Том-1_РУ-1. Учебное пособие для студентов инженерно технических специальностей высших учебных заведений. Донецк
 Скачать 2.41 Mb.
|
|
§47 Работа и мощность тока. Закон Джоуля Ленца При упорядоченном движении заряженных частиц в проводнике электри- ческое поле совершает работу. Её принято называть работой тока. Рассмотрим произвольный участок цепи постоянного тока, к концам ко- торого приложено напряжение U. За время t через сечение проводника прохо- дит заряд t I q . Это равносильно тому, что заряд t I переносится за время t из одного конца проводника в другой. При этом силы электростатического поля и сторонние силы, действующие на данном участке, совершают работу: Рисунок 46.2 Электростатика и постоянный ток 159 t UI Uq A (47.1) Напомним, что согласно (44.1) напряжение U определяется как величина, численно равная работе, совершаемой электростатическими и сторонними си- лами при перемещении единичного положительного заряда. Разделив работу А на время t, за которое она совершается, получим мощ- ность, развиваемую током на рассматриваемом участке цепи: UI P (47.2) Эта мощность может расходоваться на совершение рассматриваемым участком цепи работы над внешними телами, на протекание химических реак- ций, на нагревание данного участка цепи и т.д. Если проводник неподвижен и в нем не происходит химических превра- щений, то работа поля по перемещению зарядов идет на изменение внутренней энергии проводника, т.е. проводник нагревается. При этом выделяется количе- ство тепла: t IU A Q По закону Ома IR U . Сделав замену, получаем Rt I Q 2 (47.3) Данное выражение называется законом Джоуля* Ленца *. Если сила тока изменяется с течением времени, то t Rdt t i Q 0 2 ) ( (47.4) От формулы (47.3), определяющей тепло, выделяющееся во всем провод- нике, можно перейти к выражению, характеризующему выделение тепла в раз- личных местах проводника. Так как S l R , S j I , то за время dt выделится тепло: dt S l j dt S l S j Rdt I dQ 2 2 2 ) ( , (47.5) где V S l – объем проводника. Разделив (47.4) на произведение dt V , найдем количество тепла Q уд , вы- деляющееся в единице объема за единицу времени (удельную тепловую мощ- ность): 2 j Q уд (47.6) Формула (47.6) представляет собой дифференциальную форму закона Джоуля Ленца. ________________________________________________________________________________________________________________________ *Джоуль Джеймс Прескотт (1818–1889), английский физик. *Ленц Эмиль Христиан (1804–1865), российский физик. Электростатика и постоянный ток 160 §48 Электрические измерения 48.1 Электроизмерительные приборы Электроизмерительный прибор – это совокупность технических средств, при помощи которых происходит измерение той или иной электриче- ской величины. Электроизмерительные приборы делятся на приборы непосред- ственной оценки и приборы сравнения. В приборах непосредственной оценки измеряемая величина определяется непосредственно по показанию стрелки на шкале прибора или светового «зайчика» на градуированной шкале. В цифровых приборах показания снимаются с цифрового табло. К таким приборам относят- ся амперметры, вольтметры, ваттметры, омметры, гальванометры. К приборам сравнения относятся многочисленные компенсаторы и электрические мосты. В них измеряемая величина определяется сравнением с известной однородной величиной. Для измерения электрических величин в приборах непосредственной оценки используются физические явления, создающие вращательный момент и перемещение подвижной системы прибора. Вращательный момент может быть создан взаимодействием магнитного поля постоянного магнита и тока в катуш- ке, магнитного поля катушки с током и ферромагнетика, взаимодействием маг- нитных полей катушек с током, взаимодействием заряженных тел. В зависимо- сти от используемого в приборах явления взаимодействия различают следую- щие системы электроизмерительных приборов: магнитоэлектрическую, электромагнитную, электродинамическую, индукционную, электро- статическую, термоэлектрическую и т. д. 1. Силу тока в цепи измеряют амперметрами, миллиамперметрами, микроамперметрами. Эти приборы включают в цепь последовательно. На рис. 48.1 показано их условное изображение на схемах. Любой