1. Определите силу тока, создаваемого электроном, вращающимся вокруг ядра в атоме водорода. Радиус орбиты электрона считать равным 5,3·10-11 м. (Ответ: )
2. Найдите плотность тока в проводнике, если за время 10 с через его поперечное сечение площадью 5 мм2 проходит заряд 100 Кл. (Плотностью тока j называют отношение силы тока к площади поперечного сечения проводника.) (Ответ: 2·106А/м2)
3. Определите количество теплоты, которое выделяется за 1 мин в проводнике с током, если известно, что его сопротивление равно 10 Ом и через его сечение ежесекундно проходит заряд 10 Кл. (Ответ: 60 кДж)
4. Количество теплоты, выделяемое за 10 мин проводником с током, равно 12 кДж. Сопротивление проводника 5 Ом. Найдите силу тока в проводнике. (Ответ: 2 А)
5. Для нагревания воды за время t требуется количество теплоты Q. Какой длины проводник нужно использовать для изготовления электронагревателя, если известно, что удельное сопротивление проводника равно ρ, диаметр проводника равен d, а сила тока при работе равна I? (Ответ: )
6. Сколько витков никелиновой проволоки надо навить на фарфоровый цилиндр диаметром D = 1,5 см, чтобы изготовить электрокипятильник, который за каждые 10 мин выделял бы 36 кДж теплоты? Диаметр проволоки d = 0,2 мм. Удельное сопротивление никелина 4·10-7 Ом·м, сила тока при работе равна 2 А. (Ответ: )
7. Найдите напряжение на концах проводника с сопротивлением 10 Ом, если за время 5 мин через его сечение протекает заряд 120 Кл. (Ответ: 4В)
8. Удельное сопротивление графитового стержня от карандаша равно 400 мкОм·м. Какой ток пройдет по стержню, если на него подать напряжение 6 В? Длина стержня 20 см, диаметр - 2 мм. (Ответ: 236 мА)
9. Для измерения температуры применили железную проволочку, имеющую при температуре t1 = 10°С сопротивление R1 = 15 Ом. При некоторой температуре t2 она имела сопротивление R2 = 18,25 Ом. Найдите температуру t2. Температурный коэффициент сопротивления железа равен 6·10-3 1/°С. (Ответ: )
10. Найдите температуру t2 вольфрамовой нити лампочки, если при включении в сеть с напряжением 220 В по нити идет ток 0,68 А. При температуре t1=20 °С сопротивление нити 36 Ом. Температурный коэффициент сопротивления вольфрама 4,6·10-3 1/°С. (Ответ: 1756ºC)
11. Электровоз массой 300 т движется вниз по горе со скоростью 36 км/ч. Уклон горы (т. е. отношение высоты горы к длине наклонной поверхности) sin а = 0,01, сила сопротивления движению электровоза составляет k = 3% от действующей на него силы тяжести. Какой ток протекает через мотор электровоза, если напряжение в сети равно 3 кВ и КПД электровоза η= 80%? (Ответ: )
12. Электродвигатель подъемного крана работает под напряжением 380В, потребляя силу тока 20 А. Каков КПД установки, если груз массой 1т кран поднимает на высоту 19 м за 50 с? (Ответ: η=0,5)
12. Источник с ЭДС 6 В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключен к цепи с сопротивлением 17 Ом. Чему равна сила тока в цепи? (Ответ: 330 мА)
13. Сила тока в цепи равна 2 А. Чему равна ЭДС источника в этой цепи, если его внутреннее сопротивление равно 2 Ом, а внешнее сопротивление цепи 13 Ом? (Ответ: 30 В)
14. При замыкании источника тока на резистор с сопротивлением 14 Ом напряжение на зажимах источника 28 В, а при замыкании на резистор с сопротивлением 29 Ом напряжение на зажимах 29 В. Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление источника. (Ответ: ;
)
15. Внутреннее сопротивление элемента в к раз меньше внешнего сопротивления цепи. Найдите, во сколько раз напряжение на зажимах меньше его ЭДС.
(Ответ: )
16. В цепи, изображенной на рисунке, параллельно резистору с сопротивлением 20 Ом подключен конденсатор емкостью 5 мкФ. Чему равна ЭДС источника в этой цепи, если его внутреннее сопротивление равно 2 Ом, а заряд на конденсаторе равен 10 мкКл? (Ответ:
)
17. Источник тока с ЭДС 15 В и внутренним сопротивлением 5 Ом замкнут на резистор с сопротивлением 10 Ом. К зажимам источника подключен конденсатор емкостью 1 мкФ. Найдите заряд на конденсаторе. (Ответ:10 мк Кл)
18. Какой заряд приобретет конденсатор емкостью 20 пФ, если его подключить к источнику тока с ЭДС 5 В? (Ответ: 0,1нКл)
19. Чему будет равна сила тока при коротком замыкании источника с ЭДС 20 В и внутренним сопротивлением 1,5 Ом? (Ответ: 13,3 А)
20. Определите общее сопротивление цепей, изображенных на рисунке.
(Ответ: а) 1,6 Ом; б) 5 Ом; в) 0,5 Ом; г) 2,6R.)
21. Определите общее сопротивление цепей, изображенных на рисунке.
