Меню

Используя законы постоянного тока проанализируйте эту схему



Презентация «Решение качественных задач ЕГЭ по теме «Законы постоянного тока»

Законы постоянного тока Учитель физики МБОУ Останкинской СШ Истомина М.В.

Описание презентации по отдельным слайдам:

Законы постоянного тока Учитель физики МБОУ Останкинской СШ Истомина М.В.

с1 1 вариант9, 2011г В схеме, показанной на рисунке, вольтметр и амперметр можно считать идеальными, а источник тока имеет конечное сопротивление. Движок реостата R передвинули, и показания амперметра увеличились. Куда передвинули движок реостата и как изменились показания вольтметра? Ответ обоснуйте, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали. Решение При передвижении ползунка реостата влево длина уменьшается, значит, уменьшится и сопротивление реостата, т.к R=ᵨl/S. Поэтому по закону Ома для участка цепи сила тока в цепи увеличится. Так как по закону Ома для полной цепи I=E/(R+r),то U=E-Ir. Значит, напряжение уменьшится. Показания вольтметра понизятся.

с1 Вариант 6, 2011г. На фотографии изображена электрическая цепь, состоящая из резистора, реостата, ключа, цифровых вольтметра, подключённого к батарее, и амперметра. Составьте принципиальную электрическую схему этой цепи, и, используя законы постоянного тока, объясните, как изменятся (увеличится или уменьшится) сила тока в цепи и напряжение на батарее при перемещении движка реостата в крайнее правое положение. Решение. При перемещении ползунка реостата вправо длина уменьшается, значит, уменьшится и сопротивление реостата, т.к R=ᵨl/S. Поэтому по закону Ома для участка цепи сила тока в цепи увеличится. Так как по закону Ома для полной цепи I=E/(R+r),то U=E-Ir. Значит, напряжение уменьшится.

с1 На рисунке показана принципиальная схема электрической цепи, состоящей из источника тока с отличным от нуля внутренним сопротивлением, резистора, реостата и измерительных приборов – идеального амперметра и идеального вольтметра. Используя законы постоянного тока, проанализируйте эту схему и выясните, как будут изменяться показания приборов при перемещении движка реостата вправо

с1 Вариант8, 2010 В схеме, предложенной на рисунке, вольтметр и амперметр можно считать идеальными, а источник тока имеет конечное сопротивление. Движок реостата передвинули, и показания амперметра увеличились. Куда передвинули движок реостата и как изменились показания амперметра? Решение. При перемещении движка сила тока (показ амперметра) увеличивается I=ξ / (R+r0), следовательно сопротивление реостата уменьшается, движок перемещается влево. ξ = IR+Ir0. ξ = const, r0 = const, Ir0 – увеличивается, следовательно, IR (показания вольтметра) уменьшается.

с1 вариант4, 2010г На фотографии изображена электрическая цепь, состоящая из резистора, реостата, ключа, цифровых вольтметра, подключённого к батарее, и амперметра. Составьте принципиальную электрическую схему этой цепи, и, используя законы постоянного тока, объясните, как изменятся (увеличится или уменьшится) сила тока в цепи и напряжение на батарее при перемещении движка реостата в крайнее правое положение .

с1 Вариант2, 2010г На фотографии изображена электрическая цепь, состоящая из резистора, реостата, ключа, цифровых вольтметра, подключённого к батарее, и амперметра. Составьте принципиальную электрическую схему этой цепи, и, используя законы постоянного тока, объясните, как изменятся (увеличится или уменьшится) сила тока в цепи и напряжение на батарее при перемещении движка реостата в крайнее правое положение.

вариант 2,2013 (вариант2, 2014) Электрическая цепь состоит из батареи с ЭДС ε и внутренним сопротивлением r = 0,5 Ом и подключённого к ней резистора нагрузки с сопротивлением R. При изменении сопротивления нагрузки изменяется сила тока в цепи и мощность в нагрузке. На рисунке представлен график изменения мощности, выделяющейся на нагрузке, в зависимости от силы тока в цепи. Используя известные физические законы, объясните, почему данный график зависимости мощности от силы тока является параболой. Чему равно ЭДС батареи?

