|
|
Контрольная работа
по теме "Законы постоянного тока" |
|
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:
2А.
|
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
r = 1 Ом
подключили параллельно соединенные резистор с
сопротивлением
R = 8 Ом
и плоский конденсатор, расстояние между пластинами
которого
d = 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 |
|
|
|