Главная страница
Навигация по странице:

  • 3 .

    		•

    1. Показания амперметра с внутренним сопротивлением 2 Ом, подключенного к источнику тока, составили 5 А. Вольтметр с внутренним сопротивлением 15 Ом, подключенный к этому источнику, показал 12 В.


    Скачать 280.5 Kb.
    Название1. Показания амперметра с внутренним сопротивлением 2 Ом, подключенного к источнику тока, составили 5 А. Вольтметр с внутренним сопротивлением 15 Ом, подключенный к этому источнику, показал 12 В.
    АнкорIDZ_PostTok.doc
    Дата24.04.2017
    Размер280.5 Kb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаIDZ_PostTok.doc
    ТипДокументы
    #3368

    1. Показания амперметра с внутренним сопротивлением 2 Ом, подключенного к источнику тока, составили 5 А. Вольтметр с внутренним сопротивлением 15 Ом, подключенный к этому источнику, показал 12 В.

    Определить ток короткого замыкания источника.

    Ответ: 29.6 А.

    2. По цепи, состоящей из резистора и источника с внутренним сопротивлением 2 Ом и ЭДС 6 В, идет ток 0.5 А.

    Какова будет сила тока, если сопротивление резистора уменьшить в два раза?

    Ответ: 6/7 А.

    3


    .     В цепи (рисунок) сопротивление каждого резистора равно 2 Ом, а к точкам a и b подведено напряжение 33 В.

    Найти напряжение на резисторе R6.

    Ответ: 9 В.

    4. Электрическая схема составлена из двух параллельно соединенных резисторов с сопротивлениями 40 и 10 Ом, подключенных к зажимам аккумулятора с ЭДС 10 В. Ток во втором резисторе 0.8 А.

    Найти внутреннее сопротивление аккумулятора.

    Ответ: 2 Ом.

    5. Генератор с ЭДС 240 В и с внутренним сопротивлением 0.4 Ом питает 20 ламп с сопротивлением по 360 Ом и 10 ламп с сопротивлением по 720 Ом. Все лампы соединены параллельно. Сопротивление подводящих проводов 1.2 Ом.

    Найти напряжение на лампах.

    Ответ: 216 В.

    6. Батарея аккумуляторов с общим внутренним сопротивлением 1 Ом нагружена резистором с сопротивлением R. Вольтметр, подключенный к зажимам батареи, показывает напряжение 20 В. Когда параллельно нагрузке присоединяется второй такой же резистор, показания вольтметра уменьшаются до 15 В.

    Определить R, считая, что сопротивление вольтметра намного больше R.

    Ответ: 2 Ом.

    7. К источнику постоянного тока, ЭДС которого составляет 12 В, а внутреннее сопротивление 2 Ом, подключены два последовательно соединенных резистора с сопротивлением по 5 Ом каждый. Параллельно одному из резисторов подключен конденсатор.

    Найти напряжение на конденсаторе.

    Ответ: 5 В.

    8. Участок цепи состоит из четырех резисторов. Резисторы с сопротивлениями 3, 0.8 и 2 Ом соединены последовательно; параллельно последнему из них подключен резистор с сопротивлением 3 Ом. Напряжение на концах участка 20 В.

    Найти силу тока в каждом из четырех резисторов.

    Ответ: 4 А; 4 А; 2.4 А; 1.6 А.

    9. При подключении к источнику тока с ЭДС 15 В резистора с сопротивлением 15 Ом КПД источника 75%.

    Какую максимальную мощность во внешнюю цепь может отдать данный источник?

    Ответ: 168.75 Вт.

    10. От генератора с ЭДС 500 В требуется передать по двухпроводной линии на расстояние 2.5 км мощность 100 кВт. Медные (удельное сопротивление 17 нОмм) провода имеют диаметр 1.5 см.

    Найти потери мощности в линии (внутренним сопротивлением генератора пренебречь).

    Ответ: 35 кВт.

    11. Элемент один раз замыкается проводником с сопротивлением 0.36 Ом, другой раз – проводником с сопротивлением 2.56 Ом. Мощность, выделившаяся в проводниках, одинакова в обоих случаях.

    Найти внутреннее сопротивление элемента.

    Ответ: 0.96 Ом.

    12. Во внешней цепи источника при силе тока 30 А выделяется мощность 2.7 кВт, а при силе тока 10 А – мощность 1.1 кВт.

    Найти внутреннее сопротивление и ЭДС источника.

    Ответ: 1 Ом; 120 В.

    13. Цепь состоит из батареи и резистора. При сопротивлении на­грузки 2 Ом ток в цепи 1.6 А, при сопротивлении 1 Ом ток в цепи 2 А.