  • Все материалы
  • Статьи
  • Научные работы
  • Видеоуроки
  • Презентации
  • Конспекты
  • Тесты
  • Рабочие программы
  • Другие методич. материалы

Номер материала: ДБ-143670

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Ученик собрал электрическую цепь

Ученик собрал электрическую цепь, состоящую из батарейки (1), реостата (2), ключа (3), амперметра (4) и вольтметра (5). После этого он провел измерения напряжения на полюсах и силы тока в цепи при различных сопротивлениях внешней цепи (см. фотографии). Определите ЭДС и внутреннее сопротивление батарейки.

Образец возможного решения (рисунок не обязателен)

Согласно показаниям приборов,

U1 = 3,2 B I1 = 0,5 A

U2 = 2,6 B I2 = 1 A.

Закон Ома для полной цепи: I = .

Отсюда: ε = IR + Ir, ε = U + Ir, ε = U1 + I1r = U2 + I2r.

Следовательно, r = = 1,2 Ом, ε = 3,8 В.

Примечание: отклонения в записанных показаниях приборов в пределах цены деления этих приборов не считаются ошибкой; соответственно могут различаться и числовые значения ответа.

На рисунке показана принципиальная схема электрической цепи, состоящей из источника тока с отличным от нуля внутренним сопротивлением, резисторов и измерительных приборов. Укажите, как изменятся показания вольтметра при замыкании ключа. Используя законы постоянного тока, проанализируйте эту схему и обоснуйте свой ответ.

Образец возможного ответа (рисунок не обязателен)

⋅⋅

В схеме на рисунке сопротивление резистора и полное сопротивление реостата равны R, ЭДС батарейки равна E, её внутреннее сопротивление ничтожно (r = 0). Как ведут себя (увеличиваются, уменьшаются, остаются постоянными) показания идеального вольтметра при перемещении движка реостата из крайнего верхнего в крайнее нижнее положение? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

1. Показания идеального вольтметра при перемещении движка реостата остаются неизменными.

2. Сопротивление идеального вольтметра считается бесконечно большим. (Иными словами, идеальный вольтметр рассматривается как разрыв электрической цепи.) Поэтому ток через реостат при любом положении его движка равен нулю; и, следовательно, напряжение на выводах реостата Таким образом показания вольтметра при любом положении движка реостата равны напряжению на резисторе R.

3. Эквивалентная схема для расчёта напряжения на резисторе R представлена справа. Здесь учтено, что идеальный вольтметр рассматривается как разрыв электрической цепи.

Ток через резистор R определяется законом Ома для полной цепи: , а напряжение на резисторе – законом Ома для участка цепи: Учитывая, что получаем: ,

4. Таким образом, при любом положении движка реостата показания вольтметра равны ЭДС источника E

Источник

Решение задач ЕГЭ части С: Постоянный электрический ток

1 С1.1. На фотографии изображена электрическая цепь, состоящая из резистора, реостата, ключа, цифровых вольтметра, подключенного к батарее, и амперметра. Используя законы постоянного тока, объясните, как изменится (увеличится или уменьшится) сила тока в цепи и напряжение на батарее при перемещении движка реостата в крайнее правое положение. С1.2. На фотографии изображена электрическая цепь, состоящая из резистора, реостата, ключа, цифровых вольтметра, подключенного к батарее, и амперметра. Используя законы постоянного тока, объясните, как изменится (увеличится или уменьшится) сила тока в цепи и напряжение на батарее при перемещении движка реостата в крайнее левое положение. С1.3. На рисунке показана принципиальная схема электрической цепи, состоящей из источника тока с отличным от нуля внутренним сопротивлением, резистора, реостата и измерительных приборов — идеального амперметра и идеального вольтметра. Используя законы постоянного тока, проанализируйте эту схему и выясните, как будут изменяться показания приборов при перемещении движка реостата влево. С1.4. Электрическая цепь состоит из батареи с ЭДС ε и внутренним сопротивлением r = 0,5 Ом и подключѐнного к ней резистора нагрузки с сопротивлением R. При изменении сопротивления нагрузки изменяется сила тока в цепи и мощность в нагрузке. На рисунке представлен график изменения мощности, выделяющейся на нагрузке, в зависимости от силы тока в цепи. Используя известные физические законы, объясните, почему данный график зависимости мощности от силы тока является параболой. Чему равна ЭДС батарейки? С4.1. Реостат подключен к источнику тока с ЭДС E и внутренним сопротивлением r (см. рисунок). Зависимость I(R) силы тока в цепи от сопротивления реостата представлена на графике. 1

