Очно - Заочная Школа интеллектуального развития

 

   
  Главное меню

  Главная

------------------------------------------

  Положение об ОЗШ

------------------------------------------

  Олимпиада

------------------------------------------

  Библиотека

------------------------------------------

  Справочники

------------------------------------------

  Тестирование on-line

------------------------------------------

  Зачетная книжка

------------------------------------------

  Вход для

  преподавателей

------------------------------------------

 

    

 
Добро пожаловать в пользовательский раздел сайта!
 
Библиотека : Физика : Тема 9 - Законы постоянного тока.
 
Контрольная работа по теме "Законы постоянного тока"
1
1
1
1
1
         
Задачи для самостоятельного решения по теме "Законы постоянного тока".
Электрический ток. Сила тока. Условия существования тока.

9.1

Сколько электронов проходит через поперечное сечение проводника за 1 нс при силе тока 1 мкА?

Решение:

Ответ: 6250.

111
 

9.2

Найти скорость упорядоченного движения электронов в проводе сечением 5 мм2 при силе тока 10 А, если концентрация электронов проводимости 5∙1028 м-3.

Решение:

Ответ: 0,25 мм/с..

111
 
 

9.3.

Конденсатор емкостью 100 мкФ заряжается до напряжения 500 В за 0,5 с. Каково среднее значение силы зарядного тока?

Решение:

Ответ: 0,1 А.

111
 

9.4.

Сила тока в лампе равна 0,3 А. Какой заряд протечет через лампу за 10 минут?

Решение:

Ответ: 180 Кл.

 
111
 

9.5.

Время протекания тока в проводнике увеличили в 2 раза. При этом величина прошедшего по проводнику заряда тоже увеличилась в 2 раза. Как изменилась сила тока в проводнике?

Решение:

Ответ:Сила тока не изменилась.

111
 

9.6.
На рисунке показана зависимость силы тока в проводнике от времени. Определите заряд, прошедший по проводнику за 20 с?

Решение:

Ответ: 350 Кл.

111
 

9.7.

 

Решение:

Ответ: 000.

111
 

9.8.

 

Решение:

Ответ: 000.

111
 

9.9.

 

Решение:

Ответ: 000..

111
 

9.10.

 

Решение:

Ответ: 000.

111
 

Закон Ома для участка цепи. Сопротивление проводника.

9.11.

Определить плотность тока (отношение силы тока к площади поперечного сечения проводника ), протекающего по константановому проводнику длиной 5 м, при напряжении 12 В?

Решение:

Ответ: 4,8 А/мм2.

 

111
 

9.12.

Какова напряженность электрического поля в алюминиевом проводнике сечением 1,4 мм2 при силе тока 1 А?

Решение:

Ответ: 20 мВ/м.

111
 

9.13.

Медная проволока диаметром 1,5 мм имеет сопротивление 8 Ом. Определите длину этой проволоки.

Решение:

Ответ: Примерно 825 м.

111
 

9.14.

Медный провод длиной 5 км имеет сопротивление 12 Ом. Определить массу меди необходимой для его изготовления.

Решение:

Ответ: Примерно 315 кг.

111
 

9.15.

Медная проволока массой 300 г имеет электрическое сопротивление 57 Ом. Найти длину проволоки.

Решение:

Ответ: 325 м.

111
 

9.16.

Во сколько раз отличаются сопротивления алюминиевой проволоки длиной 10 м и диаметром 2 мм и медной длиной 15 м и диаметром 2,5 мм?

Решение:

Ответ: Сопротивление алюминиевой проволоки в 1,6 раза больше.

111
 

9.17.

На рисунке представлена электрическая цепь. Амперметр и вольтметр считайте идеальными. Вольтметр показывает напряжение 2 В. Каковы показания амперметра?

Решение:

Ответ:0,5 А.

111
 

9.18.

 

Решение:

Ответ:00.

111
 

9.19.

 

Решение:

Ответ:00.