измерительный прибор должен как можно меньше влиять на из- меряемую величину. Нужно иметь в виду, что сам амперметр обладает некото- рым сопротивлением R A . Поэтому сопротивление участка цепи с включенным амперметром увеличивается, и при неизменном напряжении сила тока умень- шается в соответствии с законом Ома. Чтобы амперметр не влиял на измеряемый ток, его сопротивление делают очень малым. Это нужно помнить и никогда не пытаться изме- рять силу тока в осветительной сети, подключая амперметр к розетке. Произойдет короткое замыкание: сила тока при малом сопротивлении прибора достигнет столь большой величины, что обмотка амперметра сгорит. Для расширения пределов измерения амперметра ис- пользуют шунтирование – подключение параллельно ам- перметру сопротивления R ш . (рис. 48.2). I A I 0 I ш R ш Рисунок 48.2 A амперметр A m миллиамперметр A микроамперметр Рисунок 48.1 Электростатика и постоянный ток 161 Приведем пример расчета сопротивления шунта, который нужно подклю- чить для увеличения предела измерения тока в n раз, т.е. для значений 0 nI I , где I 0 – ток, на который рассчитан амперметр; I – ток в цепи. Ток I ш , текущий через шунт, по законам параллельного соединения равен: 1 0 0 0 ш n I I nI I . (48.1) Напряжение на амперметре U A равно напряжению на шунте U ш : U А =U ш По закону Ома для однородного участка цепи: A 0 A R I U ; ш ш ш R I U где R A – сопротивление амперметра; R ш – сопротивление шунта. ш ш A 0 R I R I Отсюда: ш А 0 ш I R I R Заменив I ш по формуле (48.1), получим 1 1 A 0 А 0 ш n R n I R I R (48.2) Таким образом, сопротивление шунта должно быть в (n–1) раз меньше сопротивления амперметра. 2. Напряжение измеряют вольтметрами, милливольтметрами и т.д. Эти прибо- ры включают в цепь параллельно участку, на котором измеряется напряжение. На рис. 48.3 показано их условное изображение на схемах. Показание вольтметра равно падению напряжения на сопротивлении прибора: V V V R I U Напряжение на вольтметре совпадает с напря- жением на участке цепи. Если сопротивление вольтметра R V , то по- сле включения его в цепь, сопротивление участка будет уже не R, a R R R RR R V V ' . Из-за этого измеряемое напряжение на участке цепи умень- шится. Для того чтобы вольтметр не вносил заметных искажений в измеряемое напряжение его сопротивление должно быть большим по сравнению с сопро- тивлением участка цепи, на котором измеряется напряжение. Вольтметр можно включать в сеть без риска, что он сгорит, если только он рассчитан на напряже- ние, превышающее напряжение сети. V вольтметр V m милливольтметр V киловольтметр k Рисунок 48.3 Электростатика и постоянный ток 162 Чтобы расширить пределы измерения напряжения в n раз и измерять напряжения до значений 0 U U , последовательно вольтметру нужно присо- единить добавочное сопротивление R д (рис. 48.4). Приведем пример расчета добавочного сопротив- ления. Вольтметр имеет сопротивление R V и рассчитан на напряжение 0 U . Нужно расширить пределы измерения, т.е. сделать возможным измерение напряжений в n раз больших, чем указано на шкале прибора: 0 nU U Без внешнего добавочного сопротивления предел измерений вольтметра ра- вен 0 U . Ток, отклоняющий стрелку вольтметра на всю шкалу, определится по за- кону Ома: V 0 R U I При подключении добавочного сопротивления предел измерения будет равен nU 0 , а общее сопротивление окажется равным д V R R Следовательно, д V 0 R R nU I В первом и во втором случаях токи одинаковые. На основании этого можно записать: д V 0 V 0 R R nU R U , или 1 V д n R R (48.3) Таким образом, добавочное сопротивление должно быть в (n–1) раз больше сопротивления вольтметра. 3. Для регулировки силы тока в цепи и напряжения используют реостат со скользящим контактом. а). Для регулировки силы тока реостат включается в цепь последователь- но (рис. 48.5). Практический совет: перед началом измерений реостат включают (вво- дят) полностью. На рис. 48.5 это соответствует крайнему правому положению скользящего контакта. б). Для регулировки напряжения реостат включается параллельно источнику (рис. 48.6). В этом случае его называют потенциометром или делителем напряжения. Практический совет: перед началом измерений потен- циометр выводят на нуль. На рис. 48.6 это соответствует крайнему левому положению скользящего контакта. V R Д R Рисунок 48.4 I A Рисунок 48.5 V Рисунок 48.6 Электростатика и постоянный ток 163 48.2 Основные характеристики приборов Качество электроизмерительных приборов определяется их чувствитель- ностью, классом точности, пределами измерений, равномерностью шкалы и т.