Читайте также:  Срок поверки трансформатора тока ттэ

2 Найдите сопротивление реостата, при котором мощность P тока, выделяемая на внутреннем сопротивлении источника, равна 8 Вт. Ответ: 4 Ом С4.2. В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ К замкнут. ЭДС батарейки ε = 12 В, ѐмкость конденсатора С = 0,2 мкф. Отношение внутреннего сопротивления батарейки к сопротивлению резистора. Найдите количество теплоты, которое выделится на резисторе после размыкания ключа К в результате разряда конденсатора. Ответ: Q = 10 мкдж С4.3. В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ К замкнут. ЭДС батарейки ε = 12 В, ѐмкость конденсатора С = 0,2 мкф. После размыкания ключа К в результате разряда конденсатора на резисторе выделяется количество теплоты Q = 10 мкдж. Найдите отношение внутреннего сопротивления батарейки к сопротивлению резистора. Ответ: k = 0,2 С4.4. В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ К замкнут. ЭДС батарейки ε = 24 В, сопротивление резистора R = 25 Ом, заряд конденсатора 2 мккл. После размыкания ключа К в результате разряда конденсатора на резисторе выделяется количество теплоты 20 мкдж. Найдите внутреннее сопротивление батарейки r. Ответ: r = 5 Ом. С4.5. В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ К замкнут. Заряд конденсатора q = 2 мккл, ЭДС батарейки ε = 24 В, ее внутреннее сопротивление r = 5 Ом, сопротивление резистора R = 25 Ом. Найдите количество теплоты, которое выделяется на резисторе после размыкания ключа К в результате разряда конденсатора. Потерями на излучение пренебречь. Ответ: 20 мкдж. 2

3 С4.6. К источнику тока с ЭДС ε = 9 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом подключили параллельно соединенные резистор с сопротивлением R = 8 Ом и плоский конденсатор, расстояние между пластинами которого d = 0,002 м. Какова напряженность электрического поля между пластинами конденсатора? Ответ: Е = 4 кв/м. С4.7. К источнику тока с ЭДС ε = 9 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом подключили параллельно соединенные резистор с сопротивлением R = 8 Ом и плоский конденсатор. Напряженность электрического поля между пластинами конденсатора Е = 4 кв/м. Определите расстояние между его пластинами. Ответ: d = м. С4.8. Три одинаковых изначально не заряженных конденсатора емкостью С = 0,1 мкф каждый соединили в электрическую цепь, схема которой показана на рисунке. Какое количество теплоты выделится в цепи после замыкания ключа К? ЭДС батареи ε = 12 В. Ответ: ΔQ = 1,2 мкдж. С4.9. Два последовательно соединѐнных гальванических элемента с одинаковыми ЭДС (см. рисунок) замкнуты на параллельно соединѐнные резисторы, сопротивления которых R 1 = 3 Ом, R 2 = 6 Ом. Внутреннее сопротивление первого элемента r 1 = 0,8 Ом. Чему равно внутреннее сопротивление r 2 второго элемента, если напряжение на его зажимах равно нулю? С4.10. Источник тока выделяет одинаковые мощности на нагрузках сопротивлениями R 1 = 40 Ом и R 2 = 90 Ом. Каково внутреннее сопротивление источника r? С4.11. Источник постоянного напряжения с ЭДС 100 В подключѐн через резистор к конденсатору, расстояние между пластинами которого можно изменять (см. рисунок). Пластины раздвинули. Какая работа была совершена против сил притяжения пластин, если за время движения пластин на резисторе выделилось количество теплоты 10 мкдж и заряд конденсатора изменился на 1 мккл? Потерями на излучение пренебречь. Ответ: А = 60 мкдж. С4.12. Источник постоянного напряжения с ЭДС 100 В подключѐн через резистор к конденсатору переменной ѐмкости (см. рисунок), расстояние между пластинами которого можно изменять. Медленно раздвинув пластины, ѐмкость конденсатора изменили на 0,01 мкф. Какая работа была совершена против сил притяжения 3

