8. К источнику тока с внутренним сопротивлением 1,0 Ом подключили реостат. На рисунке показан
график зависимости силы тока в реостате |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
от его сопротивления. Максимальная |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
мощность, которая выделится в реостате, |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
равна … |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
Решение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
огласно закону Ома для замкнутой цепи, сила тока, который |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
протекает по проводн ку, рассчитывается по формуле |
I |
|
|
, где ε |
||||||||
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R r |
|||
– ЭДС |
сточн ка тока, R – сопротивление проводника (в данном |
|||||||||||
|
бА |
|
|
|
|
|||||||
случае реостата), r |
– внутреннее сопротивление источника тока. |
|||||||||||
Мощность, выделяемая в реостате, равна: |
P I |
2 |
R |
|
2R |
. Можно |
||||||
|
(R r)2 |
|||||||||||
доказать, |
сследовав функцию P(R) на экстремум, что максимальная |
|||||||||||
мощность выделяется, если R=r, следовательно, |
R=1 Ом, |
|||||||||||
соответствующее значение силы тока найдём из графика I = 6 А. |
||||||||||||
Тогда Рmax = I2 R = 36 Вт. |
Д |
|||||||||||
Ответ: 36 Вт. |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
9. На рисунке показана зависимость силы тока в электрической цепи |
||||||||||||
от времени. Заряд, прошедший по |
И |
|||||||||||
проводнику на интервале времени от 5 |
||||||||||||
до 15 с (в мКл) равен ... |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Решение
По определению сила тока в цепи равна
I dq, следовательно, dq Idt, где dq – dt
заряд, прошедший по проводнику за бесконечно малый промежуток
времени |
dt . Заряд, |
прошедший |
в заданном интервале времени, |
можно |
определить |
по формуле |
t2 |
q Idt. Геометрический смысл |
|||
|
|
|
t1 |
определенного интеграла – площадь под графиком функции. На рисунке представлен график зависимости силы тока от времени.
51
Вычислив площадь под графиком функции, в указанном интервале можно найти заряд, прошедший по проводнику: S 225 мА∙с, следовательно, q = 225 мКл.
Ответ: 225 мКл. |
|
|
|
С |
|
|
|
2.4. Тест по постоянному электрическому току, рекомендуемый |
|||
для решения на практических занятиях [4, 5, 6, 7] |
|||
1. Услов |
существования тока являются следующие утвержде- |
||
ями |
|
||
ния: |
|
|
|
|
|
Варианты ответа: |
|
а) проводн к представляет эквипотенциальную поверхность; |
|||
б) нал ч е |
свободных |
|
|
|
заряженных частиц; |
|
|
в) нал ч е электр ческого поля в проводнике; |
|||
г) нал ч е |
онов в узлах кристаллической решётки. |
||
|
А |
||
2. Плотность тока в проводящей среде зависит от … |
|||
|
|
Варианты ответа: |
|
а) заряда проводника; |
|
|
|
б) сечения проводника; |
|
||
в) напряжённости электрического поля; |
|
||
г) удельного сопротивления среды. |
|
||
3. На рисунке представлен график изменения тока, протекающего |
|||
|
|
И |
|
|
|
по проводнику, от |
времени. Какой заряд |
|
|
пройдёт черезДсечение проводника в интервале |
|
|
|
времени от 15 до 20 с ? |
|
|
|
Варианты ответа: |
|
|
|
а) 10 мКл; б) 20 мКл; |
в) 100 мКл; г) 50 мКл. |
3. Согласно выводам классической электронной теории металлов удельное сопротивление металла зависит от …
Варианты ответа:
а) концентрации электронного газа;
52
б) скорости теплового движения электронов; в) постоянной кристаллической решетки металла; г) массы и заряда ионов металла.
5. На рисунке представлены две |
цепи |
соединения резисторов. |
|||||
С |
|
|
|
Ом. |
|
||
опротивление каждого резистора 3,0 |
|
||||||
Отношение |
эквивалентного |
сопротивления |
|
||||
первой цепи ко второй равно … |
|
|
|
||||
|
|
Вар анты ответа: |
|
|
|
||
и |
г) 0,75. |
|
|
||||
а) 1; |
б) 1,5; |
в) 2; |
|
|
|||
6. Источн к тока замыкается сначала сопротивлением 2 Ом, а затем |
|||||||
|
бА |
||||||
сопрот влен ем 8 Ом. В о оих случаях на внешнем сопротивлении |
|||||||
выделяется од наковая мощность. Найти внутреннее сопротивление |
|||||||
источн ка. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Варианты ответа: |
|
|||
|
|
а) 4 Ом; |
) 2 Ом; |
в) 3 Ом; |
г) 6 Ом. |
||
7. Нагреватель номинальной мощностью 4,4 кВт при 220 В включён в |
|||||||
|
|
|
|
Д |
|||
сеть 220 В проводом, сопротивление которого 9 Ом. Какой окажется |
|||||||
мощность нагревателя при таком включении? |
|
||||||
|
|
|
Варианты ответа: |
|
|||
а) 1,3 кВт; |
б) 4,0 кВт; |
в) 0,8 кВт; |
г) 2,4 кВт. |
||||
|
|
|
|
|
|
И |
|
8. Цепь состоит из элемента и проводника с сопротивлением 2 Ом. Найти напряжение на зажимах элемента, если его электродвижущая сила равна 1,4 В, а внутреннее сопротивление – 0,8 Ом.