д. 1. Чувствительность – отношение линейного или углового переме- щения стрелки прибора к изменению x измеряемой величины, вызвавшему это перемещение: x S Пример: Предел измерений миллиамперметра 150 мА, шкала имеет 75 делений. ) мА дел ( 5 , 0 150 75 S 2. Цена деления прибора – это значение изменения x измеряемой ве- личины, вызывающей отклонение указателя прибора на одно деление: x C Пример: Предел измерений вольтметра 3 В, шкала имеет 150 делений. ) дел В ( 02 , 0 150 3 C 3. Класс точности прибора определяется максимальной ошибкой при- бора, выраженной в процентах от полной величины шкалы. Класс точности указывается на шкале прибора (цифра в кружке на шкале прибора). Существу- ют следующие классы точности: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 и т.д. У приборов с вы- соким классом точности шкала, как правило, зеркальная. Так, например, амперметр класса 1,5 с полной шкалой 1 А измеряет про- текающий через него ток с ошибкой не превосходящей A 15 0 , 0 A 1 100 5 , 1 Ошибка 0,015 А составляет небольшую долю от измеренного тока лишь при измерении токов порядка 1 А, т.е. при отклонении стрелки на всю шкалу. При отклонении стрелки на 1/2 шкалы ошибка составит уже 3% от измеряемой ве- личины, а при измерении еще меньших токов может составить 10% или даже 20% от величины измеряемого тока. Поэтому рекомендуется выбирать такой прибор, на котором измеряемый ток вызовет отклонение больше чем на поло- вину шкалы. Электростатика и постоянный ток 164 Обратите внимание! В двух смысловых значениях используют термины : Заряд а) заряженное тело или частица; б) неотъемлемое свойство некоторых элементарных частиц (протонов, электронов и т.д.), определяющее их взаимо- действие с внешним электромагнитным полем. Сопротивление – а) структурный элемент электрической цепи (в виде закон- ченного элемента), основное назначение которого – оказывать сопротивление электрическому току с целью регулирования тока и напряжения; б) скалярная физическая величина, характеризующая свойство проводника противодейство- вать пропусканию электрического тока и равная отношению напряжения U на концах проводника к силе тока I, протекающего по нему. Электрическая проводимость (электропроводность) – а) способность веще- ства проводить постоянный электрический ток под действием не изменяющего- ся во времени электрического поля; б) величина, обратная электрическому со- противлению. Электростатическая индукция – а) векторная величина, характеризующая электростатическое поле; б) перераспределение зарядов в проводнике под дей- ствием внешнего электростатического поля. Термин применяется к объектам, к которым его применять нельзя Электродвижущая сила (эдс) – величина, равная отношению работы, совер- шаемой сторонними силами при перемещении заряда, к величине этого заряда. Электродвижущая сила является характеристикой источников тока и не имеет ничего общего с термином «сила» из курса механики. Сила тока – скалярная физическая величина, численно равная заряду, проте- кающему через сечение проводника за единицу времени. Термин не имеет ни- чего общего с термином «сила» из курса механики. Одно и то же понятие называется разными терминами Электростатическая индукция – электрическое смещение. Различайте следующие, близкие по звучанию, термины : Напряженность электрического поля – векторная физическая величина, си- ловая характеристика электрического поля, численно равная силе, действую- щей на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля. Напряжение – скалярная физическая величина, равная отношению полной ра- боты, совершаемой электростатическими и сторонними силами при перемеще- нии заряда, к величине заряда. Электростатика и постоянный ток 165 Изучив раздел «Электростатика. Постоянный ток», студент должен ЗНАТЬ: Суть понятий : Заряд, точечный