4 пластин, если с момента начала движения пластин до полного затухания возникших при этом переходных процессов в электрической цепи выделилось количество теплоты 10 мкдж? Ответ: 60 мкдж. С4.13. При изучении закона Ома для полной электрической цепи ученик исследовал зависимость напряжения на полюсах источника тока от силы тока во внешней цепи (см.рисунок). Внутреннее сопротивление источника не зависит от силы тока. Сопротивление вольтметра бесконечно велико, сопротивление амперметра пренебрежимо мало. При силе тока во внешней цепи 1 А вольтметр показывал напряжение 4,4 В, а при силе тока 2 А напряжение 3,3 В. Какую силу тока покажет амперметр при показаниях вольтметра, равных 1,0 В? Ответ: С4.14. Конденсатор емкостью 2 мкф присоединен к источнику постоянного тока с ЭДС 3,6 В и внутренним сопротивлением 1 Ом. Сопротивления резисторов R 1 = 4 Ом, R 2 = 7 Ом, R 3 = 3 Ом. Каков заряд на левой обкладке конденсатора? Ответ: q = 4,2 мккл. С4.15. К однородному медному цилиндрическому проводнику длиной 40 м приложили разность потенциалов 10 В. Каким будет изменение температуры проводника ΔT за 15 с? Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь. (Удельное сопротивление меди 1, Ом м.) С4.16. К однородному медному цилиндрическому проводнику длиной 40 м приложили некоторую разность потенциалов. Определите разность потенциалов, если за 15 с проводник нагрелся на 16 К. Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь. (Удельное сопротивление меди 1, Ом м.) С4.17. К однородному медному цилиндрическому проводнику длиной 10 м приложили разность потенциалов 1 В. Определите промежуток времени, в течение которого температура проводника повысится на 10 К. Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь. (Удельное сопротивление меди 1, Ом м.) С4.18. Конденсаторы С 1 = 10 мкф и С 2 = 20 мкф соединены последовательно. Параллельно получившейся цепочке подключают последовательно соединенные одинаковые резисторы R = 100 ком. Точки соединения конденсаторов и резисторов замыкают проводником 1-2 (см. рисунок). Всю цепь подключают к батарейке ε = 10 В, конденсаторы практически мгновенно заряжаются. Какой заряд протечет по проводнику 1-2 за 4

5 достаточно большое время после замыкания? Элементы цепи считать идеальными. С4.19. Чему равна энергия конденсатора емкости С, подключенного по электрической схеме, представленной на рисунке? Величины, R и r считать известными. R, r 3R С4.20. Вакуумный диод, у которого анод (положительный электрод) и катод (отрицательный электрод) параллельные пластины, работает в режиме, когда между током и напряжением выполняется соотношение I = аu 3/2 (где а некоторая постоянная величина). Во сколько раз увеличится сила, действующая на анод вследствие удара электронов, если напряжение на диоде увеличить в два раза? Начальную скорость вылетающих электронов считать равной нулю. 4R 2R C 5R С4.21. В схеме, изображенной на рисунке, после переключения ключа K оказалось, что тепловая мощность, выделяющаяся на резисторе сопротивлением R 2 = 20 Ом, равна той, что выделялась на резисторе сопротивлением R 1 = 5 Ом до переключения ключа. Чему равно внутреннее сопротивление источника тока? Ответ: С4.22. На уроке физики школьник собрал схему, изображенную на рисунке. Ему было известно, что сопротивления резисторов равны R 1 = 1 Ом и R 2 = 2 Ом. Токи, измеренные школьником при помощи идеального амперметра А при последовательном подключении ключа К к контактам 1, 2 и 3, оказались равными, соответственно, I 1 = 3 А, I 2 = 2 А, I 3 = 1,5 А. Чему было равно сопротивление резистора R 3? Ответ: R 3 = 3 Ом. С4.23. При коротком замыкании выводов аккумулятора сила тока в цепи равна 12 А. При подключении к выводам аккумулятора электрической лампы электрическим сопротивлением 5 Ом сила тока в цепи равна 2 А. По результатам этих экспериментов определите внутреннее сопротивление аккумулятора. С4.24. При коротком замыкании выводов аккумулятора сила тока в цепи равна 2 А. При подключении к выводам аккумулятора электрической лампы электрическим сопротивлением 3 Ом сила тока в цепи равна 0,5 А. По результатам этих экспериментов определите внутреннее сопротивление аккумулятора. Ответ: r = 1 Ом. С4.25. При коротком замыкании клемм аккумулятора сила тока в цепи равна 20 А. При подключении к клеммам аккумулятора электрической лампы с электрическим сопротивлением нити 5,4 Ом сила тока в цепи равна 2 А. По этим результатам: измерений определите ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора. 5

Читайте также:  Амплитудное максимальное значение действующее значение переменного тока

