Меню

Задачи по теме постоянный ток с ответами



Практическое занятие № 3

Тема. Решение задач по теме «Постоянный электрический ток».

— рассмотреть методы решения задач на использование закона Ома в цепях постоянного тока;

— показать на примерах применение правил Кирхгофа для расчета сложных разветвленных цепей постоянного тока.

В ходе проведения занятия необходимо рассмотреть ряд качественных задач и далее решить несколько расчетных задач по мере возрастания их сложности.

При решении задач на законы постоянного тока нужно начертить электрическую цепь и проанализировать, как соединены резисторы, источники тока, конденсаторы. Если точки цепи имеют одинаковые потенциалы, их можно соединять между собой.

Далее рассчитывают сопротивление отдельных участков цепи или полное сопротивление цепи и используют закон Ома для участков цепи или замкнутой цепи. Если в цепи постоянного тока включен конденсатор, то ток через него не идет. Если параллельно конденсатору подключен резистор, то напряжение на резисторе и конденсаторе одинаково.

Расчет сложных разветвленных цепей проводят с помощью правил Кирхгофа. Для этого произвольно выбирают направление тока на всех участках цепи. Разбивают сложную цепь на простые замкнутые контуры, произвольно выбирают направления обхода контуров.

Составляют систему уравнений в соответствии с правилами Кирхгофа, учитывая правила выбора знаков «плюс» и «минус».

Для решения задач на превращение электрической энергии в тепловую и механическую используют закон сохранения и превращения энергии.

1. Моток голой проволоки, состоящий из семи с половиной витков, растянут между двумя вбитыми в доску гвоздями, к которым прикреплены концы проволоки. Подключив к гвоздям приборы, измерили сопротивление цепи между гвоздями. Определите, во сколько раз изменится это сопротивление, если моток размотать, оставив концы присоединенными к гвоздям.

2. Пять одинаковых сопротивлений включены по схеме, приведенной на рис. 1. Как изменится накал правой верхней спирали, если замкнуть ключ К?

3. Могут ли существовать токи, текущие от более низкого потенциала к более высокому?

4. Трамвайный провод оборвался и лежит на земле. Человек в токопроводящей обуви может подойти к нему лишь маленькими шагами. Делать же большие шаги опасно. Почему?

5. Для того, чтобы включить лампу в сеть, напряжение которой больше напряжения, на которое рассчитана лампа, можно воспользоваться одной из схем, приведенных на рис. 2. У какой из этих схем коэффициент полезного действия выше, если в каждом случае лампа горит в нормальном режиме?

6. На рис. 3 представлены две схемы для измерения сопротивления. Какую из них следует предпочесть, когда измеряемое сопротивление: а) велико; б) мало?

7. Две лампы с сопротивлениями при полном накале r и R, причем R > r , подключают к источнику электродвижущей силы. В обеих лампах вольфрамовые нити. Которая из ламп горит ярче при последовательном соединении? При параллельном соединении?

8. Гирлянда елочных фонариков сделана из 40 лампочек, соединенных последовательно и питаемых от городской сети. После того как одна лампочка перегорела, оставшиеся 39 лампочек снова соединили последовательно и включили в сеть городского тока. В каком случае в комнате будет светлее: когда горело 40 лампочек или 39?

9. Показание какого вольтметра больше (рис. 4)? Почему?

10. Ток проходит по стальной проволоке, которая при этом слегка накаляется. Если одну часть проволоки охладить, погрузив ее в воду, то другая часть накаляется сильнее. Почему? (Разность потенциалов на концах проволоки поддерживается постоянной).

11. Две стальные проволоки одной и той же длины, но разного сечения соединены параллельно между собой и включены в сеть электрического поля. В какой из них будет выделяться большее количество теплоты?

Примеры решения расчетных задач

Задача 1. По медному проводу сечением S = 1 мм 2 течет ток силой I = 10 мА. Найдите среднюю скорость упорядоченного движения электронов вдоль проводника, если считать, что на каждый атом меди приходится один электрон проводимости. Молярная масса меди А = 63,6 г/моль, плотность меди = 8,9 г/см 3 .

Решение:

Сила тока в проводнике равна заряду, протекающему за единицу времени через поперечное сечение проводника

где n — концентрация электронов, q — заряд одного электрона, v — средняя скорость упорядоченного движения, S — площадь поперечного сечения проводника. Из (1) получим следующее выражение для средней скорости упорядоченного движения электронов:

Поскольку на каждый атом меди приходится один электрон проводимости, то концентрация электронов проводимости будет равна концентрации атомов меди. Следовательно, концентрация электронов проводимости будет связана с плотностью меди соотношением

где m — масса одного атома.

здесь NA — число Авогадро. Подставляя (4) в (3), получим:

Тогда скорость упорядоченного движения электронов будет иметь вид:

Задача 2. В схеме, изображенной на рис. 5, определите силу тока, протекающего через батарею в первый момент времени после замыкания ключа К; спустя большой промежуток времени. Параметры элементов схемы и внутреннее сопротивление источника r считать заданными.

Решение:

В первый момент времени конденсаторы не заряжены, и ток в цепи, согласно закону Ома, будет равен

В установившемся режиме ток течет через сопротивления R1 и R3, и сила тока будет равна

Задача 3. Что покажет амперметр в схеме, изображенной на рис. 6?

