Перестройка. ККМТ Физика Экзамен 2021 22 уч г ГП 11 Ответы и решения Вер 1. Гп 1 Ответы и решения задач Вопрос 1

• Название: Гп 1 Ответы и решения задач Вопрос 1
• Анкор: Перестройка
• Дата: 03.10.2022
• Размер: 130.15 Kb.
• Имя файла: ККМТ Физика Экзамен 2021 22 уч г ГП 11 Ответы и решения Вер 1.docx
• Тип: Задача; #712324
• страница: 5 из 5

Ответ: .

Вопрос 23. Параллельное и последовательное соединения резисторов

Ответ: При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений. Все проводники включают в цепь поочерёдно друг за другом. Сила тока в обоих проводниках одинакова, т.е. . Напряжение на концах рассматриваемого участка цепи складывается из напряжений на первом и втором проводниках:



Полное сопротивление всего участка цепи при последовательном соединении равно: . Напряжения на проводниках и их сопротивления при последовательном соединении связаны соотношением . Напряжение на концах проводников, соединённых параллельно, одинаково, так как они присоединены к одним и тем же точкам цепи. Электрический ток разветвляется. Величина, обратная полному сопротивлению участка, равна сумме величин, обратных сопротивлениям отдельных проводников:



Дополнительные вопросы: 1. Почему лампы в квартире соединяют параллельно, а лампочки в ёлочных гирляндах – последовательно? Ответ: Независимое и зависимое энергопотребление. 2. Сопротивление каждого проводника равно 1 Ом. Чему равно сопротивление двух таких проводников, соединённых: 1) последовательно; 2) параллельно? Ответ: 1) 2 Ом. 2) 0,5 Ом.

Задача 23. Сопротивление каждого из резисторов, соединённых в квадрат, и резисторов, образующих диагонали квадрата, равно . Определите эквивалентное сопротивление при подключении источника тока: 1) к соседним вершинам; 2) к вершинам, лежащим на одной диагонали. В точке пересечения диагоналей контакта нет.

Дано: Шесть штук резисторов сопротивлением .

Найти . Вариант решения: Обозначим на схеме из резисторов, соединённых в квадрат вершины , , и . Обозначим резистор, соединяющий точки и номером «1»; резистор, соединяющий точки и номером «2»; резистор, соединяющий точки и номером «3» и т.д. (например, в направлении – против хода часовой стрелки); обозначим резистор, соединяющий точки и по диагонали номером «5» … 1) Найдём :



По симметрии подключения .

Ответ: .

Вопрос 24. Закон Джоуля – Ленца. Работа электрического тока

Ответ: При упорядоченном движении заряженных частиц в проводнике электрическое поле совершает работу. Т.к. сила тока , то работа тока . Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения и времени, в течение которого шёл ток. Согласно закону сохранения энергии эта работа должна быть равна изменению энергии рассматриваемого участка цепи. Поэтому энергия, выделяемая на данном участке цепи за время , равна работе тока.



Закон Джоуля – Ленца: Количество теплоты , выделяемой в проводнике с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока по проводнику: .

Мощность тока равна отношению работы тока ко времени прохождения тока. Согласно этому определению мощность тока



Дополнительные вопросы: 1. Что называют работой тока? Ответ: Работу электрического поля по упорядоченному перемещению заряженных частиц вдоль проводника. 2. Что такое мощность тока? Ответ: Отношение работы тока ко времени прохождения тока. 3. В каких единицах выражается мощность тока? Ответ: Вт (в ваттах) . 4. Какие преобразования энергии происходят в проводнике, когда по нему идёт ток? Ответ: Нагревание.

Задача 24. За некоторый промежуток времени электрическая плитка, включённая в сеть с постоянным напряжением, выделила количество теплоты «Q». Какое количество теплоты выделят за то же время две такие плитки, включённые в ту же сеть последовательно? параллельно? Изменение сопротивления спирали в зависимости от температуры не учитывать.

Дано: Две электрические плитки, включённые в сеть с постоянным напряжением.

Найти . Вариант решения: По закону Джоуля – Ленца:



При последовательном подключении напряжение на каждой плитке равно половине сетевого напряжения:



При параллельном подключении количество теплоты удваивается.

Ответ: , .

Вопрос 25. Резонанс в электрической цепи

Ответ: Резонанс наблюдается в том случае, когда собственная частота колебаний системы совпадает с частотой изменения внешней силы. Если активное сопротивление мало, то собственная циклическая частота колебаний в контуре определяется формулой



Резонансом в электрическом колебательном контуре называется явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний силы тока при совпадении частоты внешнего переменного напряжения с собственной частотой колебательного контура. Явление электрического резонанса широко используется при осуществлении радиосвязи. На явлении резонанса основана вся радиосвязь. В некоторых случаях резонанс в электрической цепи может принести большой вред. Если цепь не рассчитана на работу в условиях резонанса, то его возникновение может привести к аварии. Чрезмерно большие токи могут перегреть провода. Большие напряжения приводят к пробою изоляции. При вынужденных электромагнитных колебаниях возможен резонанс – резкое возрастание амплитуды колебаний силы тока и напряжения при совпадении частоты внешнего переменного напряжения с собственной частотой колебаний.