6 С4.26. При коротком замыкании клемм аккумулятора сила тока в цепи равна 24 А. При подключении к клеммам аккумулятора электрической лампы с электрическим сопротивлением нити 23 Ом сила тока в цепи равна 1 А. По этим результатам: измерений определите ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора. Ответ: ε = 24 В, r = 1 Ом. С4.27. При коротком замыкании клемм аккумулятора сила тока в цепи равна 12 А. При подключении к клеммам аккумулятора электрической лампы с электрическим сопротивлением нити 5 Ом сила тока в цепи равна 2 А. По этим результатам: измерений определите ЭДС аккумулятора. Ответ: ε = 12 В. С4.28. При коротком замыкании клемм аккумулятора сила тока в цепи равна 2 А. При подключении к клеммам аккумулятора электрической лампы с электрическим сопротивлением нити 3 Ом сила тока в цепи равна 0,5 А. По этим результатам: измерений определите ЭДС аккумулятора. Ответ: ε = 2 В. С4.29. До замыкания ключа К на схеме (см. рисунок) идеальный вольтметр V показывал напряжение 9 В. После замыкания ключа идеальный амперметр А показывает силу тока 0,4 А. Каково внутреннее сопротивление батареи? Сопротивления резисторов указаны на рисунке. Ответ: 1,32 Ом. С4.30. Одни и те же элементы соединены в электрическую цепь сначала по схеме 1, а затем по схеме 2 (см. рисунок). Сопротивление резистора равно R, сопротивление амперметра, сопротивление вольтметра 9R. Каковы показания амперметра в первой схеме, если во второй схеме они равны I 2? Ответ: I 1 1,112 I 2. С4.31. К конденсатору С 1 через диод и катушку индуктивности L подключѐн конденсатор ѐмкостью С 2 = 2 мкф. До замыкания ключа К конденсатор С 1 был заряжен до напряжения U = 50 В, а конденсатор С 2 не заряжен. После замыкания ключа система перешла в новое состояние равновесия, в котором напряжение на конденсаторе С 2 оказалось равным U 2 = 20 В. Какова ѐмкость конденсатора С 1? (Активное сопротивление цепи пренебрежимо мало.) Ответ: С 1 = 0,5 мкф. 6

7 С4.32. В цепи, показанной на рисунке, ключи К 1 и К 2 разомкнуты, а конденсаторы не заряжены. Когда оба ключа одновременно замыкают, левая (по схеме) обкладка конденсатора С 1 приобретает положительный заряд. Известны значения емкостей конденсаторов С 1 = 1 мкф, С 2 = 2 мкф, С 3 = 3 мкф и ЭДС батареек E 1 = 4,5 В, E 2 = 9 В. Найдите заряд конденсатора. Ответ: Кл. С4.33. В схеме, изображѐнной на рисунке, к источнику тока подключены два разных резистора R 1 и R 2. После переключения ключа К оказалось, что тепловая мощность, выделяющаяся на резисторе сопротивлением R : = 5 Ом, равна той, что выделялась на резисторе сопротивлением R 2 до переключения ключа. Внутреннее сопротивление источника тока r = 10 Ом. Какова величина R 2? Ответ: R 2 = 20 Ом. С4.34. В цепи, изображѐнной на рисунке, сопротивление диодов в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке А положительного, а к точке В отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением потребляемая в цепи мощность равна 7,2 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая в цепи мощность равна 14,4 Вт. Укажите условия протекания тока через диоды и резисторы в обоих случаях и определите сопротивление резисторов в этой цепи. Ответ: R 1 = 10 Ом, R 2 = 20 Ом. С4.35. Ученик собрал электрическую цепь, состоящую из батарейки (1), реостата (2), ключа (3), амперметра (4) и вольтметра (5). После этого он измерил напряжение на полюсах источника тока и силу тока в цепи при различных положениях ползунка реостата (см. фотографию). Определите силу тока короткого замыкания батарейки. С4.36. Ученик собрал электрическую цепь, состоящую из батарейки (1), реостата (2), ключа (3), амперметра (4) и вольтметра (5). После этого он провел измерения напряжения 7