Решение:

Найдем силу тока, текущего через источник. Будем считать, что сопротивление амперметра очень мало. Тогда электрическую схему можно будет перерисовать так, как показано на рис. 7. После этого легко найти сопротивление всей цепи. Сопротивления R1 и R3 соединены параллельно, поэтому сопротивление участка ВС будет равно

Общее сопротивление участка цепи, содержащего сопротивления R1, R2 и R3, будет равно

Тогда общее сопротивление всей цепи определится следующим образом:

Сила тока, текущего через источник, согласно закону Ома для полной цепи, будет равна

где — электродвижущая сила источника тока.

Как видно из рис. 6, ток, идущий через источник, равен сумме токов, текущих через сопротивление R1 и амперметр IA:

Обратимся снова к рис. 7. Так как R123 = R4 , то в точке А ток I делится на две равные части. Через резистор R2 будет идти ток силой I2 = 2A. В точке В ток I2 снова делится поровну между резисторами R1 и R3, и через резистор R1 пойдет ток силой I1 = 1A.

Задача 4. Собрана электрическая цепь, приведенная на рис. 8. Вольтметр, включенный параллельно резистору с сопротивлением R1 = 0,4 Ом, показывает U1 = 34,8 В. Напряжение на зажимах источника тока поддерживается постоянным и равным U = 100 В. Найдите отношение силы тока, идущего через вольтметр, к силе тока, идущего через резистор с сопротивлением R2 = 0,6 Ом.

Решение:

Напряжение на резисторе с сопротивлением R2 будет равно , а сила тока, идущего через этот резистор, согласно закону Ома для однородного участка цепи,

где I1 — сила тока, идущего через резистор с сопротивлением R1, а IV — сила тока, идущего через вольтметр. Отсюда

Задача 5. Несколько источников тока соединены так, как показано на рис. 9. Каковы показания идеального амперметра и вольтметра, включенных в цепь? Сопротивлением соединительных проводов пренебречь.

Решение:

Случай 1. Считаем, что все источники одинаковы, то есть имеют одинаковую электродвижущую силу и внутреннее сопротивление r. Пусть количество источников равно n. Тогда, используя закон Ома для замкнутой цепи, получим:

Таким будет показание амперметра. Из закона Ома для неоднородного участка цепи следует, что показание вольтметра будет

Случай 2. Все источники различны. Тогда амперметр покажет силу тока

Очевидно, что показание вольтметра в этом случае

Ответ: если все источники тока одинаковы, то если электродвижущие силы источников тока различны, то

Задача 6. Найдите напряжение на конденсаторах емкостями С1 и С2 в цепи, показанной на рис. 10, если известно, что при коротком замыкании сила тока, проходящего через источник, возрастает в n раз. С1, С2, известны.

Решение:

Напряжение на резисторе, подключенном параллельно к конденсаторам,

где U1 и U2 — напряжение на первом и втором конденсаторах соответственно. Конденсаторы соединены последовательно, следовательно, заряды на них будут одинаковыми.

Решая совместно уравнение (5) и (6), получим:

Через конденсаторы ток не идет, поэтому закон Ома для рассматриваемой цепи запишется в виде:

где r — внутреннее сопротивление источника, I — сила тока, текущего через источник и резистор. Падение напряжения на резисторе, согласно закону Ома для однородного участка цепи,

Ток короткого замыкания соответствует R = 0 , то есть

Согласно условию задачи

Подставляя значение I и I в последнее соотношение, получим:

Отсюда R = r(n -1). Подставляя значение R в (8), получим

После подстановки I в (9) получим:

Подставляя найденное значение U в (7), получим:

Задача 7. Между пластинами плоского конденсатора помещен жидкий диэлектрик (рис. 11) Уровень жидкости каждую секунду равномерно поднимается на h. К пластинам подсоединен последовательно источник постоянного тока, электродвижущая сила которого , и сопротивление R. Определите ток в цепи. Ширина пластин l, расстояние между ними d, диэлектрическая проницаемость диэлектрика .

Читайте также:  Амплитуда частота фаза синусоидальной величины действующее значение синусоидального тока

Решение:

В каждый момент времени конденсатор, частично заполненный жидкостью, можно рассматривать как совокупность двух конденсаторов, воздушного и заполненного жидкостью, соединенных параллельно. Емкость параллельно соединенных конденсаторов равна сумме их емкостей. За каждую секунду часть пластин высотой h освобождается от диэлектрика. Это приводит к изменению емкости конденсатора на

Заряд при этом стекает с пластин конденсатора и в цепи течет ток, сила которого

Поскольку напряжение между пластинами конденсатора не меняется, то изменение заряда на пластинах конденсатора за единицу времени будет равно

Тогда после подстановки в (12) получим:

то есть сила тока в цепи будет равна

Напряжение на пластинах конденсатора можно найти из закона Ома для полной цепи.

Подставив значение U в (13), получим для силы тока следующее выражение:

Задача 8. В схеме на рис. 12 1 = 2 В, 2 = 4 В, 3 = 6 В, R1 = 4 Ом, R2 = 6 Ом, R3 = 8 Ом. Найдите силу тока во всех участках.