заряд. Электрическое поле, линии напряженности электриче- ского поля (силовые линии), эквипотенциальные поверхности. Диэлектрик, проводник, диполь. Уединенный проводник, конденсатор. Ток. Источник тока, резистор. Однородный участок цепи, неоднородный уча- сток цепи. Узел, разветвленная цепь. Вольтамперная характеристика. Парал- лельное и последовательное соединение, шунт, добавочное сопротивление. Определения физических величин, их единицы измерения и формулы, по ко- торым рассчитываются величины : Заряд. Напряженность электрического поля, потенциал, разность потенциалов. Линейная плотность заряда, поверхностная плотность заряда. Диэлектрическая проницаемость среды, диэлектрическая восприимчивость. Дипольный момент, поляризованность. Электроемкость. Сила тока, плотность тока. Напряжение, электродвижущая сила. Сопротивле- ние, удельное сопротивление, проводимость, удельная проводимость, темпера- турный коэффициент сопротивления. Законы : Закон Кулона. Принцип суперпозиции полей. Закон Ома для однородного участка цепи, для неоднородного участка цепи; для замкнутой цепи, содержа- щей эдс; в дифференциальной форме. Законы Кирхгофа. Закон Джоуля-Ленца. Теоремы : Теорема Гаусса для электростатического поля. Явления: Поляризация диэлектриков. Формулы : Связь между напряженностью и потенциалом для однородного и неоднородно- го электростатического поля. Напряженность и потенциал поля точечного заря- да. Напряженность поля бесконечно длинной тонкой равномерно заряженной нити, бесконечной равномерно заряженной плоскости. Электроемкость уединенного шара. Электроемкость плоского, сферического и цилиндрического конденсаторов. Энергия электрического поля, объемная плотности энергии электрического поля. Зависимость сопротивления от температуры, расчет сопротивления однородно- го проводника по его геометрическим размерам. Работа и мощность постоянно- го тока. Графики : Зависимость поляризованности изотропных диэлектриков от напряженности электрического поля. Вольт-амперная характеристика проводника. Зависимость сопротивления от температуры. Электростатика и постоянный ток 166 ТЕСТ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ ПО ТЕМЕ «ЭЛЕКТРОСТАТИКА. ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК» Инструкция. Данный тест предназначен для проверки знаний по теме “Электростатика. Постоянный электрический ток”. Ответьте на вопросы. Подсчитайте количество пра- вильных ответов, используя таблицу кодов. Если Вы дали 1) 40-50 правильных ответов – уровень усвоения материала темы высокий. 2) 30-40 правильных ответов – уровень усвоения материала темы средний. 3) 20-30 правильных ответов – уровень усвоения материала темы низкий. 4) меньше 20 правильных ответов – Вы не усвоили учебный материал. Прочитайте его еще раз. 1. Электростатическое поле в вакууме может быть создано … 1) неподвижными электрическими зарядами. 2) намагниченными телами. 3) движущимися электрическими зарядами. 4) электрическими токами. 5) переменными магнитными полями. 2. Какими из перечисленных свойств обладает электростатическое поле? 1. Оказывает силовое воздействие на материальные тела. 2. Оказывает силовое воздействие на заряженные частицы или тела. 3. Оказывает силовое воздействие на проводники с током. 4. Обладает энергией. 5. Обусловлено изменяющимся во времени магнитным полем. 3. Какое из перечисленных ниже утверждений носит название закона сохране- ния электрического заряда? 1. Заряд любого тела является целым кратным элементарному заряду: e N q 2. Алгебраическая сумма зарядов электрически изолированной системы заряженных тел остается величиной постоянной: const 3 2 1 n q q q q 3. Электрические заряды не могут исчезать и возникать вновь. 4. В электрически замкнутой системе число положительных зарядов рав- но числу отрицательных зарядов. 4. В чем состоит принцип суперпозиции электрических полей? 