8 на полюсах и силы тока в цепи при различных сопротивлениях внешней цепи (см. фотографии). Определите ЭДС и внутреннее сопротивление батарейки. С4.37. Ученик собрал электрическую цепь, состоящую из батарейки (1), реостата (2), ключа (3), амперметра (4) и вольтметра (5) (см. фотографии: опыт 1, опыт 2). После этого он измерил напряжение на полюсах источника тока и силу тока в цепи при двух положениях ползунка реостата. Определите КПД источника тока в первом опыте. Опыт 1 Опыт С4.38. К батарее из 7 одинаковых конденсаторов емкости С (см. рисунок) подключен источник тока с ЭДС ε. Какова разность потенциалов между обкладками конденсатора, соединяющего точки 1 и 2? С4.39. Электрическая цепь состоит из источника тока и реостата. ЭДС источника ε = 6 В, его внутреннее сопротивление r = 2 Ом. Сопротивление реостата можно изменять в пределах от 1 Ом до 5 Ом. Чему равна максимальная мощность тока, выделяемая на реостате? Ответ: P max = 4,5 Вт. 8

9 С4.40. Электрическая цепь состоит из источника тока с конечным внутренним сопротивлением и реостата. ЭДС источника ε = 6 В. Сопротивление реостата можно изменять в пределах от 1 Ом до 5 Ом. Чему равна максимальная мощность тока, выделяемая на реостате, если она достигается при сопротивлении реостата R = 2 Ом? С4.41. Реостат подключен к источнику тока с ЭДС E и внутренним сопротивлением r (см. рисунок). Зависимость I(R) силы тока в цепи от сопротивления реостата представлена на графике. Найдите сопротивление реостата, при котором мощность P тока, выделяемая на внутреннем сопротивлении источника, равна 8 Вт. С4.42. Реостат R подключѐн к источнику тока с ЭДС ε и внутренним сопротивлением r (см. рисунок). Зависимость силы тока в цепи от сопротивления реостата представлена на графике. Найдите сопротивление реостата, при котором мощность тока, выделяемая на внутреннем сопротивлении источника, равна 8 Вт. Ответ: R = 4 Ом. С4.43. При изучении закона Ома для полной электрической цепи ученик исследовал зависимость напряжения на полюсах источника тока от силы тока во внешней цепи (см. рисунок). Внутреннее сопротивление источника не зависит от силы тока. Сопротивление вольтметра велико, сопротивление амперметра пренебрежимо мало. При силе тока в цепи 1А вольтметр показывал напряжение 4,4 В, а при силе тока 2 А напряжение 3,3 В. Определите, какую силу тока покажет амперметр при показаниях вольтметра, равных 1,0 В. Ответ: I 4,1 А. С4.44. На фотографии представлена установка, в которой электродвигатель (1) с помощью нити (2) равномерно перемещает каретку (3) вдоль направляющей горизонтальной линейки. При прохождении каретки мимо датчика А секундомер (4) включается, а при прохождении каретки мимо датчика В секундомер выключается. 9

10 После измерения силы тока (6), напряжения (7) и времени (дисплей 5) ученик с помощью динамометра измерил силу трения скольжения каретки по направляющей. Она оказалась равной 0,4 Н. Рассчитайте отношение а работы силы упругости нити к работе электрического тока во внешней цепи. С4.45. При подключении к источнику постоянного тока резистора сопротивлением R 1 = 2 Ом в цепи идет ток I 1 = 1,6 А. Если к источнику подключить резистор сопротивлением R 2 = 1 Ом, то по цепи пойдет ток I 2 = 2 А. Какое количество теплоты выделяется за 1 с внутри источника тока при подключении резистора R 2? С4.46. Источник постоянного напряжения с ЭДС 100 В подключѐн через резистор к конденсатору переменной ѐмкости (см. рисунок), расстояние между пластинами которого можно изменять. Медленно раздвинув пластины, ѐмкость конденсатора изменили на 0,01 мкф. Какая работа была совершена против сил притяжения пластин, если с момента начала движения пластин до полного затухания возникших при этом переходных процессов в электрической цепи выделилось количество теплоты 10 мкдж? Ответ: А = 60 мкдж. С4.47. По однородному цилиндрическому алюминиевому проводнику сечением м 2 пропустили ток 10 А. Определите изменение его температуры за 15 с. Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь. (Удельное сопротивление алюминия 2, Ом м.) С4.48. В одном из вариантов опыта, поставленного А.К. Тимирязевым для демонстрации закона сохранения и превращения энергии, груз массой m = 1 кг, подвешенный на шнурке, перекинутом через блок, опускался с постоянной скоростью v = 1 м/с, вращая динамо-машину, на вал которой был намотан другой конец шнурка. Динамо-машин а питала электрическую лампочку, рассчитанную на напряжение U = 6 В и ток I = 0,5 А, причем 10