    Найти мощность, теряющуюся внутри батареи во втором случае.

    Ответ: 12 Вт.

    14. К источнику постоянного тока, ЭДС которого составляет 70 В, а внутреннее сопротивление отсутствует, через реостат под­ключена лампа, сопротивление которой в 9 раз больше сопротивления реостата. При этом на лампе выделяется мощность 63 Вт. После этого параллельно лампе подключают вторую, с сопротивлением в 18 раз больше сопротивления реостата.

    Найти мощность, выделяющуюся на первой лампе после подключения второй лампы.

    Ответ: 57.14 Вт.

    15. Внутреннее сопротивление источника равно 6 Ом. К нему подключают по очереди две лампы с разными сопротивлениями нитей, при этом на лампах выделяется одинаковая мощность. Сопротивление нити первой лампы 3 Ом.

    Найти сопротивление нити второй лампы.

    Ответ: 12 Ом.

    16. Три одинаковые параллельно соединенные лампы с номинальным напряжением 6.3 В и мощностью 1.9 Вт подключены к элементу с ЭДС 9 В и с внутренним сопротивлением 1 Ом через реостат, обеспечивающий на лампах напряжение 6.3 В.

    Во сколько раз изменится мощность, выделяемая на каждой лампе, если одна из них перегорит?

    Ответ: в 1.7 раза.

    17. К источнику с внутренним сопротивлением 2 Ом присоединяют два резистора одинаковых номиналов. При этом оказывается, что мощности, выделяемые во внешней цепи при параллельном и при последовательном соединениях резисторов, равны.

    Найти сопротивление каждого резистора.

    Ответ: 2 Ом.

    18. Две одинаковые лампочки по 50 Вт каждая, рассчитанные на напряжение 10 В, соединены параллельно и присоединены к аккумулятору с внутренним сопротивлением 0.5 Ом. Одна из лампочек перегорела – ее заменили другой, рассчитанной на то же напряжение, но мощностью 25 Вт.

    Во сколько раз при этом изменился КПД схемы?

    Ответ: 1.09.

    19. Елочную гирлянду из 12 одинаковых ламп, включенных в сеть параллельно, заменили двумя гирляндами, включенными параллельно друг другу. Каждая из этих гирлянд состоит из 6 последовательно соединенных ламп, таких же, как в первой гирлянде.

    Во сколько раз изменилась мощность, выделяемая в гирляндах?

    Ответ: увеличилась в 4 раза.

    20. При токе в цепи 15 А полезная мощность 135 Вт, при токе 6 А полезная мощность 64,8 Вт.

    Найти ток короткого замыкания источника.

    Ответ: 60 А.

    21. К источнику тока с ЭДС 10 В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключена нагрузка в виде четырех параллельно включенных ветвей одинаковых лампочек. В каждой ветви содержится по три лампочки. Мощность, выделяющаяся в нагрузке 25 Вт.

    Определить мощность, которая будет выделяться в одной лампочке, если одна из лампочек перегорит.

    Ответ: 2,7 Вт.

    22. По цепи, состоящей из резистора и источника с внутренним сопротивлением 1 Ом и ЭДС 9 В, идет ток 1 А.

    Какова будет сила тока, если сопротивление резистора уменьшить в два раза?

    Ответ: 1,8 А.

    23. Четыре лампы, рассчитанные на напряжение 3 В и силу тока 0,3 А каждая, надо включить параллельно и питать от источника напряжением 5,4 В.

    Какое сопротивление для этого необходимо включить последовательно с лампами?

    Ответ: 2 Ом.

    24. Если подключить к источнику ЭДС два одинаковых вольтметра, соединив их параллельно или последовательно, то они покажут одинаковые напряжения 8 В.

    Вычислить ЭДС источника.

    Ответ: 24 В.

    25. Электрическая схема состоит из источника тока и двух последовательно соединенных сопротивлений по 10 Ом каждое. Параллельно одному из них включены два последовательно соединенных конденсатора по 2 пФ каждый. Ток короткого замыкания источника 3 А.

    Найти ЭДС и внутреннее сопротивление источника, если заряд конденсаторов равен 5 пКл.

    Ответ: 12 В, 4 Ом.

    26. При подключении к аккумулятору сопротивления 20 Ом напряжение на аккумуляторе 10 В, при подключении к аккумулятору сопротивления 8 Ом напряжение на аккумуляторе 8 В.

    Найти ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора.

    Ответ: 12 В, 4 Ом.

