Постоянный электрический ток

1 Определить падение напряжения на сопротивлениях R₁, R₂ и R₃ (рисунок 5), если амперметр показывает ток I = 3 А. R₁ = 4 Ом, R₂ = 2 Ом, R₃ = 4 Ом. Найти токи I₂ и I₃ в сопротивлениях R₂ и R₃.

2 Найти внутреннее сопротивление генератора, если известно, что мощность, выделяемая во внешней цепи, одинакова при двух значениях внешнего сопротивления R₁ = 5 Ом и R₂ = 4 Ом. Найти КПД генератора в каждом из этих случаев. Определить силу тока I₃ в резисторе сопротивлением R₃ (рисунок 6) и напряжение U₃ на концах резистора, если ε₁ = 4 В, ε₂ = 3 В, R₁ = 2 Ом, R₂ = 6 Ом, R₃ = 1 Ом. Внутренним сопротивлением источников пренебречь.

3 В сеть с напряжением 100 B включено сопротивление 34 Ом, а последовательно с ним – два параллельно включенных сопротивления: 20 и 80 Ом. Найти напряжение на сопротивлении 80 Ом.

4 Сколько энергии израсходовала электрическая лампа накаливания при постоянном напряжении 12 В, если по ней протекло 600 Кл электричества?

5 Резистор с сопротивлением R = 22 Ом изготовлен из медного провода массой m = 11 г. Если удельное сопротивление меди r = 1,7 · 10^‑8 Ом · м, а её плотность r₀ = 8,9 · 10³ кг/м³, то чему равна длина провода?

6 Батарея для карманного фонаря состоит из трех последовательно соединенных элементов с ЭДС 1,5 B и внутренним сопротивлением 0,2 Ом каждый. Найти силу тока, проходящего через лампу фонаря, если ее сопротивление 0,9 Ом.

7 Отрезок однородной проволоки разрезали на восемь одинаковых частей и соединили эти части параллельно. Сопротивление такой системы оказалось равным 1 Ом. Каким было сопротивление проволоки до того, как ее разрезали?

8 Какое количество аккумуляторов с ЭДС по 2 B и внутренним сопротивлением по 1 Ом каждый необходимо соединить в батарею последовательно, чтобы в проводнике сопротивлением 6 Ом, подключенном к батарее, получить силу тока 0,5 A?

9 Два сопротивления 5 и 7 Ом соединены последовательно. На обоих сопротивлениях выделилось 960 Дж теплоты. Какое количество теплоты выделилось за это время на первом сопротивлении?

10 Определить разность потенциалов φ₂ – φ₁ на зажимах источника (ε₁ = 4 В; r = 0,5 Ом), включённого в некоторую цепь. Направления тока показаны на рисунке 7, а (I₁ = 0); рисунке 7, б (I₂ = 2 А); рисунке 7, в (I₃ = 10 А).

11 Три источника с ЭДС ε₁ = 6 В, ε₁ = ε₂ = 4 В и внутренними сопротивлениями r = 0,5 Ом каждый соединены, как показано на рисунке 8, и замкнуты на резистор с сопротивлением R. Определить разность потенциалов φ_Д – φ_С и φ_К – φ_Д при сопротивлении резистора R = 4 Ом (φ_Д – φ_С = 4,5 В,
φ_К – φ_Д = 3,1 В).

 

 

12 Из 80 одинаковых сопротивлений сделали составное двумя способами: один раз – соединив последовательно 16 одинаковых групп по пять параллельно соединенных сопротивлений в каждой группе, второй раз – соединив параллельно 20 одинаковых групп по четыре последовательно соединенных сопротивления в каждой группе. Во сколько раз сопротивление во втором случае меньше, чем в первом?

13 Сколько времени (в минутах) потребуется для испарения 132 г кипящей воды, если вода получает 50 % энергии, выделяющейся в электроплитке? Напряжение на плитке 220 B, сила тока 4,6 А. Удельная теплота парообразования воды 2,3 МДж/кг.