111
 

9.20.

 

Решение:

Ответ:00.

111
 

Законы последовательного и параллельного соединения проводников.

9.21.

Участок цепи состоит из стальной проволоки длиной 2 м и площадью поперечного сечения 0,48 мм2, соединенной последовательно с никелиновой проволокой длиной 1 м и площадью поперечного сечения 0,21 мм2. Какое напряжение надо подвести к данному участку цепи, чтобы сила тока в нем составила 0,6 А?

Решение:

Ответ:1,5 В.

111
 

9.22.

Елочная гирлянда подключается к сети с напряжением 220 В и состоит из 20 ламп сопротивлением 100 Ом каждая, соединенных последовательно. Чему равна сила тока в цепи гирлянды?

Решение:

Ответ: 0,11 А.

111
 

9.23.

Цепь состоит из трех последовательно соединенных проводников, подключенных к источнику напряжением 24 В. Сопротивление первого проводника 4 Ом, второго 6 Ом, напряжение на концах третьего проводника 4 В. Найти силу тока в цепи, сопротивление третьего проводника и напряжения на концах первого и второго проводников.

Решение:

Ответ: 2 А; 2 Ом; 8 В; 12 В..

111
 

9.24.

Кабель состоит из двух стальных жил площадью поперечного сечения 0,6 мм2 каждая и четырех медных жил площадью поперечного сечения 0,85 мм2 каждая. Каково падение напряжения на каждом километре такого кабеля при силе тока 0,1А?

Решение:

Ответ:0,48 В.

111
 

9.25.

Как изменится сопротивление участка цепи АВ, изображенного на рисунке, если ключ К разомкнуть? Сопротивление каждого резистора равно 4 Ом.

Решение:

Ответ: увеличится на 2 Ома.

111
 

9.26.

На участке цепи, изображенном на рисунке, сопротивление каждого из резисторов равно R. Полное сопротивление участка при замкнутом ключе К равно?

Решение:

Ответ: полное сопротивление при замкнутом ключе равно R/2.

111
 

9.27.

Пять одинаковых резисторов с сопротивлением r = 1 Ом соединены в электрическую цепь, схема которой представлена на рисунке. По участку АВ течёт ток I = 4 А. Какое напряжение показывает идеальный вольтметр?

Решение:

Ответ: 6 В.

111
 

9.28.

В распоряжении ученика имеются 3 резистора сопротивлениями 2 Ом, 3 Ом и 6 Ом. Пробуя соединять эти резисторы различными способами, ученик может получить электрические цепи, имеющие различные сопротивления. Какие минимальное и максимальное сопротивления может получить ученик?

Решение:

Ответ: Rmin= 1 Ом, Rmax= 11 Ом..

111
 

9.29.

В цепь подано напряжение 100 В. Сопротивление каждого резистора равно 21 Ом. Найти общее сопротивление цепи, а также распределение токов и напряжений.

Решение:

Резисторы R4, R5, R6 соединены последовательно, значит, их можно заменить одним резистором, сопротивление которого будет равно сумме сопротивлений трех перечисленных резисторов:

Таким образом, схему можно упростить и свести к виду:

В этой схеме резисторы R3 и R456 соединены параллельно, поэтому их общее сопротивление будет равно:

отсюда:

В итоге, исходную схему можно свести к схеме, представленной на очередном рисунке.

В этой схеме все три резистора соединены последовательно, таким образом, полное сопротивление цепи будет высчитываться по формуле:

Зная, полное сопротивление цепи и напряжение на концах цепи, можно определить силу тока в цепи по закону Ома для участка цепи:

Такая же сила тока будет и в резисторах R1 и R2, так как они соединены последовательно:

В точках разветвления цепи А и В, ток разделится на I3 и I456, причем будет выполняться равенство:

Зная токи и сопротивления первого и второго резисторов, найдем напряжения на концах этих резисторов. Так как токи и сопротивления одинаковы то  и напряжения на концах этих резисторов будут одинаковыми:

По законам последовательного и параллельного соединения проводников:

отсюда:

Так как четвертый, пятый и шестой резисторы включены последовательно, то:

но учитывая, что сопротивления этих резисторов равны то:

Зная напряжения на концах резисторов, найдет токи, протекающие через эти резисторы. По закону Ома для участка цепи:

Ответ: Полное сопротивление цепи и распределение токов и напряжений равно:R = 57,75 Ом; U1 =36,33 В; I1 = 1,73 А; U2 =36,33 В; I2 = 1,73 А; U3 = 27,34 В; I3 = 1,3 А; U4 = 9,11 В; I4 = 0,43 А; U5 = 9,11 В; I5 = 0,43 А; U6 = 9,11 В; I6 = 0,43 А..

111
 

9.30.

Найти сопротивление между точками A и D, если каждое из трех сопротивлений равно 3 Ом. Сопротивлением соединительных проводов пренебречь.

Решение:

Ответ: Общее сопротивление между точками А и D примерно равно 1 Ом.

111
 
Работа и мощность тока. Закон Джоуля – Ленца.

9.31.

На цоколе лампочки карманного фонарика написано: 3,5 В, 0,28 А. Найти сопротивление лампы в рабочем режиме и потребляемую мощность.

Решение:

Ответ: 12,5 Ом; 0,98 Вт.

111
 

9.32.

В бытовой электроплитке, рассчитанной на напряжение 220 В, имеются две спирали, сопротивление каждой спирали равно 80,7 Ом. С помощью переключателя в сеть можно включить одну спираль, две спирали последовательно или две спирали параллельно. Найти мощность в каждом случае.

Решение:

Ответ: 600 Вт; 300 Вт; 1200 Вт.

111
 

9.33.

Какой ток течет через лампочку мощностью 40 Вт, если ее сопротивление 10 Ом?

Решение:

Ответ: .

111
 

9.34.

 Лампочка карманного фонаря рассчитана на напряжение 3,5 В и силу тока 0,2 А. Какую мощность потребляет лампочка?

Решение:

Ответ: 0,7 Вт.

111
 

9.35.

Десять параллельно соединенных ламп сопротивлением по 0,5 кОм каждая, рассчитанных на напряжение 120 В, питаются через реостат от сети напряжением 220 В. Какова мощность электрического тока в реостате?

Решение:

Ответ: 240 Вт.

111
 

9.36.

К концам проводника приложено напряжение 10 В. Какой заряд должен пройти по проводнику, чтобы в нем выделилось 1000 Дж теплоты?

Решение:

Ответ: 100 Кл.

111
 

9.37.

Два проводника включены в цепь последовательно. Сопротивление первого в 16 раз больше сопротивления второго. Найти отношение количества теплоты, выделившегося на первом проводнике к количеству теплоты, выделившемуся на втором проводнике за одно и то же время.

Решение:

Ответ: 16.

111
 

9.38.

Какой длины надо взять никелиновую проволоку площадью поперечного сечения 0,84 мм2, чтобы изготовить нагреватель на 220 В, при помощи которого можно было бы нагреть 2 л воды от 20˚С до кипения за 10 минут при КПД 80%?

Решение:

Ответ: 69 м.

111
 

9.39.

К однородному медному цилиндрическому проводнику  длиной 10 м приложили разность потенциалов 1 В. Определите промежуток времени, в течение которого температура проводника повысится на 10 К. Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь.

Решение:

Ответ: Температура проводника повысится на 10 градусов через 59 с.

111
 

9.40.

Электрокипятильник со спиралью сопротивлением 160 Ом поместили в сосуд, содержащий воду массой 0,5 кг при 20˚С, и включили в сеть напряжением 220 В. Какая масса воды выкипит за 20 минут, если КПД кипятильника 80%?

Решение:

Ответ: Выкипит примерно 53 г. воды..

111
 

ЭДС источника тока. Закон Ома для полной цепи.