    27. Ток короткого замыкания аккумулятора 8 А. При увеличении внешнего сопротивления с 3 Ом до 12 Ом КПД схемы увеличивается вдвое.

    Найти ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора.

    Ответ: 48 В, 6 Ом.

    28. При изменении сопротивления нагрузки с 6 до 21 Ом КПД схемы увеличился вдвое.

    Определить внутреннее сопротивление источника.

    Ответ: 14 Ом.

    29. Линия электропередач имеет сопротивление 30 Ом. Потребитель получает мощность 25 кВт. Потери в линии не должны превышать 4% от потребляемой мощности.

    Какое напряжение должен давать генератор?

    Ответ: 4.5 кВ.

    30. Источник с ЭДС 8 В и с внутренним сопротивлением 0.5 Ом имеет напряжение на зажимах 6.4 В.

    Найти мощность, выделяемую во внешней цепи.

    Ответ: 40.96 Вт.

    31. Потребитель соединен с электростанцией медной проволокой длиной 49 м и площадью поперечного сечения 2.5 мм2. Напряжение электростанции 120 В. Потребитель намеревается построить электропечь мощностью 600 Вт. Удельное сопротивление меди 17 нОмм.

    Каково должно быть сопротивление нагревательного элемента печи?

    Ответ: 4.9 Ом.

    32. Вольтметр, соединенный последовательно с резистором с сопротивлением 30 кОм, при подключении к источнику ЭДС показал 20 В. Напряжение на зажимах источника составило при этом 120 В.

    Найти сопротивление вольтметра.

    Ответ: 6 кОм.

    33. Для определения ЭДС и внутреннего сопротивления источника к его зажимам подключают соединенные последовательно амперметр и вольтметр, которые показывают 12.5 мА и 12.5 В соответственно. Когда те же приборы, соединенные параллельно, подключили к тому же источнику, они показали 1.25 А и 12.5 В.

    Каковы ЭДС и внутреннее сопротивление источника?

    Ответ: 12.628 В; 0.102 Ом.

    34. К источнику ЭДС с внутренним сопротивлением 2 Ом последовательно подключены резисторы R1 и R2. Параллельно резистору R1 включают резистор R3, сопротивление которого 3 Ом. Сопротивление резистора R1 равно 2 Ом. Показания вольтметра с очень большим сопротивлением, подключенного к резисторам R1 и R2, равны половине ЭДС источника.

    Найти сопротивление резистора R2.

    Ответ: 0.8 Ом.

    35. К источнику тока подключается резистор с сопротивлением 16 Ом. Затем параллельно ему подключается еще один такой же резистор. После этого тепловая мощность, выделяющаяся в резисторах, увеличилась в 1.5 раза.

    Определить внутреннее сопротивление источника.

    Ответ: 2.9 Ом.

    36. Четыре лампочки номинальной мощностью по 0.9 Вт, рассчитанные на напряжение 3 В, соединяют параллельно и подключают через реостат к батарее с ЭДС 5.4 В и с внутренним сопротивлением 0.5 Ом.

    Каким должно быть сопротивление реостата, чтобы лампочки работали в номинальном режиме?

    Ответ: 1.5 Ом.

    37. К проводнику площадью поперечного сечения S=2 мм2 с сопротивлением R=250 Ом приложено напряжение U=50 В. Полагая, что в 1 см3 проводника содержится n=1023 электронов проводимости, определить среднюю скорость направленного движения электронов в проводнике.

    Ответ: V = = 6,25 мкм / с.

    38. По медному проводнику сечением S=1 мм2 проходит ток 10 А. Определить концентрацию n , подвижность b и среднюю скорость направленного движения электронов V. Плотность меди =8900 кг/м3, удельная электропроводность =6,4107 Ом-1м-1, A=63,56.

    Ответ: n = = 8,41028 м-3, b = = 4,810-3 м2с-1В-1, V = =

    7,410-4 мс-1.

    39. Определить заряд, прошедший по проводу с сопротивлением R=3 Ом при равномерном нарастании напряжения на концах провода от U1=2 В до U2=4 В в течение t=20 с.

    Ответ: Q = = 20 Кл.

    40. Катушка из медной проволоки (=1,6710-8 Омм) диаметром 1 мм вращается так, что средняя линейная скорость ее витков равна V=300 м/с. При резком торможении через баллистический гальванометр прошел заряд Q=810-8 Кл. Определить удельный заряд электрона.

    Ответ: = = 1,761011 Кл/кг.

    41. Найти сопротивление медного провода длиной L=100 м и диаметром d=2 см при температуре t=50 С. Удельное сопротивление меди при 0 С равно 0=1,5510-8 Омм. Температурный коэффициент сопротивления =410-3 К-1.