Дополнительные вопросы: 1. Может ли амплитуда силы тока при резонансе превысить силу постоянного тока в цепи с таким же активным сопротивлением и постоянным напряжением, равным амплитуде переменного напряжения? Ответ: Нет. 2. Чему равна разность фаз между колебаниями силы тока и напряжения при резонансе? Ответ: Нулю. 3. При каком условии резонансные свойства контура выражены наиболее отчётливо? Ответ: При малом активном сопротивлении.

Задача 25. В цепь переменного тока с частотой включена катушка индуктивностью . Определите ёмкость конденсатора, который надо включить в эту цепь, чтобы наступил резонанс.

Дано: , , .

Найти . Вариант решения: Электрическая цепь согласно условию задачи представляет собой колебательный контур. Резонанс в этой цепи наступит, когда частота переменного тока будет равна собственной частоте колебательного контура . Но собственная частота



Из последнего равенства выразим искомую ёмкость (в фарадах):





Ответ: .

Учебники

1. 
   Мякишев Г. Я. Физика. 10 класс: учеб. для общеобразовательных организаций с прил. на электрон. носителе : базовый и профильный уровни / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Сотский; под ред. Н. А. Парфентьевой. – 22 – е изд. – М.: Просвещение, 2013. – 366 с. : ил. – (Классический курс).
   
2. 
   Мякишев Г. Я. Физика. 11 класс: учеб. для общеобразовательных организаций с прил. на электрон. носителе : базовый и профильный уровни / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. Н. А. Парфентьевой. – 21 – е изд. – М.: Просвещение, 2012. – 399 с., [4] л. ил. – (Классический курс).
   
3. 
   Мякишев Г. Я. Физика. 10 класс: учеб. для общеобразовательных организаций: базовый и углубл. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Сотский; под ред. Н. А. Парфентьевой. – 7 – е изд. – М.: Просвещение, 2020. – 432 с. : ил. – (Классический курс).
   
4. 
   Мякишев Г. Я. Физика. 11 класс: учеб. для общеобразовательных организаций: базовый и углубл. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. Н. А. Парфентьевой. – 7 – е изд., перераб. – М.: Просвещение, 2019. – 432 с., [4] л. ил. – (Классический курс).
   

Дополнительная литература

5. 
   Генденштейн Л. Э. Физика. 10 класс. В 3 ч. Ч. 1: учебник для учащихся общеобразовательных организаций (базовый и углублённый уровни) / Л. Э. Генденштейн, Ю. И. Дик; под ред. В. А. Орлова. – 2 – е изд., стер. – М.: Мнемозина, 2015. – 304 с. : ил.
   
6. 
   Генденштейн Л. Э. Физика. 10 класс. В 3 ч. Ч. 2: учебник для учащихся общеобразовательных организаций (базовый и углублённый уровни) / Л. Э. Генденштейн, Ю. И. Дик; под ред. В. А. Орлова. – 2 – е изд., стер. – М.: Мнемозина, 2015. – 238 с. : ил.
   
7. 
   Генденштейн Л. Э. Физика. 10 класс. В 3 ч. Ч. 3: задачник для учащихся общеобразовательных организаций (базовый и углублённый уровни) / Л. Э. Генденштейн, А. В. Кошкина, Г. И. Левиев. – 2 – е изд., стер. – М.: Мнемозина, 2015. – 191 с. : ил.
   
8. 
   Генденштейн Л. Э. Физика. 11 класс. В 2 ч. Ч. 1: учебник для учащихся общеобразовательных организаций (базовый и углублённый уровни) / Л. Э. Генденштейн, Ю. И. Дик; под ред. В. А. Орлова. – 2 – е изд., стер. – М.: Мнемозина, 2015. – 384 с. : ил.
   
9. 
   Генденштейн Л. Э. Физика. 11 класс. В 2 ч. Ч. 2: задачник для учащихся общеобразовательных организаций (базовый и углублённый уровни) / Л. Э. Генденштейн, А. В. Кошкина, Г. И. Левиев. – 2 – е изд., стер. – М.: Мнемозина, 2015. – 111 с. : ил.
   
10. 
    Генденштейн Л. Э. Физика. 11 класс: приложение к учебнику: путеводитель по подготовке к ЕГЭ / Л. Э. Генденштейн, А. В. Кошкина. – 2 – е изд., стер. – М.: Мнемозина, 2015. – 48 с. : ил.
    
11. 
    Математика: алгебра и начала математического анализа, геометрия. Геометрия. 10 – 11 классы : учеб. для общеобразоват. организаций : базовый и углубл. уровни / [Л. С. Атанасян, В. Ф. Бутузов, С. Б. Кадомцев, Л. С. Киселева, Э. Г. Позняк]. – М.: Просвещение, 2014. – 255 с. : ил. – (МГУ – школе).