Читайте также:  Для того чтобы существовал электрический ток в проводнике необходимо

11 лампочка горела с нормальным накалом. Каков был КПД η превращения механической энергии в электрическую, выделяющуюся в лампочке в виде света и теплоты? 11

Источник

Физика дома

Обяснение процессов, происходящих в электрической цепи

Задача С1 из раздела «Подготовка к ЕГЭ по физике» на умение объяснять процессы, происходящие в электрической цепи. 10 — 11 класс

На рисунке показана электрическая цепь, содержащая источник тока (с внутренним сопротивлением), два одинаковых резистора, конденсатор, ключ К, а также амперметр и идеальный вольтметр.

Как изменятся показания амперметра и вольтметра в результате замыкания ключа К? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения.

электрическая схема

Чтобы ответить на вопрос, поставленный в условии, необходимо вспомнить, что такое конденсатор и какое влияние он оказывает на протекание постоянного тока в электрической цепи.

При решении задач подобного рода, необходимо рассмотреть, что происходит в цепи до замыкания ключа, и что происходит после его замыкания.

До замыкания, в течение непродолжительного промежутка времени, конденсатор заряжается. Так как сопротивление конденсатора в цепи постоянного тока бесконечно большое, то показания амперметра в процессе зарядки и в установившемся режиме будут равны нулю.

После замыкании ключа, ток в цепи появится, поскольку электрическая схема будет представлять последовательно соединенные источник тока, амперметр, два резистора. Используя законы Ома для полной и для участка цепи, несложно записать формулы для определения показаний приборов.

Источник

Лабораторная работа № 6.

Колледж экономики, права и информатики

Отчет по лабораторной работе

По дисциплине

«Электротехнические основы источников питания»

студент 25 группы

Лабораторная работа №1

«Измерение зависимости сопротивления реальных проводников от их геометрических параметров и удельных сопротивлений материалов»

Цель:определить удельное сопротивление проводника и сравнить его с табличным значением.

2) L = 100м; S=0.1мм 2

6) P=0.0724*100/0.1=0.0000724мОм=0.0724Ом*мм 2 /м

№ опыта Длина, м Напряжение, В Сила тока, А Сопротивление, Ом Удельное сопротивление, Ом*м
1,44 0,198 0,7272 0,07272
1,493 0,02 72,475 0,07247
1,496 0,01 149,6 0,07262
1,498 0,0041 365,3 0,07307
1,499 0,002 0,07495

8) ρср=0,0731 Ом*мм 2 /м

Табличное значение для никеля ρ

Определили удельное сопротивление проводника и сравнили его с табличными данными, в итоге мы получили приблизительное значения. Произошли расхождения в результате погрешности в измерениях и погрешности в вычислениях.

Ответы на контрольные вопросы:

1. Что называют удельным сопротивлением проводника?

Постоянный параметр для определенного вещества, определяющийся произведением сопротивления на длину и деленным на площадь поперечного сечения проводника

2. Как зависит сопротивление проводника от его длины?

Сопротивление прямо пропорционально его длине

3. По какой формуле можно рассчитать удельное сопротивление проводника?

4. В каких единицах измеряется удельное сопротивление проводника?

Лабораторная работа №2

«Исследование сопротивлений проводников при параллельном и последовательном соединении»

Цель:изучить законы протекания тока через последовательно и параллельно соединенные проводники и определить формулы расчета сопротивлений таких участков

По данным измерений

По данным расчета :

Теоретические расчеты частично потверждают практический данные

5)I(Rac)=0.315 A I=0.136 A I (RCD)=0.181A

6)I=1.5/4.76=0.315 A I+I=0.136+0.181=0.317

Ответы на контрольные вопросы:

1. Может ли сопротивление участка двух параллельно соединненых проводников быть больше (меньше) любого из них? Объясните ответ.

Может быть меньше, так как 1/Rобщ=1/R1+1/R2

2. Какие законы сохранения используются для вывода формул сопротивления параллельного и последовательного соединения проводников?

Первый и второй законы Кирхгофа

3. Проанализируйте аналогию между приводимыми здесь формулами и формулой для расчета сопротивления одного проводника через его геометрические параметры: . В чем заключается эта аналогия?

