Физика ИжГТУ 9 разделов (раздел3)

Разделы:

Физика. Электричество. Постоянный ток. Мощность электрического тока.

1. Нагревательный прибор рассчитан на напряжение U = 120 В и силу тока I = 2 А. Какое сопротивление следует включить последовательно с прибором в цепь напряжением U1 = 220 В, чтобы сила тока в нем не превышала допустимое значение?

2. Амперметр А (см. рис.) показывает силу тока I = 1,6 А при напряжении U = 120 В. Сопротивление R1 = 100 Ом. Определить сопротивление R2 и показания амперметров А1 и А2.

3. При подключении к источнику тока сопротивления R1 = 16 Ом сила тока в цепи I1 = 1 А, а при подключении сопротивления R2 = 8 Ом - сила тока I2 = 1,8 А. Найти внутреннее сопротивление и ЭДС батареи.

4. В замкнутой цепи при уменьшении внешнего сопротивления на η1 = 20% ток увеличился на η2 = 20%. На сколько процентов η4 увеличился бы ток, если бы внешнее сопротивление уменьшили на η3 = 40%?
 5. Вольтметр, подключенный к зажимам источника тока, показал напряжение Ul = 6 В. Когда к тем же зажимам подключили еще и резистор, вольтметр стал показывать напряжение U2 = 3 В. Что покажет вольтметр, если вместо одного подключить два таких резистора, соединенных последовательно? параллельно?

6. В схеме, изображенной на рисунке, ε = 20 В, R1 = 1 Ом, R2 = 4 Ом и сила тока на сопротивлении R1 – I1 = 4 А. Найти внутреннее сопротивление батареи r.

 7. При подсоединении к источнику тока резистора Rl = 18 Ом на нем выделяется мощность Р1 = 18 Вт, при подсоединении резистора R2 = 3 Ом выделяется мощность Р2 = 12 Вт. Найти силу тока короткого замыкания.

8. В схеме, изображенной на рисунке, ε = 4 В, r = 1 Ом, R1 = R2 = 2 Ом. Найти разность потенциалов между точками А и Б, т. е.φA-φB.

9. Источник постоянного тока замыкается один раз проводником сопротивлением R1 = 4 Ом, другой раз - проводником сопротивлением R2 = 9 Ом. В том и другом случае количество тепла, выделяющегося в проводниках за одно и то же время, оказывается одинаковым. Каково внутреннее сопротивление источника?

10. Батарейка для карманного фонаря имеет ЭДС ε = 4,5 В и внутреннее сопротивление r = 3,5 Ом. Сколько таких батареек надо соединить последовательно, чтобы питать лампу, рассчитанную на напряжение U = 127 В и мощность Р = 60 Вт?

11. Как при последовательном, так и при параллельном соединении двух одинаковых источников тока на внешнем сопротивлении выделяется мощность Р = 80 Вт. Какая мощность Р1 будет выделяться на этом же сопротивлении, если замкнуть на него лишь один источник тока?
 12. В цепь включены три источника ЭДС и два резистора (см. рис.). Определить ЭДС и внутреннее сопротивление эквивалентного источника, действующего в цепи, а также разность потенциалов между точками А и В, если ε1 = 10 В, ε2 = 20 В, ε3 = 15 В, r1 = 1 Ом, r2 = 2 Ом, r3 = 1,5 Ом, R1 = 4,5 Ом, R2 = 16 Ом. 

13. Батарея из n одинаковых аккумуляторов замкнута на внешнее сопротивление R. Каково внутреннее сопротивление r одного аккумулятора, если сила тока, идущего по сопротивлению R, одинакова и при параллельном и при последовательном соединении аккумуляторов в батарею?

 14. Если n одинаковых источников ЭДС с внутренним сопротивлением r сначала соединить последовательно и замкнуть на некоторое сопротивление, а затем параллельно и замкнуть на то же сопротивление, то выделившаяся на сопротивлении мощность изменится в γ раз. Определить величину сопротивления.

15. В схему включены три батареи (см. рис.) ε1 = 3 В, ε2 = 2 В, ε3 = 3 В, r1 = 1 Ом, r2 = 2 Ом, r3 = 3 Ом. Найти напряжение на зажимах первой батареи.
 

16. Источник тока с внутренним сопротивлением r и ЭДС ε замкнут на три резистора с сопротивлением R = 3r каждый, соединенные последовательно. Во сколько раз изменится сила тока в цепи, напряжение на зажимах источника и полезная мощность, если резисторы соединить параллельно?

