Четные – Д/З, нечетные – РГР

1. Определить плотность тока в железном проводнике длиной м, если проводник находится под напряжением В.

2. Напряжение на шинах электростанции равно В. Потребитель находится на расстоянии км. Определить площадь сечения медного провода, который следует взять для устройства двухпроводниковой линии передач, если сила тока в линии А, и потери напряжения в проводах не должны превышать 3 %.

3. Зашунтированный амперметр измеряет токи силой до А. Какую наибольшую силу тока может измерить этот амперметр без шунта, если сопротивление амперметра равно 0,02 Ом, а сопротивление шунта мОм?

4. Внутреннее сопротивление r батареи аккумуляторов равно 3 Ом. Сколько процентов от точного значения ЭДС составляет погрешность, если, измеряя разность потенциалов на зажимах батареи вольтметром с сопротивлением Ом, принять ее равной ЭДС?

5. К источнику тока с ЭДС В присоединили катушку с сопротивлением Ом. Амперметр показал силу тока, равную А. Когда к источнику присоединили последовательно еще один источник с такой же ЭДС, то сила тока в той же катушке оказалась равной 0,4 А. Определить внутреннее сопротивление r ₁ и r ₂ первого и второго источников тока.

6. Две группы из трех последовательно соединенных элементов соединены параллельно. ЭДС каждого элемента В, внутреннее сопротивление r = 0,2 Ом. Полученная батарея замкнута на внешнее сопротивление Ом. Найти силу тока во внешней цепи.

7. Даны 12 элементов с ЭДС В и внутренним сопротивлением Ом. Как нужно соединить эти элементы, чтобы получить от собранной из них батареи наибольшую силу тока во внешней цепи, имеющей сопротивление Ом? Определить максимальную силу тока .

8. Два элемента ( В, r ₁ = 0,1 Ом, В, r ₂ = 0,3 Ом) соединены одноименными полюсами. Сопротивление соединенных проводов Ом. Определить силу тока в цепи.

9. Два одинаковых источника тока с ЭДС В и внутренним сопротивлением Ом соединены, как показано на рис. 2.4.12 а и б. Определить силу тока в цепи и разность потенциалов U между точками А и В в первом и втором случаях.

а) б)

Рис. 2.4.12 Рис. 2.4.13

10. Электрическая цепь (рис. 2.4.13) состоит из источника тока с внутренним сопротивлением 0,2 Ом и внешним сопротивлением 12,0 Ом. Найти: а) силу тока во внешней цепи и ЭДС источника, если вольтметр показывает 120 В; б) сопротивление, которое необходимо подключить во внешнюю цепь, чтобы получить от этого источника силу тока 1 А; в) силу тока в цепи и показание вольтметра при коротком замыкании источника.

11. В проводнике площадью поперечного сечения = 5 см² с числом свободных электронов п ₀ = 10²³ см^–3 сила тока А. Определить направленную скорость электронов , считая ее одинаковой для всех электронов.

12. Сила тока в медном проводе сечением = 1 мм² равна А. Найти среднюю скорость упорядоченного движения электронов вдоль проводника, считая, что на каждый атом меди приходится один электрон проводимости. Атомная масса меди А = 63,6; плотность г/см³.

13. Найти температуру нити вольфрамовой лампы накаливания в рабочем состоянии, если известно, что сопротивление нити в момент включения при температуре 20° С в 12,6 раза меньше, чем в рабочем состоянии.

14. Из медной проволоки длиной м и площадью поперечного сечения S = 24 мм² намотана катушка. Найти приращение сопротивления катушки при ее нагревании от ° С до ° С.

15. Каково показание вольтметра (рис. 2.4.14), если В, В, r ₁ = 0,1 Ом, r ₂ = 0,2 Ом? Силой тока в вольтметре и сопротивлением соединительных проводов пренебречь.

Рис. 2.4.14 Рис. 2.4.15

16. Какую разность потенциалов покажет вольтметр на рис. 2.4.15?

