Работа и мощность электрического тока

Цель занятия: применение теоретических знаний для решения задач.

Подготовка: лекции № 9-14. Касьянов В.А. Физика-11 § 7 - 9.

В-1

Задание на занятие:

1. Гальванический элемент с ЭДС 5 В и внутренним сопротивлением 0.2 Ом замкнут на проводник сопротивлением 40 Ом. Чему равно напряжение на этом проводнике?

2. Какое количество теплоты выделится на реостате, сопротивление которого 6 Ом, если за 5 мин через него прошел электрический заряд, равный 600 Кл?

3. Сколько гальванических элементов с ЭДС 1,5 В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом нужно соединить параллельно, чтобы сила тока была равной 0,5 А при сопротивлении внешней цепи 2,9 Ом?

4. Электрическая лампа с вольфрамовой нитью рассчитана на напряжение U = 220 B и потребляет в рабочем режиме мощность P = 100 Вт. Сопротивление отключенной от сети лампы при температуре 0 °С равно R_o= 40 Ом. Найдите температуру t нити лампы в рабочем режиме, если температурный коэффициент сопротивления вольфрама α = 4,1 × 10⁻³К⁻¹. Изменением длины нити при нагреве пренебречь.

5. Найти напряженность электрического поля в проводнике, если известно, что плотность тока равна 15 А/ .

6. Какова мощность тока в каждом из резисторов (см. рис.), если напряжение на источнике тока 150 В, а сопротивление резисторов .

7. Найти скорость упорядоченного движения электронов в медном проводнике, при плотности тока 12,34 А/ . Считая, что число свободных электронов в 1 см³ алюминия равно числу атомов.

В-2

Задание на занятие:

1. При питании лампочки от элемента с ЭДС 3 В, сила тока в цепи равна 0.4 А. Найдите работу сторонних сил в элементе за 1 минуту.

2. В проводнике за 1 минуту выделилось 18 кДж теплоты, сила тока при этом равна 25 А. Найдите сопротивление этого проводника.

3. Чему равна сила тока при коротком замыкании аккумулятора с ЭДС 10 В и внутренним сопротивлением 0.3 Ом?

4. Каково напряжение на резисторе сопротивлением 360 Ом, если за 12 мин электрическим током была совершена работа 450 Дж?

5. В медном проводнике длиной l=23 м и площадью S поперечного сечения, равной 0,4 мм², идет ток. При этом ежесекундно выделяется количество теплоты Q=0,43 Дж. Сколько электронов N проходит за 1 с через поперечное сечение этого проводника?

6. Найдите напряжение на полюсах источника тока (см. рис.). Каковы силы тока в резисторах? Сопротивление резисторов ; ЭДС источника тока 20 В, его внутренне сопротивление 1 Ом.

7. Обмотка электрического кипятильника имеет две секции. Если включена только первая секция, то вода закипает через t₁=1230 с, если только вторая, то через t₂=23 мин. Через сколько минут закипит вода, если обе секции включить последовательно? параллельно?