17. Два элемента с ε1 = 2 В и ε2 = 1 В соединены по схеме, показанной на рисунке. Сопротивление R = 0,5 Ом. Внутреннее сопротивление элементов одинаково rl = r2 = 1 Ом. Определить силу тока, идущего через сопротивление R.

 18. Источник, ЭДС которого ε1 = 15 В, создает в цепи силу тока I1 = 1 А. Чтобы увеличить силу тока, к нему присоединили источник, ЭДС которого ε2 = 10 В. Однако как при последовательном, так и при параллельном соединении источников сила тока продолжала оставаться прежней. Найти внутреннее сопротивление каждого источника и сопротивление внешней цепи.

19. Найти силу тока на всех участках цепи (см. рис.), если ε1 = 2 В, ε2 = 4 В, ε3 = 6 В, R1 = 4 Ом, R2 = 6 Ом, R3 = 8 Ом, r1 = 0,5 Ом, r2 = 1 Ом, r3 = 1,5 Ом.

20. Электрический утюг, рассчитанный на напряжение U0 = 120 В, имеет мощность Р = 300 Вт. При включении утюга в сеть напряжение на розетке падает с U1 = 127 В до U2 = 115 В. Определить сопротивление подводящих проводов. Считать, что сопротивление утюга не изменяется.
 

21. Три последовательно соединенных аккумулятора, с ЭДС ε = 1,2 В и внутренним сопротивлением r = 0,3 Ом каждый, используются для питания лампы сопротивлением R = 16 Ом. Соединение батареи с лампой осуществляется алюминиевым проводом длиной l = 2 м и поперечным сечением S = 0,1 мм2. Определить падение напряжения на лампе.

22. В цепи (см. рис.) ε1 = 65 В, ε2 = 39 В, R1 = 20 Ом, R2 = R3 = R4 = R5 = 10 Ом. Найти распределение токов в цепи. Внутреннее сопротивление источников тока не учитывать.

 23. К источнику с внутренним сопротивлением r подключено сопротивление R = r. Затем подключено второе такое же сопротивление: 1) последовательно; 2) параллельно. Во сколько раз изменится тепловая мощность, выделяющаяся в сопротивлении R, после подключения второго сопротивления?

24. При замкнутом и разомкнутом ключе К на участке ab (см. рис.) выделяется одна и та же мощность. Найти сопротивление Rx если напряжение на зажимах источника постоянно.

25. Аккумулятор с внутренним сопротивлением r = 0,08 Ом при нагрузке I1 = 4 А отдает во внешнюю цепь мощность P1 = 8 Вт. Какую мощность P2 отдаст он во внешнюю цепь при нагрузке I2 = 6 А?

26. Разветвление, состоящее из двух параллельно соединенных сопротивлений R1 = 6 Ом и R2 = 12 Ом, включено последовательно с сопротивлением R3 = 15 Ом. Эта цепь подключена к зажимам генератора, ЭДС которого ε = 200 В, а внутреннее сопротивление r = 1 Ом. Вычислить мощность P1, выделяющуюся на сопротивлении R1 = 6 Ом. Сопротивлением подводящих проводов пренебречь.

27. Два сопротивления по r = 100 Ом подключаются к источнику ЭДС сначала последовательно, а затем параллельно. В обоих случаях тепловая мощность, выделяемая на каждом сопротивлении, оказалась одинакова. Найти ЭДС источника ε, если сила тока, протекающего в цепи при последовательном включении сопротивлений, I = 1 А.

28. Батарея состоит из n = 5 последовательно соединенных элементов с ЭДС ε = 1,4 В, внутреннее сопротивление которых r = 0,3 Ом каждый. При какой силе тока полезная мощность равна Р = 8 Вт? Какова наибольшая полезная мощность, которую можно получить от батареи?

29. Сопротивление внешней цепи увеличили в 2,25 раза, но количество теплоты, выделяющееся в ней за 1с, не изменилось. Найти отношение внутреннего сопротивления r к внешнему R в первом случае.

30. Под каким напряжением нужно передавать электрическую энергию постоянного тока на расстояние l = 5 км, чтобы при плотности тока j = 2,5·105 А/м2 в медных проводах двухпроводной линии электропередачи потери в линии составляли один процент от передаваемой мощности? Удельное сопротивление меди ρ = 1,7·10-8 Ом·м.
 

Автор страницы: admin