9.41.

При питании лампочки от элемента с ЭДС 1,5 В сила тока в цепи равна 0,2 А Найти работу сторонних сил в элементе за 1 минуту.

Решение:

Ответ: 18 Дж.

111
 

9.42.

К источнику с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключен реостат, сопротивление которого 5 Ом. Найти силу тока в цепи и напряжение на зажимах источника.

Решение:

Ответ: 2 А; 10 В.

111
 

9.43.

При подключении лампочки к батарее элементов с ЭДС 4,5 В вольтметр показал напряжение 4 В, а амперметр – силу тока 0,25 А. Каково внутреннее сопротивление батареи?

Решение:

Ответ: 2 Ом.

111
 

9.44.

В проводнике сопротивлением 2 Ом, подключенном к элементу с ЭДС 1,1 В, сила тока равна 0,5 А. Какова сила тока при коротком замыкании элемента?

Решение:

Ответ: 5,5 А.

111
 

9.45.

Лампочка габаритных огней автомобиля имеет стандартную мощность 21 Вт при номинальном напряжении 12 В. Какой ток течет через каждую из четырех лампочек, подключенных параллельно к аккумулятору с ЭДС 11,8 В и внутренним сопротивлением 2,5 Ом?

Решение:

Ответ: 0,7 А.

111
 

9.46.

Найти внутреннее сопротивление и ЭДС источника тока, если при силе тока 30 А мощность во внешней цепи равна 180 Вт, а при силе тока 10 А эта мощность равна 100 Вт.

Решение:

Ответ: 0,2 Ом; 12 В.

111
 

9.47.

К источнику тока поочередно подключают резисторы с сопротивлениями 12,5 Ом и 50 Ом. В обоих случаях на резисторах выделяется одинаковая мощность. Найти внутреннее сопротивление источника.

Решение:

Ответ: 25 Ом.

111
 

9.48.

На рисунке 1 приведена схема установки, с помощью которой исследовалась зависимость напряжения на реостате от величины протекающего тока при движении ползунка реостата справа налево. На рисунке 2 приведены графики, построенные по результатам измерений для двух разных источников напряжения. Чему равно отношение ЭДС источников E1/E2? Вольтметр и амперметр считать идеальными.

Решение:

Ответ: Отношение ЭДС источников тока равно 1:1..

111
 

9.49.

От генератора с ЭДС 250 В и внутренним сопротивлением 0,1 Ом необходимо протянуть к потребителю двухпроводную линию длиной 100 м. Какая масса алюминия пойдет на изготовление подводящих проводов, если максимальная мощность потребителя 22 кВт и он рассчитан на напряжение 220 В?

Решение:

Ответ: 15 кг.

111
 

9.50.

Две электрические лампочки включены в сеть параллельно. Сопротивление первой лампочки равно 360 Ом, второй – 240 Ом. Какая из лампочек потребляет большую мощность и во сколько раз?

Решение:

Ответ: Мощность, потребляемая второй лампочкой в 1,5 раза больше.

111
 

 

9.51.

Электрическая цепь состоит из батарейки, амперметра, вольтметра и реостата. При некотором положении ползунка реостата показания приборов были 0,5 А и 3,2 В. После того, как положение ползунка изменили показания стали 1А и 2,6 В соответственно. Определите силу тока короткого замыкания батарейки.

Решение:

Ответ: Ток короткого замыкания примерно равен 3,17 А.

111
 

9.52.

Чему равен электрический заряд конденсатора электроемкостью С = 100 мкФ (см. рисунок), если внутреннее сопротивление источника тока r = 10 Ом, ЭДС e = 15 В, а сопротивления резисторов R1 = 70 Ом и R2 = 20 Ом?

Решение:

Ответ: Заряд конденсатора будет равен 10-3 Кл.

111
 

9.53.