14 В каждое ребро бесконечной сетки с квадратными ячейками включено сопротивление 20 Ом. Чему равно сопротивление сетки при подключении ее соседними узлами?

15 Три одинаковые батареи с внутренним сопротивлением 6 Ом
каждая замкнули на некоторое сопротивление, причем один раз соединили параллельно, а другой – последовательно. При этом сила тока во внешней цепи была одна и та же. Чему равно внешнее сопротивление?

16 Две одинаковые лампы и добавочное сопротивление 3 Ом соединены последовательно и включены в сеть с постоянным напряжением 110 B. Найти силу тока в цепи, если напряжение на каждой лампе 40 В.

17 Два вольтметра, соединенных последовательно, подключены к источнику тока и показывают 8 и 4 B. Если подключить к источнику только второй вольтметр, он покажет 10 B. Чему равна ЭДС источника?

18 При последовательном подключении к сети постоянного тока двух проводников сила тока в сети в 6,25 раза меньше, чем при параллельном соединении этих же проводников. Во сколько раз отличаются сопротивления проводников?

19 Две проволоки из одинакового материала диаметрами 0,2 и 0,8 мм служат нагревателями и включаются в сеть параллельно. При длительной работе температуры проволок оказываются одинаковыми. Найти длину (в сантиметрах) более толстой проволоки, если длина более тонкой 55 см, а количество теплоты, отдаваемое за 1 c в окружающую среду, пропорционально площади поверхности (при одинаковой температуре).

20 Если вольтметр соединить последовательно с сопротивлением 14 кОм, то при напряжении в сети 120 B он покажет 50 В. Если соединить его последовательно с неизвестным сопротивлением, то при подключении к той же сети он покажет 10 B. Определить величину неизвестного сопротивления (в килоомах).  

21 Два источника тока (первый – с ЭДС 5 B и внутренним сопротивлением 1 Ом, второй – с ЭДС 3 B и внутренним сопротивлением 3 Ом), соединяют последовательно и замыкают на внешнее сопротивление 12 Ом. Во сколько раз разность потенциалов на первом источнике больше, чем на втором?

22 Два проводника одинаковой длины из одного и того же материала соединены последовательно. Диаметр первого проводника 1 мм, второго 2 мм. К системе приложено напряжение 300 В. Определить напряжение на втором проводнике.

23Сколько энергии потребляет двигатель трамвая за 10 мин непрерывной работы, если напряжение на коллекторных пластинах двигателя 500 В, а сила тока в обмотке двигателя 120 А?

24 По проводнику с сопротивлением 6 Ом пропускали постоянный ток в течение 9 c. Какое количество теплоты выделилось в проводнике за это время, если через его сечение прошел заряд 3 Кл?

25 Электрическая кастрюля и чайник, потребляющие мощности 600 и 300 Вт, включены в сеть параллельно, и вода в них закипает одновременно через 20 мин. На сколько минут позже закипит вода в кастрюле, чем в чайнике, если их включить последовательно?

26 Какой заряд проходит через поперечное сечение проводника в течение 5 с, если за этот промежуток времени сила тока равномерно возрастает от 0 до 12 А?

27 Два сопротивления 5 и 7 Ом соединены последовательно. На обоих сопротивлениях выделилось 960 Дж теплоты. Какое количество теплоты выделилось за это время на первом сопротивлении?

28 Какое дополнительное сопротивление нужно параллельно подключить к амперметру с внутренним сопротивлением 2 Ом для расширения его пределов измерения в 5 раз?

29 Сколько времени (в минутах) потребуется для испарения 132 г кипящей воды, если вода получает 50 % энергии, выделяющейся в электроплитке? Напряжение на плитке 220 B, сила тока 4,6 А. Удельная теплота парообразования воды 2,3 МДж/кг.

30 Батарея состоит из n последовательно соединённых элементов, ЭДС каждого из которых ε и внутреннее сопротивление τ. Определить ток, при котором полезная мощность равна P, и наибольшую полезную мощность.