    Ответ: R = 0(1+t) = 610-3 Ом.

    42. Во сколько раз нужно увеличить напряжение на электрической печке, чтобы сила тока при t2=1000 С осталась такой же, какой она была при t1=20 С? Температурный коэффициент сопротивления материала проволоки принять равным =410-3 К-1.

    Ответ: .

    43. Если амперметр и вольтметр соединить параллельно к аккумулятору, то они покажут соответственно 2 А и 4 В. При последовательно соединенных приборах их показания при подключении к тому же источнику 1 А и 10 В. Определить ток короткого замыкания.

    Ответ: 3,1 А.

    44. Элемент с внутренним сопротивлением r=0,2 Ом и ЭДС Е=2,2 В замкнут на внешнее сопротивление R=10 Ом. Что покажет вольтметр, подключенный к зажимам элемента?

    Ответ: U=В.

    45. Батарея из n=10 аккумуляторов с ЭДС Е=2,2 В и внутренним сопротивлением r=0,2 Ом каждый поставлена на зарядку током IЗ=10 А.. Что покажет вольтметр, подключенный к зажимам батареи: 1) при разрядке; 2) при разрядке, если разрядный ток равен IР=5 А?

    Ответ: UЗ = nE + nIЗr = 42 B; UР = nE - nIРr = 12 B.

    46. Электрическая цепь питается от источника постоянного напряжения 220 В. Если к некоторому участку цепи подключить вольтметр с внутренним сопротивлением 3 кОм, то он покажет напряжение 98 В. Подключенный к тому же участку вольтметр с внутренним сопротивлением 6 кОм показывает напряжение 100 В. Определить сопротивление измеряемого участка и силу тока в магистрали до подключения вольтметра.

    Ответ: 233 Ом; 0,44 А.

    47. На два соединенных последовательно реостата сопротивлением R=2 Ом каждый подано напряжение U=6 В. Один реостат изготовлен из константановой проволоки (К=0,4810-6 Омм), другой – из нихромовой проволоки

    (Н=110-6 Омм). Сечение проволок одинаково и равно S=1 мм2. Вычислить напряженность поля в проволоках и в соединительных медных проводах того же сечения (М=1,710-8 Омм). Сопротивлением соединительных проводов пренебречь.

    Ответ: E = ; ЕК = 0,72 В/м , ЕН = 1,5 В/м , ЕМ = 26 мВ/м.

    48. Лампа накаливания потребляет ток I=0,5 А, температура нити накала лампы диаметром d=0,1 мм t=2200 С. Ток подводится медными проводами сечением S=5 мм2. Определить напряженность поля в меди и вольфраме. Удельное сопротивление вольфрама при 0 С 0В=5,510-8 Омм, температурный коэффициент сопротивления =4,510-3 К-1. Удельное сопротивление меди принять равным М=1,710-8 Омм.

    Ответ: ЕB = 0В(1 + t) = 38,2 В/м; ЕМ = М = 1,7 мВ/м.

    49. Пространство между обкладками сферического конденсатора (r1=5 см и r2=10 см) заполнено химически чистой водой с удельным сопротивлением =1106 Омм. Определить сопротивление утечки конденсатора.

    Ответ: R =  = 0,8 МОм.

    50. Между обкладками сферического конденсатора с r1=1 см и r2=2 см поддерживается постоянная разность потенциалов U=100 В. Пространство между обкладками заполнено однородной средой с =1105 Омм. Вычислить сопротивление среды между обкладками и силу тока через конденсатор.

    Ответ: R =  = 398 кОм; I = = 251 мкА.

    51. Два электрода в виде металлических шариков радиусом r=5 мм помещены в среде, удельное сопротивление которой =11010 Омм. Расстояние между центрами шариков =10 см. Найти сопротивление среды между электродами.

    Ответ: R = 31011 Ом.

    52. Рассчитать сопротивление одного погонного метра коаксиального кабеля, если диаметр внутреннего провода d1=1 мм, внешней металлической оплетки d2=4 мм. Пространство между проводом и оплеткой заполнено изотропным диэлектриком с удельным сопротивлением =2,361010 Омм.

    Ответ: R = 5,2109 Ом.

    53. Между обкладками цилиндрического конденсатора с радиусами r1=3 мм и r2=6 мм поддерживается разность потенциалов U=200 В. Пространство между обкладками заполнено однородной средой с удельным сопротивлением =1108 Омм. Найти силу тока через конденсатор, если высота цилиндров l=6 см.

    Ответ: I = 1 мкА.