К источнику тока с ЭДС ε = 9 В и внутренним сопротивлением = 1 Ом подключили параллельно соединенные резистор с сопротивлением = 8 Ом и плоский конденсатор, расстояние между пластинами которого = 0,002 м. Какова напряженность электрического поля между пластинами конденсатора?

Решение:

Ответ: Напряженность электрического поля между пластинами конденсатора равна 4 кВ/м..

111
 

9.54.

Элемент с ЭДС 2,1 В и внутренним сопротивлением 0,2 Ом соединен с реостатом. Определить силу тока в цепи и сопротивление реостата, если напряжение на зажимах источника 2 В. Какой длины надо взять железную проволоку для изготовления реостата, если площадь ее сечения 0,75 мм2?

Решение:

Ответ: Сила тока в цепи равна 0,5 А, сопротивление реостата – 4 Ом, длина проволоки, для изготовления этого реостата – 25 м.

111
 

9.55.

К аккумулятору с ЭДС 40 В и внутренним сопротивлением 2 Ом подключили лампу сопротивлением 10 Ом и резистор сопротивлением 15 Ом, а так же конденсатор емкостью 200 мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты после этого выделится на резисторе?

Решение:

Ответ: После размыкания ключа на резисторе выделится 36 мДж теплоты.

111
 

Электрический ток в различных средах.

9.56.

При электролитическом получении алюминия используются ванны, работающие под напряжением 5 В при силе тока 40 кА. Сколько требуется времени для получения 1 т алюминия, и каков при этом расход энергии?

Решение:

Ответ: 3,1 сут; 15 МВт∙ч.

111
 

9.57.

При электролизе серной кислоты выделилось 0,2 г водорода за 4000 с. Определить силу тока, протекающего через электролит, если электрохимический эквивалент водорода равен 10-8 кг/Кл.

Решение:

Ответ: 5 А.

111
 

9.58.

Толщина слоя никеля, образовавшегося при электролитическом никелировании изделия за 15 мин, равна 0,09 мм. При этом ток в течение этого времени равномерно увеличивается от 4 А до 8 А. Определить площадь поверхности изделия.

Решение:

Ответ: 0,002 м2.

111
 

9.59.

Напряжение на клеммах электролитической ванны 10 В. Какая масса меди выделится при электролизе при затрате 5 кВт∙ч энергии? КПД установки 80%. Электрохимический эквивалент меди 3,3∙10-7 кг/Кл.

Решение:

Ответ: 0,4752 кг.

111
 

9.60.

Каков расход энергии на рафинирование 1 т меди, если напряжение на электролитической ванне по техническим нормам равно 0,4 В?

Решение:

Ответ: 330 кВт∙ч.

111
 

КПД источника тока.

9.61.

КПД источника тока при внешнем сопротивлении цепи R составляет 60%. Чему будет равно КПД источника, если внешнее сопротивление цепи увеличить в 6 раз?

Решение:

Ответ: КПД источника тока станет равным 90%.

111
 

9.62.

Найти КПД источника тока с внутренним сопротивлением 0,1 Ом, если он работает на нагрузку сопротивлением 1,5 Ом.

Решение:

Ответ: КПД источника тока примерно равен 94%.

111
 

9.63.

Ученик собрал электрическую цепь, состоящую из батарейки (1), реостата (2), ключа (3), амперметра (4) и вольтметра(5) (см. фотографии: опыт 1, опыт 2). После этого он измерил напряжение на полюсах источника тока и силу тока  в цепи при двух положениях ползунка реостата. Определите КПД источника тока в первом опыте.

Решение:

Ответ: КПД источника в первом опыте примерно равно 84%.

111
 

9.64.

 

Решение:

Ответ: 000.

111
 

9.65.

 

111
 

9.66.

 

111
 

9.67.

 

111
 

9.68.

 

111
 

9.69.

 

111
 

9.70.

 

111
 

Задачи повышенной сложности.

9.71.

