Тема: «Законы постоянного электрического тока»

Основные вопросы: Постоянный электрический ток. Сила тока, плотность тока. Напряжение. Закон Ома для участка цепи. Электрическое сопротивление. Электродвижущая сила. Внутреннее сопротивление источника тока. Закон Ома для полной электрической цепи. Параллельное и последовательное соединение проводников. Смешанное соединение проводников. Работа электрического тока. Закон Джоуля–Ленца. Мощность электрического тока

Задания:

1. Через поперечное сечение контактного провода за 2 с проходит 6·10²⁰ электронов. Какой ток протекает в проводе? (48 А)

2. Каким диаметром поперечного сечения нужно выбрать провод, чтобы при допустимой плотности тока в 1 А/мм² сила тока в нем 314 А? (20 мм)

3. Имеется катушка медной проволоки с площадью поперечного сечения 0,1 мм². Масса всей проволоки 0,3 кг. Определите сопротивление проволоки. Удельное сопротивление меди 1,7∙10^-2 (Ом·мм²)/м. (57 Ом)

4. Общее сопротивление трех последовательно включенных одинаковых реостатов равно 15 Ом. Определите сопротивление каждого реостата.

5. Общее сопротивление пяти одинаковых резисторов включенных параллельно равно 25 Ом. Определите сопротивление каждого.

6. Отрезок однородной проволоки разрезали на 8 одинаковых частей и соединили эти части параллельно. Сопротивление такой системы оказалось равным 1 Ом. Каким было сопротивление проволоки до того, как ее разрезали?

7. Общее сопротивление двух последовательно соединенных проводников 5 Ом, а параллельно соединенных этих же проводников 1,2 Ом. Чему равны эти сопротивления? (3 Ом; 2 Ом)

8. Два проводника, соединённых последовательно, имеют сопротивление в 6,25 раз большее, чем при параллельном соединении. Во сколько раз сопротивление одного проводника больше, чем другого? (в 4 раза)

9. Чему равно полное сопротивление участка АВ электрической цепи, изображенной на рисунке?(5,1 Ом)

10. Участок цепи состоит из четырех последовательно соединенных резисторов, сопротивления которых равны r, 2r, 3r, 6r. Сопротивление участка уменьшится в два раза, если убрать из него

1) первый и второй резисторы 2) второй и третий резисторы

3) третий резистор 4) четвертый резистор

11. Участок цепи состоит из четырех последовательно соединенных резисторов, сопротивления которых равны r, 2r, 3r, 4r. Чему должно быть равно сопротивление пятого резистора добавленного в этот участок последовательно к первым четырем, чтобы суммарное сопротивление участка увеличилось в 3 раза?

1) 10r 2) 20r 3) 30r 4) 40r

12. Как из­ме­нит­ся со­про­тив­ле­ние участ­ка цепи АВ, изоб­ра­жен­но­го на ри­сун­ке, если ключ К разо­мкнуть? Со­про­тив­ле­ние каж­до­го ре­зи­сто­ра равно 4 Ом.

1) умень­шит­ся на 4 Ом 2) умень­шит­ся на 2 Ом
3) уве­ли­чит­ся на 2 Ом 4) уве­ли­чит­ся на 4 Ом

13. На участ­ке цепи, изоб­ра­жен­ном на ри­сун­ке, со­про­тив­ле­ние каж­до­го из ре­зи­сто­ров равно R. Пол­ное со­про­тив­ле­ние участ­ка при за­мкну­том ключе К равно

1)1/2 R 2) R 3) 2R 4) 3R

14. На участ­ке цепи, изоб­ра­жен­ном на ри­сун­ке, со­про­тив­ле­ние каж­до­го из ре­зи­сто­ров равно R. Пол­ное со­про­тив­ле­ние участ­ка при за­мкну­том ключе К равно

1)1/2 R 2) R 3) 2R 4) 3R

15. На участ­ке цепи, изоб­ра­жен­ном на ри­сун­ке, со­про­тив­ле­ние каж­до­го из ре­зи­сто­ров равно R. Пол­ное со­про­тив­ле­ние участ­ка при за­мкну­том ключе K равно

1)2/3 R 2) R 3) 2R 4) 3R

16. На участ­ке цепи, изоб­ра­жен­ном на ри­сун­ке, со­про­тив­ле­ние каж­до­го из ре­зи­сто­ров равно R. Пол­ное со­про­тив­ле­ние участ­ка при за­мкну­том ключе К равно

1) 1/2 R 2) R 3) 2R 4) 0

17. Каким будет со­про­тив­ле­ние участ­ка цепи (см. ри­су­нок), если ключ К за­мкнуть? (Каж­дый из ре­зи­сто­ров имеет со­про­тив­ле­ние R.)