Решение:

Воспользуемся правилами Кирхгофа. Зададим направления токов I1, I2, I3 . В качестве независимых контуров выберем большой контур, содержащий источники тока 1 и 3, и малый контур, содержащий источники тока 1 и 2. Обход контуров будем совершать по часовой стрелке (рис. 13). Тогда можно составить следующую систему уравнений:

Решая систему уравнений относительно токов, получим следующие значения:

Знак минус означает, что ток I1 течет в направлении, противоположном выбранному.

Задача 9. Электродвижущая сила батареи = 16 В, внутреннее сопротивление r = 3 Ом. Найдите сопротивление внешней части цепи, если известно, что в ней выделяется мощность Р = 16 Вт. Определите к.п.д. батареи.

Решение:

Если внешнее сопротивление равно R, то на нем выделяется полезная мощность P = I 2 R. Силу тока в цепи можно найти из закона Ома для полной цепи:

Последнее выражение можно переписать в виде квадратного уравнения с неизвестным R:

Решение этого уравнения имеет вид:

Подставляя в полученное решение числа, получим R1 = 1 Ом; R2 = 9 Ом. Этим двум значениям сопротивления соответствуют к.п.д.:

Задача 10. Через два последовательно соединенных проводника с одинаковыми сечениями S, но разными удельными сопротивлениями 1 и 2 ( 2 > 1), течет ток силой I (рис. 14). Определите знак и величину поверхностной плотности заряда, возникающего на границе раздела проводников.

Решение:

Воспользуемся теоремой Гаусса для электрических полей. В качестве произвольной замкнутой поверхности, через которую будем рассчитывать поток вектора напряженности электрического поля, выберем цилиндрическую поверхность, боковая поверхность которой совпадает с поверхностью проводника (рис. 15). Векторы напряженности электрического поля в проводнике параллельны боковой поверхности цилиндра, поэтому вклад в поток вектора напряженности дают только потоки через основания цилиндрической поверхности. Поскольку каждый проводник электронейтрален, то внутри этой поверхности нескомпенсированным оказывается только заряд q на границе раздела проводников. Поэтому теорема Гаусса запишется следующим образом:

Поэтому теорема Гаусса запишется следующим образом:

Согласно закону Ома

где j — плотность тока в проводнике. Подставим значения Е1 и Е2 в (14):

Плотность тока равна , а заряд на границе раздела связан с поверхностной плотностью заряда соотношением . Подставляя значения j и q в (15), получим:

Следовательно, на границе раздела скапливается положительный заряд.

Задачи для самостоятельной работы

1. Электродвижущая сила источника = 1,6 В, его внутреннее сопротивление r = 0,5 Ом. Сила тока в цепи I = 2,4 А. Чему равен к.п.д. источника?

2. Батарея, состоящая из двух одинаковых параллельно соединенных элементов с электродвижущими силами = 2 В, замкнута резистором, сопротивление которого R = 1,4 Ом (рис. 16). Внутреннее сопротивление элементов r1 = 1 Ом и r2 = 1,5 Ом. Найдите токи I1, I2, I, текущие в цепи.

3. Два потребителя, сопротивления которых R1 и R2, подключаются к сети постоянного тока первый раз параллельно, а второй — последовательно. В каком случае мощность, потребляемая от сети, будет больше?

4. Резистор и конденсатор соединены последовательно с источником электродвижущей силы, при этом заряд на обкладках конденсатора q1 = 6 10 -4 Кл. Если резистор и конденсатор подключены к источнику электродвижущей силы параллельно, то заряд на обкладках конденсатора q2 = 4 10 -4 Кл. Найдите внутреннее сопротивление источника электродвижущей силы r, если сопротивление резистора R = 45 Ом.

5. Определите полное сопротивление R показанной на рис. 17 цепи, если R1 = R2 = R5 = R6 = 3 Ом, R3 = 20 Ом, R4 = 24 Ом. Чему равна сила тока, идущего через каждый резистор, если к цепи приложено напряжение U = 36 В?

6. Два источника тока соединены, как показано на рис. 18. 1) Определите разность потенциалов между точками А и В. 2) Какой станет эта разность потенциалов, если изменить полярность включения второго источника?

7. Конденсаторы с емкостями С и включены в цепь, как показано на рис. 19, электродвижущая сила источника равна . Какое количество теплоты выделится на резисторе с сопротивлением R после замыкания ключа К? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

8. Найдите суммарный импульс электронов в проводе длины l = 1000 м, по которому течет ток силой I = 70 А.

9. Во сколько раз добавочное сопротивление (шунт) должно быть больше сопротивления вольтметра, чтобы этот вольтметр позволил измерить напряжение в n = 10 раз большее, чем то, на которое он рассчитан?

10. Пучок электронов проходит ускоряющую разности потенциалов U = 1000 В и, попадая на металлическую пластину, полностью поглощается. При этом микроамперметр, включенный между пластинкой и «землей», показывает ток I = 10 -3 А (рис. 20). Определите температуру металлической пластинки после поглощения ею электронного пучка, если начальная температура пластинки была Т = 300 К. Теплоемкость металлической пластинки С = 10 Дж/К, время действия пучка t = 100 c. Считать, что все тепло, выделившееся в пластинке, идет на ее нагревание.