1. Напряженность поля системы зарядов равна алгебраической сумме напряженностей полей, которые создавал бы каждый из зарядов в от- дельности: n E E E E E 3 2 1 2. Напряженность поля системы зарядов равна векторной сумме напря- женностей полей, которые создавал бы каждый из зарядов в отдельно- сти: n E E E E E 3 2 1 3. Напряженность электрического поля равна отношению силы, дей- ствующей на заряд, к величине заряда: q F E 5. Как следует изменить расстояние между точечными зарядами, чтобы сила взаимодействия между ними уменьшилась в 2 раза? 1. Увеличить в 2 раз 2. Уменьшить в 2 раз Электростатика и постоянный ток 167 3. Увеличить в 4 раза 4. Увеличить в 3 раз 5. Уменьшить в 3 раз 6. Как изменится сила взаимодействия двух точечных зарядов при перенесении их из среды с относительной диэлектрической проницаемостью в вакуум (расстояние между зарядами const r )? 1. Увеличится в раз. 2. Уменьшится в раз. 3. Уменьшится в 0 раз. 4. Увеличится в 0 раз. 5. Увеличится в 4 0 раз . 6. Не изменится. 7. Какая из формул является определением напряженности электрического по- ля? 1. q F E 2. 2 0 4 1 r q E 3. n E E E E E 3 2 1 8. Укажите формулу, по которой рассчитывается напряженность электрическо- го поля точечного заряда. 1. q F E 2. 2 0 4 1 r q E 3. n E E E E E 3 2 1 9. Укажите формулу, по которой рассчитывается напряженность электрическо- го поля, создаваемого бесконечно длинной заряженной нитью. 1. r E 0 2 1 2. 2 0 4 1 r q E 3. 0 2 E 10. Укажите формулу, по которой рассчитывается напряженность электриче- ского поля, создаваемого бесконечной равномерно заряженной плоскостью. 1. r E 0 2 1 2. 2 0 4 1 r q E 3. 0 2 E 11. Как изменится напряженность электрического поля между двумя равно- мерно заряженными пластинами, если поверхностную плотность заряда этих пластин увеличить в 3 раза? Пластины заряжены разноименными зарядами. 1. Увеличится в 3 раза. 2. Увеличится в 9 раз. 3. Уменьшится в 3 раза. 4. Уменьшится в 9 раз. 5. Останется прежней. 12. Численное значение потенциала в данной точке электростатического поля определяется … 1) потенциальной энергией единичного положительного заряда, поме- щенного в данную точку поля. 2) потенциальной энергией любого «пробного» заряда, помещенного в данную точку поля. 3) работой, совершаемой при перемещении единичного положительного заряда из бесконечности в данную точку поля. 4) силой, действующей на единичный положительный заряд, помещен- ный в данную точку поля. 5) силой, действующей на любой «пробный» заряд, помещенный в дан- ную точку поля. Электростатика и постоянный ток 168 13. Численное значение разности потенциалов двух точек электростатического поля определяется … 1) разностью потенциальных энергий, которыми обладает единичный по- ложительный заряд в данных точках поля. 2) средней силой, с которой электростатическое поле действует на еди- ничный положительный заряд в данных точках поля. 3) разностью потенциальных энергий, которыми обладает произвольный заряд в данных точках поля. 4) работой, совершаемой при перемещении произвольного заряда из од- ной точки поля в другую. 5) работой, совершаемой при перемещении единичного положительного заряда из одной точки поля в другую. 14. Укажите формулу, по которой рассчитывается потенциал электрического поля точечного заряда. 1. C q 2. r q 0 4 1 3. 2 0 4 1 r q 4. const 15. Точка А расположена между двумя эквипотенциальными поверхностями с потенциалами 1 = 2 В и 2 = 1 В (поверхно- сти изображены на рисунке кривыми линия- ми). Укажите направление вектора напряжен- ности электростатического поля в этой точке. 16. Точка А расположена между двумя эквипо- тенциальными поверхностями с потенциала- ми 1 = 2 В и 2 = 1 В (поверхности изобра- жены на рисунке кривыми линиями.). Укажи- те направление вектора grad в этой точке. 17. Как взаимно расположены эквипотенциальные поверхности и линии напряженности электростатического поля? 1. Пересекаются под углом 90 0 2. Нигде не пересекаются. 3. Линии напряженности направлены по касательной к эквипотенциаль- ным поверхностям. 4. Линии напряженности перпендикулярны эквипотенциальным поверх- ностям. 18. Какие из приведенных формул выражают связь между напряженностью и потенциалом? 1. 2 r E 2. dl d E l 3. grad E 4. d E 19. Что называют электрическим диполем? 1. Электрический диполь – это два одноименных электрических заряда, разделенных диэлектриком. 