17. При каком значении сопротивления r сопротивления цепей, изображенных на рис. 2.4.16 а, б, измеренные между точками А и В, окажутся одинаковыми, и каково при этом будет общее сопротивление цепей?

а)

б)

Рис. 2.4.16

18. Найти общее сопротивление участка цепи между точками А и В на рис. 2.4.17.

Рис. 2.4.17 Рис. 2.4.18

19. Что покажет амперметр в схеме (рис. 2.4.18), если Ом; Ом; В? Сопротивлением амперметра пренебречь.

20. В цепи (рис. 2.4.19) найти силу тока в каждой ветви, если ЭДС источников тока равны В, В, В, а сопротивления Ом, Ом, Ом. Внутренним сопротивлением источников пренебречь.

Рис. 2.4.19 Рис. 2.4.20

21. Найти силу тока в цепи (рис. 2.4.20), если у каждого элемента ЭДС В и внутреннее сопротивление 20 Ом, а Ом, Ом, Ом, Ом.

22. Найти силу тока гальванометра, включенного в цепь (рис. 2.4.21), если В; Ом, Ом, Ом, Ом.

Рис. 2.4.21 Рис. 2.4.22

23. В схеме (рис. 2.4.22) известны: сила тока и сопротивления всех резисторов. Найти ЭДС батареи, пренебрегая ее внутренним сопротивлением.

24. Найти силы тока во всех участках цепи (рис2.4.23), если В, В, Ом, Ом. Внутренним сопротивлением источников пренебречь.

Рис. 2.4.23 Рис. 2.4.24

25. Три источника с ЭДС В, В, В и внутренними сопротивлениями Ом, Ом, Ом соединены, как показано на рис. 2.4.24. Определить напряжения на резисторах сопротивлениями Ом, Ом, Ом.

26. Найти силы тока во всех участках цепи (рис. 2.4.25), если В, В, Ом, Ом, Ом, Ом.

Рис. 2.4.25 Рис. 2.4.26

27. Два источника с ЭДС В, В и внутренними сопротивлениями Ом, Ом включены параллельно (рис. 2.4.26) и работают на общую нагрузку сопротивлением Ом. Определить силы тока во всех ветвях и мощность, потребляемую нагрузкой.

28. Имеется п сопротивлений . Получить выражение для системы сопротивлений при: а) параллельном; б) последовательном соединении их друг с другом.

Рис. 2.4.27

29. Как нужно соединить сопротивления Ом, Ом, и Ом, чтобы получить систему с Ом?

30. Определить силы тока во всех участках цепи (рис. 2.4.27) и мощность, развиваемую каждым источником тока, если В, В, В, Ом, Ом, Ом, Ом, Ом, Ом, Ом.

31. В схеме (рис. 2.4.28) В, Ом, Ом, Ом. Сопротивление источника тока Ом. Найти силы токов и .

Рис. 2.4.28 Рис. 2.4.29

32. В схеме, изображенной на рис. 2.4.29, В, В, В, Ом, Ом, Ом, Ом, Ом, Ом, Ом. Внутреннее сопротивление источников мало. Найти силы токов .

33. Требуется изготовить нагревательную спираль для электрической плитки мощностью 0,5 кВт, предназначенной для включения в сеть с напряжением 220 В. Сколько нужно взять для этого нихромовой проволоки диаметром 0,40 мм? Удельное сопротивление нихрома в нагретом состоянии мкОм×м.

34. Через воображаемую замкнутую поверхность течет ток. Чему равно его среднее значение и как он направлен, если за промежуток времени поток электрического смещения N через поверхность возрастает от значения до значения ?

35. Аккумулятор с ЭДС В, замкнутый на внешнее сопротивление, дает ток = 1,0 А. При этом разность потенциалов между полюсами аккумулятора В. Найти тепловую мощность, которую развивают в нем электрические силы.

36. На рис. 2.4.30 В, В, В, Ом, Ом, Ом, Ом. Найти токи, текущие через сопротивления.