Рекомендуемая литература

1. Бутиков Е.И., Кондратьев А.С. Физика. Т. 2. Электродинамика. — М.: Физматлит: Лаборатория базовых знаний; СПб.: Невский диалект, 2001. — С. 11-82.

2. Белолипецкий С.Н., Еркович О.С., Казаковцева В.А. и др. Задачник по физике. — М.: Физматлит, 2005. — С. 123-142.

3. Готовцев В.В. Лучшие задачи по электричеству. — М.; Ростов н/Д: Издательский центр «Март», 2004. — С. 59-116.

Источник

Задачи по теме «Постоянный ток»

Как изменится сила тока в резисторе, если подаваемое напряжение увеличить в 2 раза, а его сопротивление уменьшить в 3 раза.

Ответ: в 6 раз увеличится.

Кусок проволоки сопротивлением R = 80 Ом разрезали на четыре равные части и полученные части соединили параллельно. Каково сопротивление соединенной таким образом проволоки?

Ответ: R = 5 Ом.

Амперметр, включенный последовательно с резистором сопротивлением R , показывает силу тока I . Подключенный к этому резистору вольтметр показывает напряжение U . Чему равно внутреннее сопротивление вольтметра?

hello_html_m65cf0d30.jpg

Задача 4.

Найдите полное сопротивление R показанной на рисунке цепи, если R 1 = R 2 = R 5 = R 6 = 3,0 Ом; R 3 = 20 Ом, R 4 = 24 Ом. Найдите силу тока, идущего через каждый резистор, если к цепи приложено напряжение U = 36 В.

Ответ : R = 18 Ом ; I 1 = I 6 = 2,0 А , I 3 = 1,2 А , I 2 = I 4 = I 5 = 0,80 А .

Зhello_html_m382df1f3.jpgадача 5.

Определите показания вольтметра с внутренним сопротивлением 150 Ом в схеме, показанной на рис. R 1 = 2 Ом, R 2 = 9 Ом, R 3 = 3 Ом, R 4 = 7 Ом.

hello_html_f9a72d9.jpg

Найдите сопротивления R 2 и R 3 в схеме, показанной на рис., если при подключении источника с напряжением 110 В падение напряжения на этих сопротивлениях равно соответственно 10 и 15 В. R 1 = 10 Ом, R 4 = 15 Ом. Какую силу тока покажет амперметр с ничтожно малым сопротивлением, если его подключить между точками А и В ?

Ответ: 2 Ом; 20/9 Ом; 43,2 А.

Найдите напряжение на резисторе сопротивлением R (рис.).

hello_html_713b797.jpg

Милливольтметр, соединенный последовательно с резистором сопротивлением 800 Ом, показывает напряжение 12 мВ. Сколько покажет тот же милливольтметр при том же внешнем напряжении, если его соединить последовательно с резистором сопротивлением 300 Ом? Сопротивление прибора 1,2 кОм.

Два проводника с температурными коэффициентами сопротивления α 1 и α 2 имеют при 0 ºС сопротивления R 01 и R 02 . Чему равен температурный коэффициент сопротивления проводника, составленного из двух данных проводников, соединенных: а) последовательно; б) параллельно?

Для измерения температуры применили железную проволоку, имеющую при температуре t = 10 ºС сопротивление R = 15 Ом. При некоторой температуре t 1 сопротивление ее стало R 1 = 18 Ом. Определите эту температуру, если температурный коэффициент сопротивления железа α = 0,006 К -1 .

Электрическая лампочка накаливания потребляет силу тока I = 0,2 А. Диаметр вольфрамового волоска d = 0,02 мм, температура волоска при горении лампы t = 2000 ºС. Определите напряженность E электрического поля в волоске. Удельное сопротивление вольфрама ρ = 5,6∙10 -8 Ом∙м, температурный коэффициент сопротивления α = 4,6∙10 -3 К -1 .

При включении в электрическую цепь проводника диаметром d = 0,5 мм и длиной l = 470 мм разность потенциалов на концах проводника оказалась равной U = 1,2 В при силе тока в цепи I = 1 А. Определите удельное сопротивление ρ материала проводника.

Медная проволока массой m = 300 г имеет электрическое сопротивление R = 57 Ом. Найдите длину проволоки l и площадь ее поперечного сечения S .

В медном проводнике, площадь сечения которого S = 0,17 мм 2 , сила тока I = 0,15 А. Определить плотность тока j в этом проводнике. Удельное сопротивление меди ρ = 1,7∙10 -8 Ом∙м.

Читайте также:  Проверочная работа по теме сила тока напряжение сопротивление закон ома

Ответ: j = 8,8∙10 5 А/м 2 .

Участок цепи состоит из стальной проволоки длиной l 1 = 2 м с площадью поперечного сечения S 1 = 0,48 мм 2 , соединенной последовательно с никелиновой проволокой длиной l 2 = 1 м и площадью поперечного сечения S 2 = 0,21 мм 2 . Какое напряжение надо подвести к участку, чтобы получить силу тока I = 0,6 А? Удельное сопротивление стали ρ 1 = 12∙10 -8 Ом∙м. Удельное сопротивление никелина ρ 2 = 42∙10 -8 Ом∙м.

Разность потенциалов на концах проволоки длиной 5 м равна 4,2 В. Определите плотность тока в проволоке при температуре 120 ºС, если ее удельное сопротивление и температурный коэффициент сопротивления равны соответственно 2∙10 -7 Ом∙м и 0,006 К -1 .