2. Электрический диполь – это два разноименных электрических заряда, разделенных диэлектриком. A 1 2 3 4 5 1 2 Электростатика и постоянный ток 169 3. Электрический диполь – это система двух одинаковых по величине разноименных точечных электрических зарядов, расстояние между ко- торыми значительно меньше расстояния до тех точек, в которых опре- деляется поле системы. 4. Электрический диполь – это система двух одинаковых по величине одноименных точечных электрических зарядов, расстояние между ко- торыми значительно меньше расстояния до тех точек, в которых опре- деляется поле системы. 20. Диэлектрическая проницаемость среды – это … 1. физическая величина, характеристика поля, которая показывает, во сколько раз напряженность электрического поля в диэлектрике боль- ше, чем в вакууме. 2. физическая величина, характеристика поля, которая показывает, во сколько раз напряженность электрического поля в диэлектрике мень- ше, чем в вакууме. 3. физическая величина, характеристика вещества, которая показывает, во сколько раз напряженность электрического поля в вакууме больше, чем в диэлектрике. 4. физическая величина, характеристика вещества, которая показывает, во сколько раз напряженность электрического поля в вакууме меньше, чем в диэлектрике. 21. Электроемкостью уединенного проводника называется … 1) физическая величина, равная отношению заряда проводника к его по- тенциалу. 2) физическая величина, равная отношению потенциала проводника к его заряду. 3) физическая величина, равная произведению заряда проводника на его потенциал. 22. Электроемкость проводника зависит … 1) от материала проводника и его агрегатного состояния. 2) от его линейных размеров и геометрической формы. 3) от удельного электрического сопротивления материала проводника. 4) от температуры проводника. 23. Укажите формулу, по которой рассчитывается электроемкость плоского конденсатора. 1. ) ln( 2 1 2 0 R R l C 2. q C 3. d S C 0 4. S d C 0 24. Чему равно отношение электроемкостей двух уединенных проводящих шаров с радиусами, равными R и 2 R ? 1. 1 2 1 C C 2. 1 2 1 C C 3. 2 1 2 1 C C 4. 4 1 2 1 C C 5. 4 2 1 C C 25. Как изменится электроемкость проводника при приближении к нему дру- гого проводника? Электростатика и постоянный ток 170 1. Не изменится. 2. Увеличится. 3. Уменьшится. 4.Увеличивается только во время приближения, а потом становится прежней. 26. Как изменится электроемкость плоского конденсатора, если площадь уве- личить в 2 раза, а расстояние между ними уменьшить в 6 раз? 1. Увеличится в 8 раз. 2. Уменьшится в 8 раз. 3. Увеличится в 3 раза. 4. Уменьшится в 3 раза. 5. Увеличится в 12 раз. 6. Не изменится. 27. Три конденсатора, электроемкости которых равны С 1 , С 2 и С 3 , соединены последовательно. Какие из перечисленных ниже условий справедливы? 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 C C C C U U U U q q q q 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 C C C C U U U U q q q q 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 1 1 1 1 C C C C U U U U q q q q 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 1 1 1 1 C C C C U U U U q q q q 28. Три конденсатора, электроемкости которых равны С 1 , С 2 и С 3 , соединены параллельно. Какие из перечисленных ниже условий справедливы? 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 C C C C U U U U q q q q 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 C C C C U U U U q q q q 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 1 1 1 1 C C C C U U U U q q q q 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 1 1 1 1 C C C C U U U U q q q q 29. Укажите формулу, по которой рассчитывается энергия поля заряженного конденсатора. 1. 2 2 CU W 2. 2 2 qU W 3. 2 2 0 E W 4. C q W 2 2 30. Укажите формулу, по которой рассчитывается объемная плотность энергии электрического поля. 1. 2 2 CU w 2. 2 2 qU w 3. 2 2 0 E w 4. C q 2 2 w 31. Какая из формул является определением силы тока? 1. dt dq i 2. R U i 3. r R i 4. S jdS i 1. 2. 3. 4. 1. 3. 4. 