 |
Постоянный электрический ток
|
|
|
|
41. Определить плотность тока в железном проводе длиной 
м, если провод находится под напряжением U = 12 В. Удельное сопротивление железа r = 9, 8× 10 – 8 Ом× м.
42. Напряжение на концах медного проводника длиной 1 м и сечением 1 мм2 меняется по закону U = U0 + k t, где U0 = 10 В, k = 0, 1 с – 1. Определить, сколько электронов пройдет через сечение проводника за 1 мин.
43. Определить число электронов, проходящих за время t = 1 с
через поперечное сечение площадью S = 1 мм2 железной проволоки с удельным сопротивлением r = 9, 8× 10 – 8 Ом× м, длиной 
м при напряжении на ее концах U = 16 В.
44. Какое напряжение можно дать на катушку, имеющую 1000 витков медного провода со средним диаметром витка d = 10 см, если допустимая плотность тока j = 2 А/мм2?
45. По медному проводнику сечением 1 мм2 течет ток 0, 1 А. Найти среднюю скорость упорядоченного движения электронов, считая, что на каждый атом меди приходится один свободный электрон.
46. Участок электрической цепи составлен из трех кусков провода одинаковой длины, изготовленных из одного и того же материала, соединенных последовательно. Сечения кусков провода равны S1 = 2 мм2, S2 = 1 мм2 и S3 = 3 мм2. Разность потенциалов на концах участка U = 12 В. Найти разность потенциалов на каждом куске провода.
47. ЭДС батареи e = 12 В. Наибольшая сила тока, которую может дать батарея, Imax = 6 А. Определить максимальную мощность, которая может выделиться во внешней цепи.
48. ЭДС батареи e = 16 В, внутреннее сопротивление r = 3 Ом. Найти сопротивление внешней цепи, если известно, что в ней выделяется мощность N = 16 Вт. Определить КПД батареи.
49. При включении электромотора в сеть с напряжением U = 220 В он потребляет ток I = 5 А. Определить мощность, потребляемую мотором, и его КПД, если сопротивление R обмотки мотора равно 6 Ом.
|
|
|
50. Батарея из двух параллельно соединенных источников с ЭДС 2 и 1, 8 В и внутренним сопротивлением 50 мОм каждый замкнута на сопротивление 2 Ом. Найти величину тока, проходящего через сопротивление и через источники.
51. Вольтметр, включенный в сеть последовательно с сопротивлением R1, показал напряжение U1 = 198 В, а при включении последовательно с сопротивлением R2 = 2R1 – напряжение U1 = 180 В. Определить сопротивление R1 и напряжение в сети, если сопротивление вольтметра r = 900 Ом.
52. Сколько ламп мощностью по 300 Вт, предназначенных для напряжения 110 В, можно соединить параллельно, если проводка к ним от магистрали сделана медным проводом длиной 100 м и сечением 9 мм2, а напряжение в магистрали равно 220 В?
53. Трамвайный вагон потребляет ток 100 А при напряжении 600 В и развивает силу тяги 3000 Н. Определить скорость движения трамвая на горизонтальном участке пути, если КПД электродвигателя трамвая 80 %.
54. Элемент с ЭДС 2, 1 В и внутренним сопротивлением 0, 2 Ом соединен с реостатом. Определить силу тока в цепи, если напряжение на зажимах элемента 2 В. Какой длины надо взять для изготовления реостата железную проволоку сечением 1 мм2?
55. Сила тока в проводнике сопротивлением R = 10 Ом за время t = 50 с равномерно возрастает от I1 = 5 А до I2 = 10 А. Определить количество теплоты Q, выделившееся за это время в проводнике.
56. В проводнике за время t = 10 с при равномерном возрастании силы тока от I1 = 1 А до I2 = 2 А выделилось количество теплоты Q = 5 кДж. Найти сопротивление R проводника.
57. Три сопротивления R1 = 20 Ом, R2 = 50 Ом и R3 = 10 Ом соединены параллельно. Определить общий ток в цепи I, если через второе сопротивление проходит ток I2 = 0, 2 A.
58. Какова сила тяги тепловоза при скорости движения u = 36 км/ч, если его двигатель, имеющий КПД h = 0, 6, работает при напряжении U = 1 кВ и силе тока I = 500 A?
|
|
|
59. Электрический нагреватель работает от сети с напряжением U = 220 B при силе тока I = 5 A и за t = 20 мин нагревает воду от t1 = 10 °С до t2 = 100 °С. Найти КПД нагревателя.
Рис. 3
|
60. В электрическую цепь включена лампочка (рис. 3), сопротивление которой Rл = 100 Ом. Найти мощность лампочки, если ЭДС источника тока e = 120 B, его внутреннее сопротивление r = 2 Ом. Внешнее сопротивление R1 = 50 Ом.
61. Электрический фонарь состоит из трех (n = 3) последовательно соединенных элементов (каждый из которых имеет ЭДС e = 1, 5 В и внутреннее сопротивление r = 0, 2 Ом). Какую максимальную полезную мощность может сформировать батарея фонаря?
62. Найти общее сопротивление участка цепи между точками А и В на рис. 4.