Какую мощность можно передать потребителю по медным проводам сечением 18 мм 2 , имеющим общую длину 1,5 км, если напряжение на электростанции 230 В, а допустимые потери напряжения в проводах не должны превышать 10 %? Удельное сопротивление меди ρ = 1,7∙10 -8 Ом∙м.

Какого сечения надо взять медный провод для устройства линии электропередачи от электростанции до потребителя, расположенного на расстоянии l = 1 км, чтобы передать потребителю мощность Р = 8 кВт? Напряжение на станции U = 130 В, допустимая потеря напряжения на линии β = 8 %. Удельное сопротивление меди ρ = 1,7∙10 -8 Ом∙м.

Напряжение на шинах электростанции равно U = 10 кВ, расстояние до потребителя l = 500 км. Станция должна передать потребителю мощность Р = 100 кВт. Потери напряжения в проводах не должны превышать z = 4 %. Вычислите массу медных проводов на участке электростанция – потребитель. Плотность и удельное сопротивление меди равны соответственно D = 8,9∙10 3 кг/м 3 и ρ = 1,7∙10 -8 Ом∙м. Какой должна быть масса проводов, если напряжение увеличить в два раза?

Линия электропередачи имеет сопротивление R = 250 Ом. Какое напряжение должно быть на зажимах генератора для того, чтобы при передаче по этой линии к потребителю мощности Р = 25 КВт потери в линии не превышали β = 4 % передаваемой потребителю мощности?

Линия имеет сопротивление 300 Ом. Какое напряжение должен давать генератор, чтобы при передаче потребителю мощности 25 кВт потери в линии не превышали 4 % передаваемой мощности?

Какую работу совершает электрический ток в электродвигателе настольного вентилятора за время t = 30 с, если при напряжении U = 220 В сила тока в двигателе I = 0,1 А?

Ответ: А = 660 Дж.

При напряжении U = 120 В в электрической лампе за время t = 0,5 мин израсходована энергия W = 900 Дж. Определить силу тока в лампе.

Ответ: I = 0,25 А.

Электрическая плитка при силе тока I = 5 А за время t = 3 мин потребляет энергию W = 1080 кДж. Рассчитать сопротивление плитки.

Ответ: R = 24 Ом.

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

Ответ: А = 330 кДж.

Полностью разряженный аккумулятор емкостью 60 А∙ч должен заряжаться от сети с напряжением 8 В в течение 50 ч. Его внутреннее сопротивление 1 Ом. Какова электродвижущая сила аккумулятора?

Электроплитка, рассчитанная на напряжение U , при включении в сеть с этим напряжением потребляют мощность Р 1 = 250 Вт. Какую мощность будут потреблять две такие плитки, включенные в сеть последовательно (параллельно), если номинальная мощность плитки Р = 300 Вт? Изменением сопротивления плиток вследствие нагревания пренебречь.

При включении электромотора в сеть с напряжением U = 120 В напряжение на клеммах распределительного щита падает на z = 20 %. Сопротивление подводящих проводов вместе с сопротивлением генератора составляет R = 14 Ом. Какую полезную мощность развивает электромотор, если его КПД η = 0,65?

Зhello_html_m70c04ffa.jpgадача 29.

В цепи, схема которой изображена на рис., сопротивления всех резисторов известны и равны соответственно R 1 = 2 Ом, R 2 = 5 Ом, R 3 = 2 Ом, R 4 = 40 Ом, R 5 = 10 Ом. Сила тока в резисторе R 4 I 4 = 0,5 А. Определите силу тока во всех остальных резисторах и напряжение на зажимах цепи.

Ответ: I 1 = 7,5 А; I 2 = 5 А; I 3 = 2,5 А; I 5 = 2 А; U = 40 В.

hello_html_m1d457d44.jpg

Задача 30.

В цепи, схема которой представлена на рис., R 1 = 10 Ом, R 2 = 40 Ом; приложенное к зажимам цепи напряжение U = 120 В. Определите сопротивление резистора R 3 , если сила тока в нем I 3 = 2 А.

hello_html_m94f0dd8.jpg

Задача 31.

В схеме, изображенной на рис., сопротивления резисторов, емкость конденсатора и напряжение на зажимах цепи известны. Определите заряд на конденсаторе.

Зhello_html_2058b9d5.jpgадача 32.

Каков заряд пластин конденсатора С в цепи, схема которой изображена на рис.? Сопротивления резисторов R 1 , R 2 и R 3 и напряжение U считаются известными.

Зhello_html_m20b96a36.jpgадача 33.

Два элемента, электродвижущие силы которых ε 1 = 2 В и ε 2 = 1 В, соединены по схеме, показанной на рис. Сопротивление резистора R = 0,5 Ом. Внутренние сопротивления элементов одинаковы и равны r = 1 Ом каждое. Определите силы токов в элементах и резисторе. Сопротивление подводящих проводов не учитывать.

Зhello_html_m24bb8d3d.jpgадача 34.

Найдите разность потенциалов между точками А и С , В и D в цепи, схема которой приведена на рис.

Зhello_html_m4cce6ac8.jpgадача 35.