Аналогичная пропорция R=U/I можно привести к U=p*L и I=S

Лабораторная работа №3

«ЭДС и внутреннее сопротивление источников постоянного тока. Закон Ома для полной цепи»

Цель:определить сопротивление источника цепи и его ЭДС

3. V=0.950 B I=0.33 A

5) R= (0,75-0,6)/(0,24-0,29)=0,3 Ом

Ответы на контрольные вопросы:

1. Сформулируйте закон Ома для полной цепи.

Сила тока пропорциональна ЭДС и обратно пропорциональна сумме внутреннего и внешнего сопротивлений.

2. Чему равна ЭДС источника при разомкнутой цепи?

В таком случае ЭДС равна напряжению

3. Чем обусловлен внутреннее сопротивление источника тока?

Отношению изменения силы тока к изменению напряжения

4. Чем измеряется сила тока короткого замыкания батарейки?

Отношением ЭДС в внутреннему сопротивлению

Лабораторная работа № 4

«Исследование сложных цепей постоянного электрического тока»

Цель:изучить приемы расчета сложных электрических цепей постоянного тока.

Вывод: Разность потенциалов в точках О и О ’ равна 0, и ток тоже равен 0. Замкнутое и разомкнутое состояние не влияют на работу схемы

Ответы на контрольные вопросы:

1. Какие свойства схемы могут оказаться полезными при расчете сложных схем?

Из симметрии ясно, что токи через элементы CO и DO должны быть одинаковы и равны токам, текущим через элементы OF и OE. А раз так, то в точке О цепь можно разорвать, при этом токи через элементы сетки не изменятся:

2. Между какими точками схемы, изображенной на рисунке 3, напряжение равно нулю?

Точки О и О ’

3. Исследуйте аналогичным способом сопротивление между противоположными вершинами проволочного куба? Чему равно сопротивление между этими точками?

Пусть сопротивление одного ребра куба = r, тогда

RAB= + + =

Лабораторная работа №5

«Мощность в цепи постоянного тока»

Цель:изучить законы выделения мощности в цепях постоянного тока и согласования источников тока с нагрузкой.

0,1363 0,136 0,018537
0,1 0,499 0,0499
0,088 0,617 0,054296
0,0883 0,666 0,058808
0,075 0,749 0,056175
0,0681 0,818 0,055706
0,06 0,899 0,05394
0,0535 0,964 0,051574
0,04 0,04
0,03 1,1 0,033
0,02 1,2 0,024

Вывод: При сопротивлении нагрузки0,65 ОмМощность, отдаваемая источником питания будет максимальна.

Чем ниже сопротивление нагрузки, тем больше теряется мощности.

Оптимальное сопротивление нагрузки ≥ внутреннему сопротивлению источника питания.

Ответы на контрольные вопросы:

1. Почему при увеличении сопротивления нагрузки напряжение на ней растет?

По закону Ома, напряжение прямо пропорционально сопротивлению.

2. Объясните, почему выделяемая на нагрузке мощность мала, если сопротивление нагрузки сильно отличается от внутреннего сопротивления источника? Обратите внимание на формулы для силы тока (1) и напряжения (2) на нагрузке.

По формуле видно, что мощность обратно пропорциональная сумме сопротивлений нагрузки и источника питания, таким образом, наибольшая мощность будет выделяться на нагрузке при равенстве этих сопротивлений.

Лабораторная работа № 6.

«Принцип работы плавких предохранителей в электрических цепях»

Цель:рассчитать предохранители для защиты электронной сети с напряжением 220 В, питающей осветительные и электронагревательные приборы.

U генератора = 220В

Р лампочек = 60 Вт и 150 Вт

Р нагревательных приборов = 600Вт и 1000Вт

Рабочее напряжение = 240В

P,Вт U,В I,А
0,27
0,68
2,72
4,54

Вывод: Номинальный ток вставки должен удовлетворять требованию Iвст>Ip.

Каждый предохранитель сработал лишь тогда, когда будет превышение тока плавкой вставки на участке в цепи, который он защищает, величина тока предохранителя должна быть больше расчетного тока участка цепи.

Ответы на контрольные вопросы:

1. Какова цель установки предохранителей в электрических цепях?

Предохранитель необходим для защиты электрической цепи

2. Как рассчитать номинальный ток плавкой вставки предохранителя?

Рассчитать по формуле I=P/U

3. Почему правилами техники безопасности запрещается установка так называемых «жучков» — случайно выбранных проводников вместо целых предохранителей?

Потому, что случайно выбранные проводники могу не расплавиться при критической силе тока.

Источник