(Ответ: а) 2,1 Ом; б) 5 Ом; в) 5 Ом; (73/34)R)
22. Имеется проводник сопротивлением R=36Ом. На сколько равных частей следует разрезать этот проводник, чтобы общее сопротивление всех этих частей, соединенных параллельно, оказалось равным R0 = 1 Ом? (Ответ: )
23. Из куска проволоки сопротивлением 10 Ом сделано кольцо (см. рис). Где следует присоединить подводящие провода, чтобы сопротивление кольца стало равным R0=1 Ом? Найдите отношение а/b, в котором это кольцо будут делить точки присоединения подводящих проводов. (Ответ:
)
24. Найдите общую силу тока в цепи, изображенной на рисунке, если ЭДС источника равна 24 В, его внутреннее сопротивление 2 Ом, а внешние сопротивления равны соответственно R1 = 2 Ом, R2 = 9 Ом, R3 = 9 Ом, R4 = 9 Ом, R5 = 5 Ом. (Ответ: 2A)
25. Какой ток I0 покажет амперметр (с пренебрежимо малым сопротивлением) в схеме, изображенной на рисунке? Сопротивления резисторов R1 = 1,25 Ом, R2 = 1 Ом, R3 = 3 Ом, R4 = 7 Ом, ЭДС источника равна 2,8 В. Внутренним сопротивлением источника пренебречь. (Ответ: 1,8A)
26. Изображенная на рисунке цепь составлена из бесконечного числа ячеек, состоящих их трех одинаковых резисторов R. Найдите общее сопротивление всей цепи.
Указание: учесть, что присоединение к бесконечному числу ячеек еще одной такой же ячейки не меняет общего сопротивления бесконечной цепи. (Ответ: )
27. На рисунке изображена цепь, состоящая из бесконечного числа резисторов. Чему равно ее общее сопротивление? (Ответ: R0=R)
28. Найдите общее сопротивление цепи, изображенной на рисунке, доказав предварительно, что: 1) потенциалы точек А и В одинаковы; 2) режим работы цепи не изменится, если резистор сопротивлением R5 из цепи исключить, а точки А и В либо соединить, либо оставить разъединенными.
(Ответ: R0=2R)
29. Найдите полное сопротивление цепи, составленной из резисторов с одинаковым сопротивлением R (рис). Указание: найти в цепи место, в котором можно, не меняя режима работы цепи, произвести разъединение. (Ответ: R0=3R/2)
30. Два параллельно соединенных резистора с сопротивлениями R1 = 40 Ом и R2 = 10 Ом подключены к источнику тока с ЭДС 10 В. Общая сила тока в цепи 1 А. Чему будет равна сила тока при коротком замыкании?
(Ответ: )
31. Миллиамперметр с пределом измерения токов I0 = 25 мА необходимо использовать как амперметр с пределом измерения токов I = 5 А. Какое сопротивление Яш должен иметь шунт? Внутреннее сопротивление миллиамперметра r=10Ом. Указание: шунт — это проводник, подключаемый параллельно для ответвления на себя части измеряемого тока.
(Ответ: )
32. Вольтметр рассчитан на измерение напряжений до максимального значения и0 = 30 В. Какое добавочное сопротивление Яд нужно присоединить к вольтметру, чтобы им можно было измерять напряжения до и = 150 В? Внутреннее сопротивление вольтметра г=3 кОм. Указание: добавочное сопротивление — это проводник, подключаемый последовательно с вольтметром для того, чтобы часть измеряемого напряжения приходилась на него и прибор не зашкаливал. (Ответ: )
33. Электрическую лампу сопротивлением Rл = 240 Ом, рассчитанную на напряжение Uл = 120 В, надо питать от сети с напряжением U0=220В. Какой длины нихромовый проводник сечением 0,55 мм2 надо включить последовательно с лампочкой? Удельное сопротивление нихрома 1,1 Ом·мм2/м.
(Ответ: )
34. Какую мощность будет потреблять 25-ваттная лампочка, рассчитанная на напряжение U1 = 120 В, если ее включить в сеть с напряжением U2 = 60 В? (Ответ: )
35. К источнику тока с внутренним сопротивлением 1 Ом подключаются два резистора с сопротивлением 0,5 Ом каждый. В одном случае резисторы подключаются последовательно, в другом — параллельно. Найдите отношение мощностей, выделяющихся во внешней цепи в обоих случаях.
(Ответ: )
36. Железная и медная проволоки одинаковой длины и сечения соединены последовательно и включены в сеть на некоторое время. Затем эти проволоки соединили параллельно и снова включили в сеть на то же время. Найдите отношение количеств теплоты, выделившихся в проволоках в обоих случаях, если по железной проволоке и в том и в другом случае шел один и тот же ток. Удельное сопротивление железа ρ1= 0,12 мкОм·м, меди ρ2 = 0,017 мкОм·м.
(Ответ: )
37. Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора, если при силе тока 15 А он отдает во внешнюю цепь мощность 135 Вт, а при силе тока 6 А — мощность 64,8 Вт. (Ответ: ;
)
38. Батарея элементов, замкнутая на сопротивление R1=2 Ом, дает ток I1=1,6 А. Та же батарея, замкнутая на сопротивление R2=1Ом, дает ток I2=2 А. Найдите мощность, теряемую внутри батареи, во втором случае.
(Ответ: )
39. К одному и тому же источнику сначала подключают резистор с сопротивлением R1= 2 Ом, а затем с сопротивлением R2 = 0,1 Ом. В обоих случаях на этих резисторах выделилась одинаковая мощность. Найдите внутреннее сопротивление источника. (Ответ: )