Варианты ответа:
а) 1,2 В; б) 1,0 В; в) 1,3 В; г) 1,1 В.
9. К аккумулятору с ЭДС 12,6 В подключено сопротивление, в котором протекает ток силой 5,0 А. Определить работу сторонних сил по разделению заряда в аккумуляторе за 1 мин.
53
|
Варианты ответа: |
|
|
|||
а) 63 Дж; б) 0,38 кДж; |
в) 3,8 кДж; |
г) 6,3 Дж. |
||||
10. Зависимость удельного сопротивления от температуры в области |
||||||
сверхпроводящего перехода представлена графиком … |
|
|||||
состоит |
|
|
|
|
|
|
С |
Варианты ответа: |
|
|
|||
а) 1; |
) 2; в) 3; г) 4. |
|
||||
б |
|
|
|
|||
11. Электр ческая цепь |
|
из четырех резисторов и амперметра, |
||||
подключённых |
к |
источнику |
постоянного |
|||
напряжения U указанным на схеме способом. При |
||||||
А |
|
|||||
этом сопротивления резисторов R1= 6 Ом, R2 = 3 Ом, |
||||||
R3 = 3 Ом, R4 = 2 Ом, а показание амперметра равно |
||||||
1,0 . Напряжение U равно … |
|
|||||
|
|
|
Варианты ответа: |
|
||
а) 16 В; |
|
Д |
||||
б)7 В; |
в) 8 В; |
г) 9 В. |
|
|||
12. Через резистор с сопротивлением 6,0 Ом течёт ток силой 5,0 А. Количество теплоты 300 Дж выделится на этом резисторе за время …
|
Варианты ответа: |
И |
|
|
|
||
а) 0,8 с; |
б) 2 с; |
в) 4 с; |
г) 8 с. |
13. Три проводника с сопротивлениями 12 Ом, 9 Ом и 3 Ом соединены последовательно. Напряжение на концах цепи 120 В. Найти напряжения на проводнике с сопротивлением 9,0 Ом.
Варианты ответа:
а) 40 В; б) 15 В; в) 45 В; г) 60 В.
54
14. Работа по разделению зарядов, совершаемая в батарее за 2 мин, равна 2,4 кДж. Найти внутреннее сопротивление батареи, если она поддерживает напряжение 12 В на лампе мощностью15Вт.
Варианты ответа:
а) 2,0Ом; б) 2,6Ом; в) 1,6Ом; г) 3,2Ом.
15. Нагреватель сопрот влением 50 Ом за 0,50 ч вскипятил 4,2 кг воды, взятой при 20 °С. Определить падение напряжения на спирали
нагревателя, |
|
его КПД равен 80%. Удельная теплоёмкость воды |
|
равна 4200 Дж/ (кг ∙ К). |
|
||
С |
|
Варианты ответа: |
|
|
|
|
|
|
а) 110В; |
) 240 В; в) 220В; г) 120 В. |
|
16. Сопрот влен е каждого резистора равно 2,0 Ом. Эквивалентное |
|
если |
|
сопрот |
влен е участка цепи С равно … |
|
Варианты ответа: |
а) 2,0 |
Ом;б) 2,4 Ом; в) 2,6 Ом; г) 1,5 Ом. |
17. Контактная разность потенциалов зависит от:
|
Варианты ответа: |
|
А |
||
а) сечения приведённых в контакт металлов; |
|
|
б) природы контактируемых металлов; |
|
|
в) качества обработки контактов; |
|
|
г) температуры контакта. |
Д |
|
18. Напряжение – это физическая величина, которая характеризует |
||
… |
|
И |
|
|
|
Варианты ответа:
а) работу сторонних сил; б) работу сил электрического поля;
в) работу сторонних сил и работу сил электрического поля; г) силовую характеристику поля.
55