Рис. 2.4.30 Рис. 2.4.31

37. На рис. 2.4.31 показана схема потенциометра, с помощью которого можно менять напряжение , подаваемое на некоторый прибор с сопротивлением . Потенциометр имеет длину , сопротивление и находится под напряжением . Найти напряжение как функцию длины . Исследовать отдельно случай .

38. Два последовательно соединенных одинаковых источника ЭДС имеют различные внутренние сопротивления и , причем . Найти внешнее сопротивление , при котором разность потенциалов на клеммах одного из источников (какого именно?) равна нулю.

39. Амперметр и вольтметр подключены последовательно к батарее с ЭДС В. Если параллельно вольтметру подключить некоторое сопротивление, то показание вольтметра уменьшается в раза, показание амперметра во столько же раз увеличивается. Найти показание вольтметра после подключения сопротивления.

40. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление источника, эквивалентного двум параллельно соединенным источникам с ЭДС и и внутренними сопротивлениями и .

41. Электрический нагреватель, включенный в сеть напряжением В, изготовлен из константанового провода, который должен нагреваться до ° С при температуре окружающей среды ° С. Определить мощность нагревателя, длину и диаметр провода, если известно, что плотность тока в константановом проводе не должна превышать МА/м². Коэффициент теплопередачи Вт/(м²К).

42. Имеются две проволоки квадратного сечения, изготовленные из одного и того же материала. Сторона сечения одной проволоки а ₁ = 1 мм, а другой а ₂ = 4 мм. Для того, чтобы расплавить первую проволоку, нужна сила тока А. Какой должна быть сила тока, чтобы расплавить вторую проволоку?

43. В медном проводнике длиной м и площадью поперечного сечения мм² идет ток. При этом ежесекундно выделяется количество теплоты Дж. Сколько электронов проходит ежесекундно через поперечное сечение этого проводника?

44. Электрический чайник имеет две обмотки. При включении одной из них вода в чайнике закипает через мин, при включении другой – через мин. Через какое время закипит вода в чайнике, если включить две обмотки: а) последовательно; б) параллельно?

45. Электрический чайник вместимостью 1,5 дм³ имеет сопротивление нагревательного элемента 80 Ом, КПД 80 % и работает при напряжении 220 В. Начальная температура воды 20° С. Определить мощность тока, потребляемую чайником, силу тока в нагревательном элементе, время, в течение которого вода в чайнике закипит.

46. С каким КПД работает свинцовый аккумулятор, ЭДС которого В, если во внешней цепи сопротивлением Ом сила тока А.

47. Сила тока в проводнике равномерно увеличивается от до некоторого максимального значения в течение времени с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты кДж. Определить скорость нарастания тока в проводнике, если его сопротивление Ом.

48. По проводнику сопротивлением Ом течет ток, сила которого возрастает. Количество теплоты , выделившееся в проводнике за время с, равно 200 Дж. Определить количество электричества , протекшее за это время по проводнику. В момент времени, принятый за начальный, сила тока в проводнике равна нулю.

49. ЭДС батареи В. Сопротивление внешней цепи Ом, сила тока А. Найти КПД батареи. При каком значении внешнего сопротивления КПД будет равен 99 %?

50. Электромотор постоянного тока подключили к напряжению . Сопротивление обмотки якоря равно . При каком значении тока через обмотки полезная мощность мотора будет максимальной? Чему она равна? Каков при этом КПД мотора?

51. Проводка от электростанции к потребителю сделана из медной проволоки с площадью сечения 2,5 мм². Общая длина проводки 49 м. Напряжение на шинах станции поддерживается равным 120 В. Потребитель намеревается сделать электрическую печь мощностью 600 Вт. Какое должно быть сопротивление у печи?

52. Какой ток создает электрон, вращающийся вокруг ядра в атоме водорода, если радиус его орбиты 5,3×10^–12 м?

53. Какое сопротивление нужно подключить к одинаковым последовательно соединенным источникам с ЭДС (с внутренним сопротивлением ), чтобы потребляемая мощность была максимальной?

54. Какое сопротивление нужно подключить к п одинаковым параллельно соединенным источникам с ЭДС и внутренним сопротивлением , чтобы полезная мощность была максимальной?