    54.Из материала с удельным сопротивлением =31010 Омм изготовлено плоское кольцо толщиной d=1 см. Радиусы кольца r1=3 см и r2=6 см. Между внутренней и внешней цилиндрическими поверхностями поддерживается постоянная разность потенциалов. Определить сопротивление кольца.

    Ответ: R = 3,31011 Ом.

    55. Пластинка из германия с электронной проводимостью, предназначенная для использования в качестве магниторезистора, имеет форму кольца с внутренним диаметром d1=2 мм и наружным диаметром d2=20 мм. Толщина пластинки l=0,1 м. Рассчитать сопротивление пластинки между внутренней и внешней цилиндрическими поверхностями, если концентрация носителей заряда n=1015 см-3; их подвижность =3600 см2/(Вс).

    Ответ: R = ln64 Ом.

    56. Плоский конденсатор заполнен диэлектриком с диэлектрической проницаемостью =4 и удельным сопротивлением =1109 Омм. Конденсатор подключен к источнику с ЭДС U=100 В и внутренним сопротивлением =1 кОм. Найти сопротивление и напряженность электрического поля в конденсаторе, если его емкость С=5 мкФ, а расстояние между пластинами =1,5 см.

    Ответ: R = 0/C = 7,1 кОм; E = 5,8 кВ/м.

    57. К источнику с ЭДС 24 В и внутренним сопротивлением 0,2 кОм последовательно подключены сопротивление 10 кОм и цепь, содержащая параллельно включенные сопротивление 100 кОм и плоский конденсатор емкостью 1 нФ, заполненный диэлектриком с проницаемостью =2 и удельным сопротивлением 108 Омм. Параллельно первому сопротивлению подключен вольтметр. Каким должно быть сопротивление вольтметра, чтобы погрешность измерения не превышала 1%?

    Ответ: 12,5 кОм.

    58. Между обкладками плоского конденсатора находится диэлектрик, удельное сопротивление которого изменяется по линейному закону от 1=11011 Омм до 2=11010 Омм. Найти ток утечки через конденсатор, если разность потенциалов между обкладками U=200 В. Площадь обкладок S=200 см2 и расстояние между ними d=3 мм.

    Ответ: I = US 2,4 нА.

    59. Найти сопротивление заземления, выполненного в виде шара радиусом r=0,5 м, закопанного в землю. Удельное сопротивление земли =1104 Омсм. (Систему можно рассматривать как диск, помещенный в неограниченную среду.)

    Ответ: R = /2r = 31,8 Ом.

    60. Через гальванометр с сопротивлением RA=150 Ом необходимо пропускать ток не выше IA=10 мкА от источника с ЭДС Е=6 В. Гальванометр шунтирован сопротивлением r=30 Ом. Какое дополнительное сопротивление надо включить в цепь для получения указанного значения тока? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

    Ответ: R = 100 кОм.

    61. Амперметр с сопротивлением r=3 Ом рассчитан для измерения тока I1=1 А. Какой шунт можно к нему подключить, чтобы измерять ток до I2=500 А? Что покажет амперметр при токе в цепи 28 А?

    Ответ: R = 6 мОм ; I = 56 мА.

    62. Батарея состоит из N=20 аккумуляторов с ЭДС Е=2,2 В и внутренним сопротивлением r=0,2 Ом каждый. Аккумуляторы соединены в m=4 параллельные группы. Определить ток в цепи, если батарея замкнута на внешнее сопротивление R=30 Ом.

    Ответ: I = 1,07 А.

    63. Десять элементов с ЭДС Е=1,5 В и внутренним сопротивлением r=1 Ом каждый соединены в батарею и замкнуты на внешнее сопротивление R=2 Ом. Найти ток в цепи, когда: 1) все элементы включены последовательно; 2) все элементы включены параллельно.

    Ответ: 1) I = 1,25 А ; 2) I = 0,71 А.

    64. Решить предыдущую задачу при условии, что батарея элементов замкнута на сопротивление 1) R=0,1 Ом; 2) R=10 Ом

    Ответ: 1) I1 = 1,49 А; ; I2 = 7,5 А; 2) I1 = 0,75 А; ; I2 = 0,15 А

    65. N одинаковых источников тока с ЭДС E и внутренним сопротивлением r каждый последовательно соединены разноименными полюсами и образуют замкнутую цепь. Определить разность потенциалов на клеммах одного источника.

    Ответ: 1 - 2 = 0

    66. Двенадцать гальванических элементов с ЭДС Е=2,2 В и внутренним сопротивлением r=1 Ом каждый необходимо соединить в группы так, чтобы получить максимальный ток во внешнем сопротивлении, равном R=3 Ом. Определить число параллельных групп m и значение максимального тока.