Определите силу тока I в резисторе R 2 (рис.), если ε 1 = 8 В, r 1 = 1 Ом, ε 2 = 10 В, r 2 = 2 Ом, R 1 = 15 Ом, R 2 = 2 Ом.

hello_html_4cb7494b.jpg

Задача 36.

В схеме, изображенной на рис., заданы сопротивления R 1 и R 2 . Определить сопротивление R , при котором рассеиваемая на нем мощность будет максимальной. Какого условие того, что ток, проходящий через сопротивление R , будет равен нулю?

hello_html_m1f330485.jpg

Задача 37.

Электрическая цепь составлена из двух батарей с э.д.с. ε 1 и ε 2 и четырех одинаковых резисторов сопротивлением R каждый (рис.). Какая мощность рассеивается на этих резисторах?

hello_html_40cf5afa.jpg

В цепь включены последовательно три проводника сопротивлением R 1 = 5 Ом, R 2 = 6 Ом, R 3 = 12 Ом (рис.). Какую силу тока показывает амперметр и каково напряжение между точками А и В , если показание вольтметра U = 1,2 В?

Ответ: I = 0,2 А; U AB = 4,6 В.

hello_html_553f1ee5.jpg

Задача 39.

Определите разность потенциалов между точками a и b (рис.).

hello_html_me0ca957.jpg

Задача 40.

Определите силу тока в проводнике сопротивлением 3 R (рис.).

hello_html_m15976d53.jpg

Определить разность потенциалов на конденсаторе в схеме (рис.), содержащей два одинаковых сопротивления R и два одинаковых источника питания ε . Внутренним сопротивлением источников тока пренебречь.

hello_html_mf201e17.jpg

Ответ:

Определите заряд на конденсаторе в схеме, показанной на рис.

Источник

Контрольная работа по физике Постоянный ток 8 класс

Контрольная работа по физике Постоянный ток для учащихся 8 класса с ответами. Тест включает в себя 4 варианта, в каждом по 8 заданий.

1 вариант

1. За 20 минут через утюг проходит электрический заряд 960 Кл. Определите силу тока в утюге.

1) 0,6 А
2) 0,8 А
3) 48 А
4) 1920 А

2. На рисунке изображён график зависимости силы тока от напряжения на одной секции телевизора. Каково сопротивление этой секции?

Контрольная работа по физике Постоянный ток 1 вариант 2 задание

1) 250 кОм
2) 0,25 Ом
3) 10 кОм
4) 100 Ом

3. Если увеличить в 2 раза напряжение между концами проводника, а площадь его сечения уменьшить в 2 раза, то сила тока, протекающего через проводник,

1) увеличится в 2 раза
2) уменьшится в 2 раза
3) не изменится
4) увеличится в 4 раза

4. Сопротивление участка цепи, изображённого на рисунке, равно

Контрольная работа по физике Постоянный ток 1 вариант 4 задание

1) 3 Ом
2) 5 Ом
3) 8 Ом
4) 21 Ом

5. На штепсельных вилках некоторых бытовых электриче­ских приборов имеется надпись: «6 А, 250 В». Опреде­лите максимально допустимую мощность электроприбо­ров, которые можно включать, используя такие вилки.

1) 1500 Вт
2) 41,6 Вт
3) 1,5 Вт
4) 0,024 Вт

6. Чему равно время прохождения тока по проводнику, если при напряжении на его концах 120 В совершается работа 540 кДж? Сопротивление проводника 24 Ом.

1) 0,64 с
2) 1,56 с
3) 188 с
4) 900 с

7. У становите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины определяются. К каждой позиции первого столбца подберите соответ­ствующую позицию второго.

А) Сила тока
Б) Напряжение
В) Сопротивление

8. С помощью кипятильника, имеющего КПД 90%, нагре­ли 3 кг воды от 19 °С до кипения за 15 минут. Какой ток при этом потреблял кипятильник в сети напряжением 220 В? Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг · °С).

2 вариант

1. Сила тока, идущего по проводнику, равна 2 А. Какой заряд проходит по проводнику за 10 минут?

1) 0,2 Кл
2) 5 Кл
3) 20 Кл
4) 1200 Кл

2. При увеличении напряжения U на участке электрической цепи сила тока I в цепи изменяется в соответ­ствии с графиком (см. рисунок). Электрическое сопротивление на этом участке цепи равно

Контрольная работа по физике Постоянный ток 2 вариант 2 задание

1) 2 Ом
2) 0,5 Ом
3) 2 мОм
4) 500 Ом

3. Если увеличить в 2 раза напряжение между концами проводника, а его длину уменьшить в 2 раза, то сила тока, протекающего через проводник,

1) не изменится
2) уменьшится в 4 раза
3) увеличится в 4 раза
4) увеличится в 2 раза

Читайте также:  Максимальный номинальный ток узо

4. Сопротивление участка цепи, изображённого на рисунке, равно

Контрольная работа по физике Постоянный ток 2 вариант 4 задание

1) 11 Ом
2) 6 Ом
3) 4 Ом
4) 1 Ом

5. На цоколе лампы накаливания написано: «150 Вт, 220 В». Найдите силу тока в спирали при включении в сеть с номинальным напряжением

1) 0,45 А
2) 0,68 А
3) 22 А
4) 220000 А

6. Проволочная спираль, сопротивление которой в нагре­том состоянии равно 55 Ом, включена в сеть с напря­жением 127 В. Какое количество теплоты выделяет эта спираль за 1 минуту?