До замыкания ключа К на схеме (см. рисунок) идеальный вольтметр V показывал напряжение 9 В. После замыкания ключа идеальный амперметр А показывает силу тока 0,4 А. Каково внутреннее сопротивление батареи? Сопротивления резисторов указаны на рисунке.

Решение:

Ответ: Внутреннее сопротивление батареи равно 1,32 Ом..

111
 

9.72.

В электрической цепи при внешних сопротивлениях 2 и 0,1 Ом выделяется одинаковая мощность. Найти внутреннее сопротивление источника.

Решение:

Ответ: Внутреннее сопротивление источника тока равно 0,45 Ом..

111
 

9.73.

Если в цепь параллельно проводнику сопротивлением R1 = 120 Ом подключить проводник сопротивлением R2, то сила тока в первом проводнике уменьшится в 6 раз. Какое сопротивление R3 должен иметь резистор, включенный последовательно с образовавшимся разветвлением, чтобы общее сопротивление осталось без изменения?

Решение:

Ответ: Резистор, включенный последовательно с образовавшимся разветвлением должен иметь сопротивление 100 Ом..

111
 

9.74.

Какая тепловая мощность выделяется на лампе 4 в цепи, собранной по схеме, изображённой на рисунке? Сопротивление ламп 1 и 2 составляет R1 = 20 Ом, ламп 3 и 4 составляет R2 = 10 Ом. Внутреннее сопротивление источника r = 5 Ом, его ЭДС E = 100 В.

Решение:

Ответ:Мощность, выделяющаяся на резисторе равна 62,5 Вт.

111
 

9.75.

Источник тока, два резистора и ключ включены в цепь, как показано на рисунке. При разомкнутом ключе на резисторе R2 выделяется мощность Р2=1 Вт, а при замкнутом - мощность Р3=16 Вт. Какая мощность выделится на резисторе R1 при разомкнутом ключе? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

Решение:

Ответ: При разомкнутом ключе на резисторе R1 выделится мощность 3 Вт.

111
 

9.76.

В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление диода в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке А положительного полюса, а к точке В отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением потребляемая мощность равна 14,4 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая мощность оказалась равной 21,6 Вт. Укажите, как течёт ток через диод и резисторы в обоих случаях, и определите сопротивления резисторов в этой цепи.

Решение:

Ответ: Сопротивления резисторов R1 = 20 Ом, R2 = 10 Ом.

111
 

9.77.

Вольт-амперная характеристика лампы накаливания изображена на рисунке. При напряжении источника 12 В температура нити лампы равна 3100 К. Сопротивление нити прямо пропорционально её температуре. Какова температура нити накала при напряжении источника 6 В?

Решение:

Ответ: При напряжении 6 В температура нити накала примерно равна 2215 К.

111
 

9.78.

В электрической схеме, показанной на рисунке, ЭДС батарейки равно 12 В, емкость конденсатора 0,2 мкФ. После размыкания ключа К в результате разряда конденсатора на резисторе выделяется количество теплоты Q = 10 мкДж. найдите отношение внутреннего сопротивления источника тока к сопротивлению резистора.

Решение:

Ответ: 0,2.

111
 

9.79.

 

111
 

9.80.

 

111
 
 

9.81.
   

 Решение:

 

Ответ: 000.
111
 

9.82.

 

Решение:

Ответ: 000.

111
 

9.83.

 

Решение:

Ответ: 000.

111
 

9.84.

 

Решение:

Ответ: 000.

111
 

9.85.

 

Решение:

Ответ: 000.

111
 

9.86.

 

Решение:

Ответ: 000

111
 

9.87.

 

Решение:

Ответ: 000.

111
 

9.88.

 

Решение:

Ответ: 000.

111
 

9.89.

 

Решение:

Ответ: 000.

111
 

9.90.

 

Решение:

Ответ: 000.

111
 

9.91.

 

Решение:

Ответ: 000.

111
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Содержание
     
 

 

 

 

 

 
 

Центр компьютерного обучения МБОУ СШ №2 © 2001 - 2024 г.