    Ответ: m = ; Imax =  A.

    67. Десять элементов с внутренним сопротивлением r=1,6 Ом каждый соединены в батарею и замкнуты на внешнее сопротивление. Как надо соединить эти элементы, чтобы получить наибольший ток, если 1) внешнее сопротивление равно R=4 Ом; 2) внешнее сопротивление равно R=16 Ом; 3) внешнее сопротивление равно R=0,16 Ом?

    Ответ: 1) n = ; m = 2; 2) n = 10; m = 1; 3) n = 1; m = 10

    68. Два элемента с ЭДС Е=2 В каждый и внутренними сопротивлениями r1=1 Ом r2=2 Ом соединены параллельно. Какое внешнее сопротивление R следует включить, чтобы получить ток через первый элемент, равный I=1 А? Какой ток пройдет через это сопротивление?

    Ответ: R =  Ом ; IR =  А.

    69. Три элемента с ЭДС Е1=1,8 В, Е2=1,6 В, Е3=1,5 В и внутренними сопротивлениями r1=1,5 Ом, r2= r3 =1 Ом соединены одинаковыми полюсами. Определить ток через второй элемент.

    Ответ: I2 =  мА.

    70. К источнику с внутренним сопротивлением 1 Ом подключены два сопротивления 1 Ом и 2 Ом, соединенные между собой параллельно. Каким должно быть сопротивление амперметра, включенного в цепь с меньшим сопротивлением, чтобы погрешность измерения тока в этом сопротивлении не превышала 4%?

    Ответ: RА = 0,069 Ом.

    71. Три батареи с ЭДС Е1=12 В, Е2=5 В, Е3=10 В и одинаковыми внутренними сопротивлениями r=1 Ом соединены между собой одноименными полюсами. Сопротивление соединительных проводов ничтожно мало. Определить силы токов, идущих через каждую батарею.

    Ответ: I1 = 3 А; I2 = 4 А; I3= 1 А.

    72. В связи с переходом бытовой нагрузки с U1=127 В на U2=220 В определить, во сколько раз большую мощность можно передать по проводам при сохранении их сечения.

    Ответ:

    73. Требуется вскипятить 2 л воды за t=10 минут. Определить силу тока через нагревательный элемент и сопротивление последнего, если напряжение сети U=220 В., КПД нагревателя =0,9 , начальная температура Т1=12 С, удельная теплоемкость воды С=4,2 кДж/кгК.

    Ответ: R =  Ом ; I =  А

    74. При напряжении в сети U1=120 В вода в электрическом чайнике закипает через t1=20 мин., при напряжении U2=110 В через t2=28 мин. Через какое время закипит вода, если напряжение в сети упадет до U3=100 В? Потери тепла от чайника в окружающее пространство пропорциональны времени нагревания, начальная температура и масса воды во всех случаях одинаковы.

    Ответ: t3 =  мин.

    75. Элемент замыкается один раз проволокой с сопротивлением R1=1 Ом, другой раз с сопротивлением R2=4 Ом. В обоих случаях в проводниках выделяется одинаковое количество тепла. Определить внутреннее сопротивление элемента.

    Ответ: r =2 Ом

    76. Медный и нихромовый проводники, каждый длиной 5 м и диаметром 1 мм, подключены к источнику напряжения сначала параллельно, затем последовательно. Вычислить отношение выделяющихся в них количеств тепла. Для меди М=1,710-8 Омм, для нихрома Н=110-6 Омм. Сопротивлением источника пренебречь.

    Ответ:

    77. Батарея с ЭДС Е=8,5 В и внутренним сопротивлением r=0,5 Ом замкнута на два параллельно соединенных сопротивления R1=2 Ом и R2=3 Ом. Вычислить, какое количество тепла выделится в батарее через 10 минут.

    Ответ: Q =  кДж

    78. В сеть с напряжением U=220 В требуется включить нагреватель, потребляющий Р=300 Вт при напряжении U1=110 В. Какое добавочное сопротивление надо подключить?

    Ответ: R = Ом

    79. Определить внутреннее сопротивление источника тока, если во внешней цепи при токе I1=0,6 А выделяется Р1=6,3 Вт, а при токе I2=2 А - Р2=20 Вт.

    Ответ: r =  Ом

    80. При включении электромотора в сеть напряжение на клеммах распределительного щита падает на k=10% от напряжения в сети U=120 В. Суммарное сопротивление подводящих проводов и генератора R=10 Ом. Какую полезную мощность развивает электромотор, если его КПД =0,55%

    Ответ: P = 71 Вт

    81. От генератора, создающего напряжение U0=120 В, электрическая мощность передается приемнику, находящемуся на расстоянии L=1 км. Найти напряжение на зажимах приемника, если сечение проводов S=1 см2 , =1,710-8 Омм , ток в цепи I=20 А.