1) 17,595 кДж
2) 20 кДж
3) 230 кДж
4) 658,5 кДж

7. Установите соответствие между физическими величи­нами и единицами измерения этих величин.
К каждой позиции первого столбца подберите соответ­ствующую позицию второго.

А) Сила тока
Б) Сопротивление
В) Работа электрического тока

1) Джоуль
2) Ватт
3) Вольт
4) Ампер
5) Ом

8. Электродвигатель подъёмного крана подключён к ис­точнику тока напряжением 380 В, при этом сила тока в обмотке 20 А. Определите КПД подъёмного крана, если он поднимает груз массой 1 т на высоту 19 м за 50 с.

3 вариант

1. Время разряда молнии равно 3 мс. Сила тока в канале молнии около 30 кА. Какой заряд проходит по каналу молнии?

1) 90 Кл
2) 0,1 мкКл
3) 90 кКл
4) 0,1 мКл

2. На рисунке изображён гра­фик зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах. Чему равно сопротивление проводника?

Контрольная работа по физике Постоянный ток 3 вариант 4 задание

1) 0,25 Ом
2) 2 Ом
3) 8 Ом
4) 4 Ом

3. Если уменьшить в 2 раза напряжение между концами проводника, а его длину увеличить в 2 раза, то сила то­ка, протекающего через проводник,

1) не изменится
2) уменьшится в 4 раза
3) увеличится в 4 раза
4) увеличится в 2 раза

4. Сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, равно

Контрольная работа по физике Постоянный ток 3 вариант 4 задание

1) 9 Ом
2) 8 Ом
3) 4 Ом
4) 3 Ом

5. На корпусе электродрели укреплена табличка с надпи­сью: 220 В, 500 Вт. Найдите силу тока, потребляемо­го электродрелью при включении в сеть.

1) 55 000 А
2) 2,27 А
3) 1,14 А
4) 0,88 А

6. Какую работу совершит электрический ток в течение 2 минут, если сила тока в проводнике 4 А, а его сопро­тивление 50 Ом?

1) 1600 Дж
2) 96 кДж
3) 24 кДж
4) 400 Дж

7. Установите соответствие между физическими величи­нами и формулами, по которым эти величины
определяются. К каждой позиции первого столбца подберите соответ­ствующую позицию второго.

А) Сила тока
Б) Напряжение
В) Сопротивление

8. Кипятильник нагревает 1,2 кг воды от 12 °С до кипения за 10 минут. Определите ток, потребляемый кипятиль­ником, если он рассчитан на напряжение 220 В. КПД кипятильника 90%. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг · °С).

4 вариант

1. Ток в электронагревательном приборе 5 А. Чему равен заряд, который пройдет через нагреватель за 3 минуты?

1) 15 Кл
2) 36 Кл
3) 900 Кл
4) 3600 Кл

2. На рисунке изображён график зависимости силы тока в проводнике от на­пряжения на его концах. Чему равно сопротивление проводника?

Контрольная работа по физике Постоянный ток 4 вариант 2 задание

1) 0,125 Ом
2) 2 Ом
3) 16 Ом
4) 8 Ом

3. Если напряжение между концами проводника и его длину уменьшить в 2 раза, то сила тока, протекающего через проводник,

1) уменьшится в 2 раза
2) не изменится
3) увеличится в 2 раза
4) уменьшится в 4 раза

4. Рассчитайте общее сопротив­ление участка цепи, изобра­жённого на рисунке, если со­противление каждого элемента цепи равно 1 Ом.

Контрольная работа по физике Постоянный ток 4 вариант 4 задание

1) 3 Ом
2) 2 Ом
3) 1,5 Ом
4) 1/3 Ом

5. При силе тока 0,6 А сопротивление лампы равно 5 Ом. Определите мощность электрического тока лампы.

1) 0,06 Вт
2) 1,8 Вт
3) 3 Вт
4) 15 Вт

6. Чему равно напряжение на концах проводника, если при прохождении по нему электрического тока 4 А в течение 7,5 минут выделяется 216 кДж теплоты?

1) 0,12 В
2) 7,2 В
3) 120 В
4) 7200 В

7. Установите соответствие между физическими величи­нами и единицами измерения этих величин.
К каждой позиции первого столбца подберите соответ­ствующую позицию второго.

А) Сила тока
Б) Напряжение
В) Мощность

1) Джоуль
2) Ампер
3) Вольт
4) Ватт
5) Ом

8. Троллейбус движется равномерно по горизонтальному участку пути со скоростью 36 км/ч. Сила сопротивле­ния, действующая на троллейбус, равна 2,2 кН. Найди­те силу тока в обмотке двигателя, если напряжение на клеммах двигателя 550 В, а КПД равен 80% .

Ответы на контрольную работу по физике Постоянный ток
1 вариант
1-2
2-1
3-3
4-3
5-1
6-4
7-513
8. ≈ 5,73 А
2 вариант
1-4
2-4
3-3
4-3
5-2
6-1
7-451
8. 50%
3 вариант
1-1
2-4
3-2
4-4
5-2
6-2
7-431
8. ≈ 3,73 А
4 вариант
1-3
2-4
3-2
4-3
5-2
6-3
7-234
8. 50 А

Источник

Решение задач по теме «Законы постоянного тока».
план-конспект урока по физике (10 класс) по теме

Цель урока: Обобщить и систематизировать знания учащихся по теме «Законы постоянного тока».