31 От источника, разность потенциалов на клеммах которого φ₀, требуется передать мощность P на расстояние L. Допустимая «потеря» напряжения в проводах n. Рассчитать минимальное сечение медного провода, пригодного для этой цепи.

32 С каким коэффициентом полезного действия работает свинцовый аккумулятор, ЭДС которого ε, если во внешней цепи с сопротивлением R идёт ток I? Какую максимальную полезную мощность может дать аккумулятор во внешней цепи? Как при этом изменится его КПД?

33 По проводнику, сопротивление которого R, течёт равномерно нарастающий ток. За время t в проводнике выделилась теплота Q. Определить заряд, протёкший за это время по проводнику (в момент времени, принятый за начальный, ток в проводнике был равен нулю).

34 Ток в проводнике с сопротивлением R равномерно убывает от значения I₁ до I₂ в течение времени t. Определить количество теплоты, выделившееся в проводнике за указанный промежуток времени.

35 В схеме, приведённой на рисунке 9, сопротивления подобраны так, что ток через батарею с ЭДС ε, не идёт. Даны значения ε₁, ε₂ и R₃. Внутренними сопротивлениями источников можно пренебречь. Определить напряжение на сопротивлении R₂, силу тока в сопротивлении R₃ и величины сопротивлений R₁, R₂, R₄.

36 Имеется миллиамперметр с сопротивлением R, предназначенный для измерения токов не более I₀. Что нужно сделать для того, чтобы этим прибором измерять токи до значения I₁, напряжения до значения U₁?

37 Электропечь должна за время t выпарить объём V воды, взятой при температуре T. Какова должна быть длина нихромовой проволоки сечением S, если печь работает под напряжением U и её КПД равен 80 %?

38 Проводка от магистрали в здание осуществлена проводом, сопротивление которого R. Напряжение в магистрали постоянно и равно U₀. Какова максимальная допустимая потребляемая в здании мощность, если напряжение на включаемых в сеть приборах не должно падать ниже значения U?

39 Батарея аккумуляторов соединена параллельно с генератором постоянного тока. ЭДС генератора ε₁, батареи ε₂, их внутренние сопротивления равны между собой: r₁ = r₂ = r. В зависимости от нагрузки в сети аккумуляторы будут разряжаться и помогать генератору питать сеть или заряжаться. Определить, какой из этих случаев будет иметь место при сопротивлении сети, равном R.

40 В схеме, показанной на рисунке 10, ε₁ = 20 В, ε₂ = 25 В, R₁ = 10 Ом, R₂ = 15 Ом, внутренние сопротивления источников пренебрежимо малы. Определить: работу, совершён­ную источни­ками, и полное количество выделив­шейся в цепи джоулевой теплоты за интервал времени  при R₃ = 82 Ом; при каком сопро­тивлении R₃ выделяемая на этом резисторе тепловая мощность максимальна?

41 Три источника с ЭДС ε₁ = 6 В, ε₂ = ε₃ = 4 В и внутренними сопротивлениями r = 0,5 Ом каждый соединены, как показано на рисунке 11, и замкнуты на резистор с сопротивлением R. Определить разность потенциалов φ_Д – φ_С и φ_К – φ_Д при сопротивлении резистора R = 4 Ом.

42 Конденсатор ёмкостью  подключён последовательно с резистором R к источнику с ЭДС ε (рисунок 12). Найти закон изменения со временем заряда на обкладках конденсатора. Определить работу, совершаемую источником при зарядке конденсатора, и количество джоу­левой теплоты, выделяющейся при этом в цепи.

43 Определить закон изменения со временем напряжения на обкладках конденсатора при замыкании ключа К(рисунок 13). Через сколько времени, считая от момента замыкания ключа, напряжение достигнет 99 % от всего наибольшего значения, если R₁ = 30 кОм, R₂ = 15 кОм, R₂ = 15 кОм, С₁ = 0,2 мкФ?