1) 2 R 2) 0 3) 3 R 4) R

18. Вольт-амперная характеристика лампы накаливания изображена на рисунке. При напряжении источника 12 В температура нити лампы равна 3100 К. Сопротивление нити прямо пропорционально её температуре. Какова температура нити накала при напряжении источника 6 В? (2214К)

19. Четыре лампы, рассчитанные на 3 В и 0,3 А каждая. Надо включить параллельно и питать напряжением 5,4 В. Резистор какого сопротивления надо включить последовательно с лампами?

1) 1 Ом 2) 2 Ом 3) 3 Ом 4) 4 Ом

20. Медная и стальная проволоки одинаковой длины включены параллельно. Диаметр стальной проволоки вдвое больше диаметра медной проволоки. В медной проволоке сила тока 60 мА. Какова сила тока в стальной проволоке? Удельное сопротивление меди 1,7∙10^-8Ом·м, удельное сопротивление стали 12∙10^-8Ом·м. (34 мА)

21. Через участок цепи (см. рисунок) течёт постоянный ток 6А. Чему равна сила тока, которую показывает амперметр, если сопротивление каждого резистора r=1 Ом? Сопротивлением амперметра пренебречь.(3А)

22. Пять одинаковых резисторов с сопротивлением r=1 Ом каждый соединены в электрическую цепь, схема которой представлена на рисунке. По участку АВ идет ток I=4 А. Какое напряжение показывает идеальный вольтметр?

23. Электрический кипятильник, рассчитанный на напряжение 120 В. Найти длину нихромового провода, который необходимо взять для изготовления нагревающего элемента кипятильника, если допустимая плотность равна 10,2 А/мм², а удельное сопротивление нихрома при работе кипятильника составляет 1,3·10^-6 Ом·м. (9 м)

24. В сеть с напряжением U = 24 В подключили два последовательно соединенных резистора. При этом сила тока стала равной 0,60 А. Когда резисторы подключили параллельно, суммарная сила тока стала равной 3,2 А. Определить сопротивления резисторов. (30 Ом; 10 Ом)

25. Четыре никелиновых куска провода длинами 1 см, 2 см, 3 см, 4 см одинакового поперечного сечения соединены последовательно. Определите напряжение на самом длинном куске провода, если разность потенциалов на концах цепи 3 В. (1,2 В)

26. Электрическая цепь состоит из трех последовательно соединенных кусков провода одинаковой длины, сделанных из одного и того же материала, но имеющих разные сечения:S₁=1 мм², S₂ =2 мм², S₃=3 мм². Напряжение на концах цепи 11 В. Найти напряжение на втором проводнике. (3В)

27. К ис­точ­ни­ку тока при­со­еди­не­ны два оди­на­ко­вых ре­зи­сто­ра, со­еди­нен­ных па­рал­лель­но. Как из­ме­нят­ся общее со­про­тив­ле­ние цепи и сила тока, если уда­лить один из ре­зи­сто­ров? Для каж­дой ве­ли­чи­ны опре­де­ли­те со­от­вет­ству­ю­щий ха­рак­тер из­ме­не­ния: 1) уве­ли­чит­ся; 2) умень­шит­ся; 3) не из­ме­нит­ся. За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры для каж­дой фи­зи­че­ской ве­ли­чи­ны. Цифры в от­ве­те могут по­вто­рять­ся.

общее сопротивление	сила тока в цепи

28. На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник тока с ЭДС Е резистор R ₁ и реостат R ₂. Если уменьшить сопротивление реостата R ₂ до минимума, то как изменятся следующие три величины: сила тока в цепи, напряжение на резисторе R ₁, суммарная тепловая мощность, выделяющаяся на внешнем участке цепи? Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Сила тока в цепи	Напряжение на резисторе R 1	Суммарная тепловая мощность, выделяющаяся на внешнем участке цепи

29. На рисунке показана цепь постоянного тока. Внутренним сопротивлением источника тока можно пренебречь.