63. В цепи (рис. 5) найти силу тока в каждой ветви, если ЭДС источников тока имеют значения x1 = 1 В, x2 = 3 В, x3 = 5 В, а сопротивления – R1 = 2 Ом, R2 = 4 Ом, R3 = 2 Ом. Внутренним сопротивлением источников пренебречь.
|
| 
| |
| Рис. 4 | Рис. 5 | |
|
| |
| Рис. 6 | Рис. 7 | |
64. Найти силу тока в цепи (рис. 6), если у каждого элемента ЭДС x = 2, 2 В и внутреннее сопротивление 20 Ом, а R1 = R2 = 2 Ом, R3 = 6 Ом, R4 = 4 Ом, R5 = 0, 9 Ом.
65. Найти силу тока гальванометра, включенного в цепь (рис. 7), если x1 = x2 = 1, 5, r1 = r2 = 0, 5 Ом, R1 = R2 = 2 Ом, R3 = 1 Ом, Rg = 3 Ом.
66. Найти силы тока во всех участках цепи (рис. 8), если x1 = 24 В, x2 = 18 В, R1 = 20 Ом, R2 = R3 = 2 Ом. Внутренним сопротивлением источников пренебречь.
67. Три источника с ЭДС x1 = 10 В, x2 = 5 В, x3 = 6 В и внутренними сопротивлениями r1 = 0, 1 Ом, r2 = 0, 2 Ом, r3 = 0, 1 Ом соединены, как показано на рис. 9. Определить напряжения на резисторах сопротивлениями R1 = 5 Ом, R2 = 1 Ом, R3 = 3 Ом.
| 
|
| Рис. 8 | Рис. 9 |
68. Найти силы тока во всех участках цепи (рис. 10), если x1 = 20 В, x2 = 33 В, r1 = 0, 2 Ом, r2 = 0, 5 Ом, R1 = 0, 8 Ом, R2 = 2 Ом.
69. Два источника с ЭДС x1 = 30 В, x2 = 16 В и внутренними сопротивлениями r1 = 1 Ом, r2 = 2 Ом включены параллельно (рис. 11) и работают на общую нагрузку сопротивлением R = 25 Ом. Определить силы тока во всех ветвях и мощность, потребляемую нагрузкой.
| 
|
| Рис. 10 | Рис. 11 |
70. Как нужно соединить сопротивления R1 = 2 Ом, R2 = 3 Ом, и R3 = 6 Ом, чтобы получить систему с R = 4 Ом?
|
|
|
71. Определить силы тока во всех участках цепи (рис. 12) и мощность, развиваемую каждым источником тока, если x1 = 6 В, x2 = 10 В, x3 = 20 В, r1 = 0, 2 Ом, r2 = 0, 2 Ом, r3 = 0, 4 Ом, R1 = 19, 8 Ом, R2 = 45, 8 Ом, R3 = 100 Ом, R4 = 99, 6 Ом.
72. В схеме (рис. 13) x = 5 В, R1 = 1 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 3 Ом. Сопротивление источника тока r = 0, 10 Ом. Найти силы токов I1 и I2.
| 
|
| Рис. 12 | Рис. 13 |
73. В схеме, изображенной на рис. 14, x1 = 10 В, x2 = 20 В, x3 = 30 В, R1 = 1 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 3 Ом, R4 = 4 Ом, R5 = 5 Ом, R6 = 6 Ом, R7 = 7 Ом. Внутреннее сопротивление источников мало. Найти силы токов I1, I2, I3.
74. Какую разность потенциалов покажет вольтметр на рис. 15?
| 
|
| Рис. 14 | Рис. 15 |
75. Две группы из трех последовательно соединенных элементов соединены параллельно. ЭДС x каждого элемента равна 1, 2 В. Внутреннее сопротивление r = 0, 2 Ом. Полученная батарея замкнута на внешнее сопротивление R = 1, 5 Ом. Найти силу тока I во внешней цепи.
76. Зашунтированный амперметр измеряет токи силой до I = 20 А. Какую наибольшую силу тока может измерить этот амперметр без шунта, если сопротивление амперметра RА равно 0, 02 Ом, а сопротивление шунта RШ= 5 мОм?
77. Найти температуру нити вольфрамовой лампы накаливания в рабочем состоянии, если известно, что сопротивление нити в момент включения при температуре 20°С в 12, 6 раза меньше, чем в рабочем состоянии.
78. Из медной проволоки длиной 
м и площадью поперечного сечения S = 24 мм2 намотана катушка. Найти приращение сопротивления катушки при ее нагревании от t1 = 20°С до t2 = 70°С.
79. Электрический чайник имеет две обмотки. При включении одной из них вода в чайнике закипает через t1 = 15 мин, при включении другой – через t2 = 30 мин. Через какое время t закипит вода в чайнике, если включить две обмотки: а) последовательно; б) параллельно?
80. Электрический чайник вместимостью 1, 5 дм3 имеет сопротивление нагревательного элемента 80 Ом, КПД 80 % и работает при напряжении 220 В. Начальная температура воды 20°С. Определить мощность тока, потребляемую чайником, силу тока в нагревательном элементе, время, в течение которого вода в чайнике закипит.
|
|
|
|
|
|