2. Электростатика и постоянный ток 171 32. Какая из формул является определением плотности тока? 1. dt dq i 2. dS di j 3. E j 1 4. P j 33. Как изменится плотность тока в медном проводнике, если ток в нем увели- чить в 3 раза, а площадь поперечного сечения уменьшить в 2 раза? 1. Уменьшится в 12 раз. 2. Увеличится в 3 раза. 3. Увеличится в 12 раз. 4. Увеличится в 6 раз. 5. Уменьшится в 3 раза. 34. Какая из формул является определением электродвижущей силы? 1. dt di L 2. q A стор 3. dt d 4. a i B ne 1 35. Укажите формулу, выражающую закон Ома для замкнутой цепи, содержа- щей источник тока. 1. dt dq i 2. R U i 3. r R i 4. R i P 2 36. Укажите формулу, выражающую закон Ома в дифференциальной форме. 1. dt dq i 2. dS di j 3. E j 1 4. R j P 2 37. Укажите формулу, выражающую закон Ома для однородного участка цепи. 1. dt dq i 2. R U i 3. r R i 4. R i P 2 38. Сопротивление участка цепи уменьшили в 2 раза, а напряжение увеличили в 3 раза. Как изменится сила тока? 1. Увеличилась в 6 раз. 2. Уменьшилась в 1,5 раза. 3. Увеличилась в 5 раз. 4. Увеличилась в 3 раза. 5. Увеличилась в 1,5 раза. 6. Не изменится. 39. Сопротивление проводника зависит … 1) от эдс источника, к которому подключен проводник. 2) от силы тока в цепи. 3) от геометрических размеров и материала проводника. 4) от разности потенциалов на концах проводника. 40. Три проводника, сопротивления которых R 1 , R 2 , R 3 , соединены последова- тельно. Какие из перечисленных ниже утверждений справедливы? 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 R R R R U U U U I I I I 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 R R R R U U U U I I I I 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 R R R R U U U U I I I I 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 1 1 1 1 R R R R U U U U I I I I 1. 2. 3. 4. Электростатика и постоянный ток 172 41. Три проводника, сопротивления которых R 1 , R 2 , R 3 , соединены параллель- но. Какие из перечисленных ниже утверждений справедливы? 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 R R R R U U U U I I I I 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 R R R R U U U U I I I I 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 R R R R U U U U I I I I 3 2 1 0 3 2 1 0 3 2 1 0 1 1 1 1 R R R R U U U U I I I I 42. Укажите формулу зависимости сопротивления проводника от температуры. 1. I U R 2. ) 1 ( 0 t R R 3. t e R R 0 4. t R R 0 43. Укажите формулу, по которой рассчитывается сопротивление проводника. 1. S l R 2. ) 1 ( 0 t R R 3. U I R 4. UI R 44. Укажите формулу зависимости удельного электрического сопротивления проводника от температуры. 1. 1 2. ) 1 ( 0 t 3. kT E e 2 0 4. t 0 45. Удельным сопротивлением проводника называется … 1) отношение напряжения на участке цепи к силе тока. 2) величина, обратная сопротивлению участка цепи. 3) произведение силы тока на сопротивление. 4) сопротивление проводника длиной 1 м, площадью поперечного сечения 1 м 2 5) величина, обратная удельной проводимости участка цепи. 46. Удельной проводимостью участка цепи называется … 1) отношение напряжения на участке цепи к силе тока. 2) величина, обратная сопротивлению участка цепи. 3) произведение силы тока на сопротивление. 4) сопротивление проводника длиной 1 м, площадью поперечного сечения 1 м 2 5) величина, обратная удельному сопротивлению. 47. Укажите буквенное обозначение и единицу измерения каждой из перечис- ленных величин. Пример: Сила – F – Н (ньютон). Заряд, потенциал, линейная плотность заряда, поверхностная плотность заряда, напряженность электрического поля, электроемкость. 48. Укажите буквенное обозначение и единицу измерения каждой из перечис- ленных величин. Пример: Сила – F – Н (ньютон). Сила тока, плотность тока, напряжение, сопротивление, удельное сопро- тивление, электродвижущая сила, проводимость, удельная проводимость. 3. 4. 1. 2. Электростатика и постоянный ток 173 49. Укажите формулы, по которым рассчитывается мощность электрического тока. 1. IU P 2. R U P 2 3. 2 j P 4. R I P 2 50. Укажите формулы, выражающие закон Джоуля–Ленца. 1. Rt I Q 2 2. t Rdt t i Q 0 2 ) ( 3. r R i 4. A U Q КОДЫ ОТВЕТОВ К ТЕСТУ «Электростатика. Постоянный ток» № вопр. Код ответа № вопр. Код ответа № вопр. Код ответа № вопр. Код ответа № вопр. Код ответа 1 1 11 1 21 1 31 1 41 4 2 2,4 12 1,3 22 2 32 2 42 2 3 2 13 1,5 23 3 33 4 43 1 4 2 14 2 24 3 34 2 44 2 5 1 15 2 25 2 35 3 45 4 6 1 16 1 26 5 36 3 46 5 7 1 17 4 27 3 37 2 47 8 2 18 2,3 28 1 38 1 48 9 1 19 3 29 1,4 39 3 49 1,2,4 10 3 20 3 30 3 40 3 50 1,2 |