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать (ε- ЭДС источника тока, R – сопротивление резистора) К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

 

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ	ФОРМУЛА
А) сила тока через источник при замкнутом ключе К	1) 2) 3) 4)
Б) сила тока через источник при разомкнутом ключе К

30. В цепи, изображённой на рисунке, амперметр показывает 8 А. Найдите внутреннее сопротивление источника, если его ЭДС 56 В.

1) 10 Ом 2) 2 Ом 3) 4 Ом 4) 6 Ом

31. Чему равно собственное сопротивление амперметра, если сопротивление шунта увеличивающего пределы измерения амперметра в 11 раз, равно 5 Ом? (50 Ом)

32. К амперметру с сопротивлением 0,1 Ом подключен шунт с сопротивлением 11,1 мОм. Найти ток, текущий через амперметр, если ток в общей цепи 27 А. (2,7 А)

33. Вольтметр имеет сопротивление 200 Ом. Последовательно с ним включили проводник сопротивлением 1 кОм. Во сколько раз изменилась цена деления вольтметра? (в 6 раз)

34. При замыкании источника тока на резистор сопротивлением 5 Ом в цепи идет ток 5 А, а при замыкании на резистор сопротивлением 2 Ом идет ток 8 А. Найти внутреннее сопротивление, ЭДС источника тока и ток короткого замыкания. (3 Ом; 40 В; 13,3 А)

35. При коротком замыкании выводов гальванической батареи сила тока в цепи 0,45 А. При подключении к выводам батареи электрической лампы сила тока в цепи 0,225 А, а напряжение на лампе 4,5 В. Найдите ЭДС гальванической батареи. (9В)

36. При ко­рот­ком за­мы­ка­нии клемм ис­точ­ни­ка тока сила тока в цепи равна 12 А. При под­клю­че­нии к клем­мам элек­три­че­ской лампы элек­три­че­ским со­про­тив­ле­ни­ем 5 Ом сила тока в цепи равна 2 А. По ре­зуль­та­там этих экс­пе­ри­мен­тов опре­де­ли­те ЭДС ис­точ­ни­ка тока.(12 В)

37. На уроке фи­зи­ки школь­ник со­брал схему, изоб­ра­жен­ную на ри­сун­ке. Ему было из­вест­но, что со­про­тив­ле­ния ре­зи­сто­ров равны R₁= 1 Ом и R₂=2 Ом. Токи, из­ме­рен­ные школь­ни­ком при по­мо­щи иде­аль­но­го ам­пер­мет­ра А при по­сле­до­ва­тель­ном под­клю­че­нии ключа К к кон­так­там 1, 2 и 3, ока­за­лись рав­ны­ми, со­от­вет­ствен­но, I₁=3A, I₂=2A,I₃=1,5A. Чему было равно со­про­тив­ле­ние ре­зи­сто­ра R₃? (3 Ом)

38. Электрическая плитка состоит из трех одинаковых нагревательных элементов. Если их соединить параллельно, то вода в чайнике, поставленном на эту плитку, закипит через t минут. Через сколько минут закипит вода в чайнике, если секции соединить последовательно?

1) t 2) t/2 3)9t 4) t/9

39. Электрический чайник имеет две обмотки. При включении одной из них чайник вскипает через 10 мин, при включении другой – через 15 мин. Через сколько времени чайник вскипит, если обмотки включить вместе: а) параллельно, б) последовательно? (6 мин; 25 мин)

40. Как и во сколь­ко раз из­ме­нит­ся мощ­ность, вы­де­ля­ю­ща­я­ся на ре­зи­сто­ре R₂ в цепи, схема ко­то­рой изоб­ра­же­на на ри­сун­ке, если пе­ре­ве­сти ключ К из по­ло­же­ния 1 в по­ло­же­ние 2? Па­ра­мет­ры цепи: ₁=1,5 В, r₁=1 Ом, ₂=3 В, r₂=2 Ом, R₁= R₂= R₃= R=4 Ом. (3,24 раза)

41. Сопротивление лампочки накаливания в рабочем состоянии 240 Ом. Напряжение в сети 120 В. Сколько ламп включено параллельно в сеть, если мощность, потребляемая всеми лампочками, равна 600 Вт? (10)

42. Источник тока, два ре­зи­сто­ра и ключ вклю­че­ны в цепь, как по­ка­за­но на рисунке. При разо­мкну­том ключе на ре­зи­сто­ре R ₁ вы­де­ля­ет­ся мощ­ность P ₁ = 2 Вт, а на ре­зи­сто­ре R ₂ — мощ­ность P ₂ = 1 Вт. Какая мощ­ность будет вы­де­лять­ся на ре­зи­сто­ре R ₂ после за­мы­ка­ния ключа К? Внут­рен­ним со­про­тив­ле­ни­ем ис­точ­ни­ка пренебречь.