1. Электрический ток.

3. Условия, необходимые для существования электрического тока.

4. Закон Ома для участка цепи.

6. Электрические цепи.

7. Последовательное и параллельное соединение проводников.

8. Работа и мощность постоянного тока.

9. Электродвижущая сила.

10. Закон Ома для полной цепи.

Умения: решать задачи;

— на закон Ома для участка цепи;

-на закон Ома для полной цепи;

-на последовательное и параллельное соединение проводников;

Скачать:

Вложение Размер
tema.docx 26.75 КБ

Предварительный просмотр:

Тема : Решение задач по теме «Законы постоянного тока».

Цель урока: Обобщить и систематизировать знания учащихся по теме «Законы постоянного тока».

  1. Электрический ток.
  2. Сила тока.
  3. Условия, необходимые для существования электрического тока.
  4. Закон Ома для участка цепи.
  5. Сопротивление.
  6. Электрические цепи.
  7. Последовательное и параллельное соединение проводников.
  8. Работа и мощность постоянного тока.
  9. Электродвижущая сила.
  10. Закон Ома для полной цепи.

Умения : решать задачи;

— на закон Ома для участка цепи;

-на закон Ома для полной цепи;

-на последовательное и параллельное соединение проводников;

1. Сформулируйте закон Ома для участка цепи?

2. Сформулируйте закон Ома для полной цепи?

3. Что называют электродвижущей силой?

№1. Батарейка карманного фонаря, замкнутая на проводник сопротивлением 17,5 Ом создает ток 0,2А. Если ее замкнуть проводником сопротивлением 0,3 Ом то будет ток 1А. Чему равны ЭДС и внутреннее сопротивление этой батарейки.

Дано: Решение:

J 1 =0,2 А J 1 = E/R 1 +r ; E=J 1 (R+r)=J 1 R 1 +J 1 r

R 1 =17,5 Ом J 2 =E/R 2 +r; E=J 2 (R 2 +r)=J 2 R 2 +J 2 r

J 2 =1А J 1 R 1 +J 1 r=J 2 R 2 +J 2 r

R 2 =0,3 Ом J 1 R 1 -J 2 R 2 =J 2 r-J 1 r

r-? E-? J 1 R 1 -J 2 R 2 =r(J 2 -J 1 )

r=J 1 R 1 -J 2 R 2 /J 2 -J 1 ;

r=(0,2A*17,5 Ом-1A*0,3Ом)/1А-0,2A=4 Ом

Ответ: r=4 Ом, E=4,3 В.

№2. При подключении лампочки к батарейки элементов с ЭДС 4,5В вольтметр показал направление на лампочке 4В, а амперметр силу тока 0,25А. Какого внутреннее сопротивление батарейки?

E=4,5В J= ; R= ; R= =16 Ом

r-? r= – R ; r= — 16 Ом=2 Ом

№3. Электрическую лампу сопротивлением 240 Ом рассчитанную на напряжение 120 В, надо питать от сети с напряжением 220 В. Какой длины нихромовый проводник надо включить последовательно?

R 1 =240 Oм U=U 1 +U 2 ; U 2 =U-U 1 ; U 2 =220B-120B=100B

U=220 B J 1 =U 1 /R 1 ; J 1 =

p=110*10 -2 Ом*мм 2 /м

S =0,55 мм 2 J 1 =J 2 =J , R 2 =U 2 /J= =200 Ом

R 2 =p ; ℓ=R 2 S/p ; ℓ= = 100м

№4. В электрической плитке рассчитанной на напряжение 202 В, имеются две спирали на 120 Ом каждая. С помощью переключателя можно включить в сеть одну спираль, две спирали последовательно или параллельно. Найдите мощность в каждом случае.

Дано:

U=220B P 1 =U 2 /R 1 ; P 1 =(220B) 2 /80,7 Ом=600 Вт

R 1 =R 2 =80,7 Ом R посл.= R 1 +R 2 , R посл.= 80,7 Ом+80,7 Ом=161,4 Ом

P 1 -? P посл .-? P пар.-? P посл .=U 2 /R посл . =(220В) 2 /161,4 Ом=300Вт

R пар .=U 2 /R пар ; P пар .=(220В) 2 /40,35 Ом=1200 Вт

Ответ: Р посл. =300Вт , Р пар =1200Вт.

№5. При прохождении 20 Кл электричества по проводнику сопротивлением 0,5 Ом совершается работа 100 Дж. Найдите время существования тока в проводнике.

Дано:

A=g 2 /t*R; t=g 2 R/A;

t=(20Кл) 2 *0,5 Ом/100Дж =400Кл 2 *0,5Ом/100Дж=2с

№6. Начертить график изменения тока в цепи, если сопротивление в цепи равно 20 Ом, а напряжение меняется от 30 до 60В.

U 1 =30B J 1 =U 1 /R; J 1 = =1,5А

U 2 =60B 3

R=20 Oм J 2 =U 2 /R; J 2 = =3А 1,5

J 1 , J 2 -? 30 60 U,B

Источник