    Ответ: U = U0 – 2LI/S = 113,2 B

    82. При какой силе тока полезная мощность батареи, состоящей из 8 последовательно соединенных элементов, равна 10 Вт? ЭДС каждого элемента 1,5 В, внутреннее сопротивление равно 0,25 Ом. Объяснить полученный результат.

    Ответ: I1 = 1 А ; I2 = 5 А

    83. Вычислить наибольшую полезную мощность батареи из n=10 последовательно соединенных элементов с ЭДС Е=1,4 В и внутренним сопротивлением r=0,5 Ом каждый. Определить ток короткого замыкания.

    Ответ: Рмах =  Вт ; Iкз =  A

    84. В линию электропередачи с сопротивлением R=1,4 Ом поступает Р0=150 кВт при напряжении U=3 кВ. Вычислить мощность, получаемую потребителем, учитывая потери в линии передачи только на джоулево тепло.

    Ответ: P = Р0 - Р02R/ U2 = 146,5 кВт

    85. Потребитель получает от электростанции Р=400 кВт. Вычислить сопротивление линии передачи, если потери составляют k=4% от передаваемой мощности. Напряжение на шинах электростанции U=5 кВ.

    Ответ: R =  Ом

    86. Для охлаждения реостата мотора применено масло. В реостате выделяется мощность Р=5 кВт. Определить объем масла, протекающего через реостат за t=1 с, если температура масла повышается на Т=40 С, плотность масла d=0,85 г/см3, удельная теплоемкость С=1,68 кДж/(кгК).

    Ответ: V =  см3/с

    87. Из нихромового провода (=110-6 Омм) длиной L=10 м и поперечным сечением S=0,2 см2 необходимо изготовить n одинаковых нагревателей так, чтобы мощность, выделяемая в них, была максимальной. Используется источник тока с внутренним сопротивлением r=0,5 Ом и ЭДС Е=1 В. Определить число нагревателей и их мощность.

    Ответ: n = ; P = E2/ 4r = 0,5 Вт

    88. Два сопротивления R по 100 Ом подключены к источнику тока сначала последовательно, а затем параллельно. В обоих случаях тепловая мощность, выделенная на каждом сопротивлении, оказалась одинакова. Найти ЭДС источника и его внутреннее сопротивление, если ток, протекающий в цепи при последовательном соединении сопротивлений, равен I=1 А.

    Ответ: r = R = 100 Ом ; E = 3RI = 300 B

    89. Требуется изготовить нагревательную спираль для электрической плитки мощностью P=0,5 кВт, предназначенной для включения в сеть с напряжением U=220 В. Сколько нужно взять для этого нихромовой проволоки диаметром d=0,4 мм? Удельное сопротивление нихрома в нагретом состоянии

    =1,0510-6 Омм.

    Ответ: L =  м

    90. Через какой промежуток времени при токе короткого замыкания I=50 А расплавится предохранитель из свинцовой проволоки сечением S=0,1 см2? Начальная температура предохранителя Т1=290 К. Для свинца С=0,13 кДж/(кгК), d=11,4 г/см3, ТПЛАВЛ=600 К, =0,22110-6 Омм, =22,5 кДж/кг. Изменением сопротивления с ростом температуры пренебречь.

    Ответ: t =  мс

    91. В электрическую сеть из медного провода сечением S1=5 мм2 надо включить свинцовый предохранитель. Какое сечение должен иметь предохранитель, чтобы при нагревании сети более, чем на Т1=10 К он расплавился? Начальная температура свинца Т2=300 К, удельное сопротивление меди

    1=1,710-8 Омм, свинца - 2=2,210-7 Омм, плотность меди d1=8,6 г/см3, свинца - d2=11,3 г/см3, температура плавления свинца ТПЛАВЛ=600 К, удельная теплоемкость меди С1=0,39 кДж/(кгК), свинца - С2=0,13 кДж/(кгК).

    Ответ: S2 = S15,1 мм2

    92. Определить плотность тока в предохранителе, изготовленном из свинцовой проволоки, если через t=10 минут после начала пропускания тока он начинает плавиться. Начальная температура предохранителя Т1=290 К. Потери тепла составляют k=20%, ТПЛАВЛ=600 К С2=0,13 кДж/(кгК), =2,210-7 Омм.