43. Два медных проводника одинаковой длины, соединенных последовательно, подключены к батарее, внутренним сопротивлением которой можно пренебречь. При протекании тока на них выделяется мощность Р₁. Какая мощность выделяется на проводниках при их параллельном соединении, если сечение второго вдвое больше первого? (Р₂=4,5 Р₁)

44. В цепи, состоящей из источника тока и нагрузки сопротивлением 13 Ом, на нагрузке выделяется мощность 50 Вт. В цепи, состоящей из двух последовательно соединенных таких же источников тока и той же нагрузки, на нагрузке выделяется мощность 72 Вт. Чему равно внутреннее сопротивление источника? (26 Ом)

45. В цепи, состоящей из источника тока и нагрузки сопротивлением 38 Ом, на нагрузке выделяется мощность 50 Вт. В цепи, состоящей из двух параллельно соединенных таких же источников тока и той же нагрузки, на нагрузке выделяется мощность 72 Вт. Чему равно внутреннее сопротивление источника? (19 Ом)

46. Какое напряжение надо поддерживать в сети и какая мощность должна потребляться, чтобы питать током 30 ламп мощностью по 60 Вт, соединенных параллельно, при напряжении 120 В, если сопротивление проводов, подводящих ток к лампам, равно 4Ом? Каков коэффициент полезного действия электросети? (180В; 2700Вт; 67%)

47. Батарея состоит из нескольких параллельно соединенных одинаковых элементов с ЭДС 5 В и внутренним сопротивлением 2 Ом каждый. При токе во внешней цепи 2 А КПД схемы равен 80%. Из скольких элементов состоит батарея? (4)

48. Электродвигатель подъемного крана подключен к источнику тока напряжением 380 В, при этом сила тока в его обмотке 20 А. Каков КПД установки, если груз массой 1 т кран поднимает на высоту 19 м за 50 с? (50%)

49. Какую работу совершает электродвигатель пылесоса за 25 мин, если при напряжении 220 В сила тока в электродвигателе 1,25 А, а КПД его 80 %? (330 кДж)

50. Сколько времени будет нагреваться 1.5 кг воды от 20 ⁰С до 100 ⁰С в электрическом чайнике мощностью 600 Вт, если КПД его нагревателя 80%? (1050 с)

51. Какую раз­ность по­тен­ци­а­лов при­ло­жи­ли к од­но­род­но­му мед­но­му ци­лин­дри­че­ско­му про­вод­ни­ку дли­ной 10 м, если за 15 с его тем­пе­ра­ту­ра по­вы­си­лась на 10 К? Из­ме­не­ни­ем со­про­тив­ле­ния про­вод­ни­ка и рас­се­я­ни­ем тепла при его на­гре­ва­нии пренебречь. (Удельное со­про­тив­ле­ние меди 1,7·10^–8 Ом·м, плот­ность меди 8900 кг/м³, удель­ная теплоёмкость меди 380 Дж/(кг·К)).

52. К ис­точ­ни­ку тока с ЭДС равным 9Ви внут­рен­ним со­про­тив­ле­ни­ем 1 Ом под­клю­чи­ли па­рал­лель­но со­еди­нен­ные ре­зи­стор с со­про­тив­ле­ни­ем 8 Ом и плос­кий кон­ден­са­тор, рас­сто­я­ние между пла­сти­на­ми ко­то­ро­го, 0.002 м. Ка­ко­ва на­пря­жен­ность элек­три­че­ско­го поля между пла­сти­на­ми кон­ден­са­то­ра? (4 кВ/м)

53. На­пря­жен­ность элек­три­че­ско­го поля плос­ко­го кон­ден­са­то­ра (см. ри­су­нок) равна 24 кВ/м. Внут­рен­нее со­про­тив­ле­ние ис­точ­ни­ка 10 Ом, ЭДС 30 В, со­про­тив­ле­ния ре­зи­сто­ровR₁=20 Ом,R₂=40 Ом. Най­ди­те рас­сто­я­ние между пла­сти­на­ми кон­ден­са­то­ра. (1 мм)

