 10 B | |||
| r 1 = 1 Ом | |||
| r 2 = 2 Ом | |||
| R 3 = 40 Ом | |||
| I 1 -? I -? UAB -? | |||
| 65. | R 1 = 100 Ом | 
| |
| R 2 = 20 Ом | |||
| R 3 = 50 Ом | |||
| ℰ 2 = 2 B | |||
| I 2 = 50 мА | |||
| ℰ 1 -? | |||
| 66. | ℰ 1 = 3 В | 
| |
| ℰ 2 = 2 B | |||
| R 1 = 45 Ом | |||
| R 2 = 20 Ом | |||
| R 3 = 20 Ом | |||
| I 1 -? I 2 -? | |||
| I 3 -? | |||
| 67. | ℰ 1 = ℰ 2 | 
| |
| R 1 = R 2 = 100 Ом | |||
| U = 150 B | |||
| R = 150 Ом | |||
| ℰ 1 -? ℰ 2 -? | |||
| 68. | ℰ 1 = ℰ 2 = 110 B | 
| |
| R 1 = R 2 = 200 Ом | |||
| R = 1000 Ом | |||
| U -? I -? | |||
| 69. | ℰ 1 = ℰ 2 = 2 В | 
| |
| r 1 = r 2 = 0,5 Ом | |||
| R 1 = 0,5 Ом | |||
| R 2 = 1,5 Ом | |||
| I 1 -? I 2 -? | |||
| 70. | ℰ 1 = ℰ 2 = 6 B | 
| |
| ℰ 3 = 8 В | |||
| R 1 = 20 Ом | |||
| R 2 = 12 Ом | |||
| R 3 = 12 Ом | |||
| I 1 -? I 2 -? | |||
| I 3 -? | |||
| 71. | ℰ 1 = 2 В | 
| |
| ℰ 2 = 4 В | |||
| R 1 = 5 Ом | |||
| R 2 = 2 Ом | |||
| I =1,2 A | |||
| r 2 = 0 | |||
| r 1 -? | |||
| 72. | ℰ 1 = 5 B | 
| |
| ℰ 2 = ℰ 3 = 7 В | |||
| R 1 = 30 Ом | |||
| R 2 = 15 Ом | |||
| R 3 = 10 Ом | |||
| I 1 -? I 2 -? | |||
| I 3 -? | |||
| 73. | ℰ 1 = 5 B | 
| |
| ℰ 2 = ℰ 3 = 2 В | |||
| R 1 = 45 Ом | |||
| R 2 = 20 Ом | |||
| R 3= 15 Ом | |||
| U 1-? U 2-? | |||
| U 3-? |