    Ответ: j = = 2 A/мм2

    93. Электрическая лампа накаливания рассчитана на U=220 В. Длина нити L=1,6 м, диаметр d=10 мкм, =510-6 Омсм. Температура нити при горении Т=2700 К, температурный коэффициент сопротивления =4,610-3К-1. Определить мощность лампы в момент зажигания при 0 С и при нормальном горении.

    Ответ: P1 = = 47,5 Вт ; P2 = = 3,8 Вт

    94. Из керамики титаната бария (=106Омм) изготовлена полая сфера с внутренними и внешними радиусами соответственно r1=25 мм и r2=30 мм. На внутреннюю и внешнюю поверхности сферы нанесены электроды из серебра, к которым приложена постоянная разность потенциалов U=200 В. Определить количество теплоты, выделяющейся в керамике за каждый час.

    Ответ: Q = 271 Дж

    95. Ток идет от медного кольца радиусом r1=5 мм к соосному с ним медному кольцу радиусом r2=5 см по плоской алюминиевой фольге толщиной b=0,2 мм. Какое количество тепла выделится в фольге за 1 с, если ток равен I=6 А? Удельное сопротивление алюминия =0,02810-6 Омм.

    Ответ: Q = 18,5 мкДж

    96. На участке цепи сопротивлением R1=10 Ом, не содержащем ЭДС, электрический ток линейно меняется в течение t=2 с от I1=0,2 А до I2=0,8 А. Вычислить работу тока.

    Ответ: A = 1,68 Дж

    97. Определить количество электричества, протекшего по проводу сопротивлением R=10 Ом, если при этом в нем за t=30 с выделилось Q=100 Дж тепла, и ток равномерно убывал до нуля в течение указанного времени.

    Ответ: q =  Кл

    98. Вычислить количество теплоты, выделяющейся на клеммах аккумулятора в течение t=20 с работы стартера, который потребляет ток I=300 А, если клеммы изготовлены из свинца и имеют форму усеченного конуса высотой h=25 мм, а верхнее и нижнее основания имеют радиусы R1=7,5 мм и R2=12,5 мм. Удельное сопротивление свинца =0,2210-6 Омм. Считать, что ток течет вдоль оси конуса.

    Ответ: Q = 3368 Дж

    99. Сила тока в проводнике равномерно увеличивается от от I1=0  до некоторого максимального значения в течение времени =10 с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты Q=1 кДж. Определить скорость нарастания тока в проводнике, если его сопротивление R=3 Ом.

    Ответ:  А/с

    100. Проволочное кольцо радиусом 10 см подключено к источнику ЭДС так, что контакты делят длину кольца в отношении 1:4. При этом через источник течёт ток 1.2 А. Сопротивление 1 см длины провода, из которого изготовлено кольцо, 10 Ом/см. Когда контакты делят длину кольца в отношении 1:2, ток в цепи 1 А. Определить внутреннее сопротивление источника ЭДС.

    Ответ:

    101. При зарядке аккумулятора током 2 А напряжение на его зажимах 14 В. При разрядке этого аккумулятора током 1 А напряжение на его зажимах 11 В. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора.

    Ответ: 12 В; 1 Ом.

    102. К аккумулятору с ЭДС 3 В подключено нагрузочное сопротивление в виде квадратной рамки вначале так, что с аккумулятором соединены расположенные рядом вершины квадрата, а затем диаметрально противоположные вершины. Сопротивление одной стороны квадратной рамки равно удвоенному внутреннему сопротивлению аккумулятора. Во сколько раз отличаются мощности, выделяемые в рамке, при первом и втором соединениях?

    Ответ: в 1.08 раза.



    103. Разность потенциалов на концах неоднородного участка цепи, приведённого на рисунке, равна 100 В. ЭДС источников соответственно равны Е1 = 10 В, Е2 = 4.4 В. Внутренние сопротивления источников пренебрежимо малы. Сопротивления всех резисторов равны R1 = R2 = R3 = 100 Ом. Определить силу тока, протекающего по этому участку цепи.

    Ответ: 0.63 А.

    104. Для определения места повреждения изоляции между проводами двухпроводной линии длиной 5,6 км к одному концу линии присоединили батарею с ЭДС 24 В. При этом оказалось, что, если провода на другом конце линии разомкнуты, то через батарею течёт ток 1,5 А, а если замкнуты накоротко, то ток равен 2 А. Сопротивление каждого провода линии 7 Ом. Ток короткого замыкания батареи равен 96 А. Найти сопротивление изоляции в месте повреждения и расстояние от батареи до места повреждения.

    Ответ: 7 Ом; 3.5 км.

    написать администратору сайта