54. В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ К замкнут. Заряд конденсатора 2 мкКл ЭДС батарейки 24 В её внутреннее сопротивление 5 Ом сопротивление резистора 25 Ом. Найдите количество теплоты, которое выделяется на резисторе после размыкания ключа К в результате разряда конденсатора. Потерями на излучение пренебречь. (20 мкДж)

55. В элек­три­че­ской цепи, схема ко­то­рой изоб­ра­же­на на ри­сун­ке, кон­ден­са­тор С из­на­чаль­но не за­ря­жен. Ключ К пе­ре­во­дят в по­ло­же­ние 1. Затем, спу­стя очень боль­шое время, пе­ре­клю­ча­ют его в по­ло­же­ние 2, и снова ждут в те­че­ние до­ста­точ­но боль­шо­го про­ме­жут­ка вре­ме­ни. В ре­зуль­та­те пе­ре­во­да ключа в по­ло­же­ние 2 энер­гия кон­ден­са­то­ра уве­ли­чи­ва­ет­ся в 9 раз. Най­ди­те со­про­тив­ле­ние ре­зи­сто­ра R₂ если R₁= 10 Ом. (20 Ом)

56. В цепи, изображённой на рисунке, ЭДС ба­та­реи равна 100 В, со­про­тив­ле­ния резисторов R₁=10 Ом и R₂=6 Ом, а ёмкости кон­ден­са­то­ров С₁=100 мкФ и С₂=100 мкФ. В на­чаль­ном со­сто­я­нии ключ К разомкнут, а кон­ден­са­то­ры не заряжены. Через не­ко­то­рое время после за­мы­ка­ния ключа в си­сте­ме установится равновесие. Какую ра­бо­ту совершат сто­рон­ние силы к мо­мен­ту установления равновесия? (1 Дж)

57. В цепи, изображённой на рисунке, ЭДС ба­та­реи равна 100 В, со­про­тив­ле­ния резисторов R₁=10 Ом и R₂=6 Ом, а ёмкости кон­ден­са­то­ров С₁=100 мкФ и С₂=100 мкФ. В на­чаль­ном со­сто­я­нии ключ К разомкнут, а кон­ден­са­то­ры не заряжены. Через не­ко­то­рое время после за­мы­ка­ния ключа в си­сте­ме установится равновесие. Какое ко­ли­че­ство теплоты вы­де­лит­ся в цепи к мо­мен­ту установления равновесия?(0,5 Дж)

58. В схеме, по­ка­зан­ной на рисунке, ключ К дол­гое время на­хо­дил­ся в по­ло­же­нии 1. В мо­мент t ₀ ключ пе­ре­ве­ли в по­ло­же­ние 2. К мо­мен­ту t>0на ре­зи­сто­ре R вы­де­ли­лось ко­ли­че­ство теп­ло­ты 25 мкДж. Сила тока в цепи в этот мо­мент равна 0,1 мА. Чему равно со­про­тив­ле­ние ре­зи­сто­ра R? ЭДС ба­та­реи 15 В её внут­рен­нее со­про­тив­ле­ние 30 Ом ёмкость кон­ден­са­то­ра 04 мкФ. По­те­ря­ми на элек­тро­маг­нит­ное из­лу­че­ние пренебречь.(100кОм)

59. В цепи, схема ко­то­рой изоб­ра­же­на на рисунке, вна­ча­ле за­мы­ка­ют ключ К налево, в по­ло­же­ние 1. Спу­стя не­ко­то­рое время, до­ста­точ­ное для за­ряд­ки кон­ден­са­то­ра ёмкостью 2С = 10 мкФ от иде­аль­ной ба­та­реи с напряжением U = 300 В, ключ К за­мы­ка­ют направо, в по­ло­же­ние 2, под­со­еди­няя при этом к первому, заряженному, кон­ден­са­то­ру второй, незаряженный, кон­ден­са­тор ёмкостью С = 5 мкФ. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты Q вы­де­лит­ся в ре­зи­сто­ре R в те­че­ние всех опи­сан­ных процессов? Первый конденсатор сна­ча­ла был незаряженным. (0,6 Дж)

60. Конденсатор C ₁ = 1 мкФ заряжен до напряжения U = 300 В и включён в последовательную цепь из резистора R = 300 Ом, незаряженного конденсатора C₂ = 2 мкФ и разомкнутого ключа К (см. рисунок). Какое количество теплоты выделится в цепи после замыкания ключа, пока ток в цепи не прекратится?(30 мДж)

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: