Постоянный ток.

1. Показания амперметр с внутренним сопротивлением 2 Ом, подклю­ченного к источнику тока, составили 5 А. Вольтметр с внутренним сопро­тивлением 15 Ом, подключенный к этому источнику, показал 12 В.

1) Определить ток короткого замыкания источника.

2) Почему при измерениях предпочитают использовать вольтметр с большим внутренним сопротивлением, а амперметр - с малым?

Ответ: 26 А.

2. По цепи, состоящей из резистора и источника с внутренним сопро­тивлением 2 Ом и

ЭДС 6 В, идёт ток 0.5 А.

1) Какова будет сила тока, если сопротивление резистора уменьшить в два раза?

2) Изменится ли в два раза рассеиваемая в резисторе тепловая мощность?

Ответ: 6/7А.

3. В цепи (рисунок) сопротивление каждого ре­зистора равно 2 Ом, а к точкам а и b подведено на­пряжение 33 В.

1) Найти напряжение на резисторе R6.

2) Как изменится это напряжение, если замкнуть ре­зистор R2 накоротко?

Ответ: 9 В.

4. Электрическая схема составлена из двух параллельно соединенных резисторов с сопротивлениями 40 и 10 Ом, подключенных к зажимам акку­мулятора с ЭДС 10 В, Ток во втором резисторе 0.8 А.

1) Найти внутреннее сопротивление аккумулятора.

2) Как изменится КПД аккумулятора, если отключить второй резистор?

Ответ: 2 Ом,

5. Генератор с ЭДС 240 В и внутренним сопротивлением 0.4 Ом питает 20 ламп сопротивлением по 360 Ом и 10 ламп сопротивлением по 720 Ом. Все лампы соединены параллельно. Сопротивление подводящих проводов 1.2 Ом.

1) Найти напряжение на лампах.

2) Как изменится это напряжение, если несколько ламп перегорит?

Ответ: 216 В.

6. Батарея аккумуляторов с общим внутренним сопротивлением 1 Ом нагружена резистором с сопротивлением R. Вольтметр, подключенный к за­жимам батареи, показывает напряжение 20 В. Когда параллельно нагрузке присоединяется второй такой же резистор, показания вольтметра уменьша­ются до 15 В.

1) Определить R, считая, что сопротивление вольтметра намного больше R.

2) Правильно ли утверждение: «вольтметр, подключенный к клеммам ра­зомкнутого источника, показывает ЭДС»?

Ответ: 2 Ом.

7. При подключении к аккумулятору сопротивления 20 Ом напряжение на аккумуляторе 10 В, при подключении к аккумулятору сопротивления 8 Ом напряжение на

аккумуляторе 8 В.

1) Найти ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора.

2) Нарисовать график зависимости полезной мощности от величины напря­жения на нагрузке.

Ответ: 12 В, 4 Ом.

8. К источнику постоянного тока, ЭДС которого составляет 12 В, а внут­реннее сопротивление 2 Ом, подключены два последовательно соединенных резистора сопротивлением по 5 Ом каждый. Параллельно одному из рези­сторов подключен конденсатор.

1) Найти напряжение на конденсаторе.

2) Как изменится напряжение на конденсаторе, если последовательно с ним включить резистор сопротивлением 5 Ом?

Ответ: 5 В.

9. Электрическая схема состоит из источника тока и двух последова­тельно соединенных сопротивлений по 10 Ом каждое. Параллельно одному из них включены два последовательно соединенных конденсатора по 2 пФ каждый. Ток короткого замыкания источника 3 А.

1) Найти ЭДС и внутреннее сопротивление источника, если заряд конденса­торов равен

5 пКл.

2) Нарисовать график зависимости КПД схемы от тока в цепи.

Ответ: 12 В, 4 Ом.

10. При подключении к источнику тока с ЭДС 15 В резистора сопротив­лением 15 Ом. КПД источника 75%.

1) Какую максимальную мощность во внешнюю цепь может отдать данный источник?

2) При каком из двух значений КПД ~ 48 или 84% мощность, отдаваемая ис­точником в нагрузку, будет больше?

Ответ: 11.25 Вт.

11.0т генератора с ЭДС 500 В требуется передать по двухпроводной линии на расстояние 2.5 км мощность 100 кВт. Медные (удельное сопротив­ление 17 нОмм) провода имеют диаметр 1.5 см.

1) Найти потери мощности в линии (внутренним сопротивлением генератора пренебречь).

2) Нарисовать зависимость потери в линии от ее сопротивления.

Ответ: 35 кВт.

12. Элемент один раз замыкается проводником сопротивлением 0.36 Ом, другой раз - проводником сопротивлением 2.56 Ом. Мощность, выделившаяся в проводниках, одинакова в обоих случаях.

1) Найти внутреннее сопротивление элемента.

2) Одинакова ли в указанных случаях также и мощность, теряемая внутри источника?

Ответ: 0.96 Ом.

13. Во внешней цепи источника при силе тока 30 А выделяется мощность 2.7 кВт, а при силе тока 10 А - мощность 1.1 кВт.

1) Найти внутреннее сопротивление и ЭДС источника.

2) В каком из двух случаев КПД цепи выше?

Ответ: 1 Ом; 120 В.

14. Источник ЭДС подключен к сопротивлению, которое в 3 раза боль­ше внутреннего сопротивления источника.

1) Во сколько раз изменится мощность, выделяемая во внешней цепи источ­ника, если параллельно внешнему сопротивлению подсоединить дополни­тельное сопротивление, которое в 2 раза больше внутреннего сопротивления источника?

2) В каком случае КПД источника больше? Пояснить.

Ответ: 1.32.

15. Цепь состоит из батареи и резистора. При сопротивлении нагрузки 2 Ом ток в цепи 1.6 А, при сопротивлении 1 Ом - 2 А.

1) Найти мощность, теряющуюся внутри батареи во втором случае.

2) В каком из этих случаев КПД схемы выше?

Ответ: 12 Вт.

16. Проволочное кольцо включено в цепь, по которой течет ток 1 А. Контакты делят длину кольца в отношении 1:2. При этом в кольце выделяет­ся мощность 11.85 Вт.

1) Какая мощность будет выделяться в кольце при неизменном токе во внеш­ней цепи, если контакты будут делить длину кольца в отношении 1:3?

2) Чему при этом равен ток в коротком элементе кольца?

Ответ: 10 Вт.

17. Из проволоки сопротивлением 25 0м сделано замкнутое кольцо. Кольцо с помощью контактов, расположенных на кольце на некотором расстоянии друг от друга, подключают к источнику тока с внутренним сопро­тивлением 4 Ом.

1) В каком соотношении контакты делят длину кольца, если КПД цепи 0.5?

2) Построить график зависимости КПД цепи от силы тока в нагрузке.

Ответ: 4:1.

18. Внутреннее сопротивление источника равно 6 Ом, К нему подключают по очереди две лампы с разными сопротивлениями нитей; при этом на лампах выделяется одинаковая мощность. Сопротивление нити первой лампы 3 Ом.

1) Найти сопротивление нити второй лампы.

2) При подключении какой лампы КПД цепи оказывается большим?

Ответ: 12 Ом.

19. Три одинаковых параллельно соединённых лампы с номинальным напряжением 6.3 В и мощностью 1.9 Вт каждая подключены к элементу с ЭДС 9 В к внутренним сопротивлением 1 Ом через реостат, обеспечиваю­щий на лампах напряжение 6.3 В.

1) Во сколько раз изменится мощность, выделяемая на каждой лампе, если

одна из них перегорит?

2) Как изменится КПД схемы после выхода из строя одной лампы?
Ответ: в 1.24 раза.

20. К источнику со внутренним сопротивлением 2 Ом присоединяют два резистора одинаковых номиналов. При этом оказывается, что мощности, вы­деляемые во внешней цепи при параллельном и при последовательном со­единениях резисторов, равны.

1) Найти сопротивление каждого резистора.

2) При каком соединении резисторов КПД схемы выше?

Ответ: 2 Ом.

21. Две одинаковые лампочки по 50 Вт каждая, рассчитанные на напряжение 10 В, соединены параллельно и присоединены к аккумулятору с внут­ренним сопротивлением 0.5 Ом. Одна из лампочек перегорела, и её заменили другой, рассчитанной на то же напряжение, но мощностью 25 Вт.

1)Во сколько раз при этом изменился КПД схемы?

2)Нарисовать зависимость мощности, выделяемой во внешней цепи, от со­противления нагрузки.

Ответ: 1.09.

22. Елочную гирлянду из 12 одинаковых ламп, включенных в сеть па­раллельно, заменили двумя гирляндами, включенными параллельно друг другу. Каждая из этих гирлянд состоит из 6 последовательно соединенных
ламп, таких же, как в первой гирлянде.

1) Во сколько раз изменилась мощность, выделяемая в гирляндах?

2) Нарисовать зависимость мощности, выделяемой в гирлянде, от её сопро­тивления. Напряжение на гирлянде поддерживается постоянным.

Ответ: увеличилась в 36 раз.

23. При изменении сопротивления нагрузки с 6 до 21 Ом КПД схемы увеличился вдвое.

1) Определить внутреннее сопротивление источника.

2) Изобразить качественно зависимость КПД от сопротивления па грузки.

Ответ: 14 0м.

24. Напряжение на зажимах источника с ЭДС 8 В и внутренним сопротивлением 0.5 Ом равно 6.4 В.

1) Найти мощность, выделяемую во внешней цепи.

2) Нарисовать график зависимости мощности во внешней цепи от её сопро­тивления.

Ответ: 20.48 Вт.

25. При зарядке аккумулятора током 2 А напряжение на его зажимах 14 В. При разрядке этого аккумулятора током 1 А напряжение на его зажимах 11 В.

1) Найти ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора.

2) Нарисовать график зависимости полезной мощности от напряжения на на­грузке.

Ответ: 12 В, 1 Ом.

26. Потребитель соединён с электростанцией медной проволокой дли­ной 49 м и площадью поперечного сечения 2.5 мм2. Напряжение электро­станции 120 В. Потребитель намеревается построить электропечь мощностью 600 Вт. Удельное сопротивление меди 17 нОм.м.

1) Каково должно быть сопротивление нагревательного элемента печи?

2) Нарисовать график зависимости мощности, выделяемой в печи, от тока, проходящего через неё.

Ответ: 23.3 Ом.

27. За 40 с в цепи, состоящей из трех одинаковых резисторов, соединенных параллельно и включенных в сеть, выделилось некоторое количество теплоты.

1) За какое время выделится такое же количество теплоты, если проводники соединить последовательно?

2) Нарисовать график зависимости КПД схемы, состоящей из источника ЭДС и переменного нагрузочного сопротивления, от тока в цепи.

Ответ: 360 с.

28. При включении одной спирали вода в чайнике закипает за 10 минут, при включении другой - за 15 минут.

1) За какое время закипит вода в чайнике, если обе спирали включить парал­лельно?

2) Нарисовать график зависимости КПД от сопротивления нагрузки в схеме, состоящей из источника и сопротивления нагрузки.

Ответ: 6 минут.

29. Вольтметр, соединённый последовательно с резистором сопротивлением 30 кОм, при подключении к источнику ЭДС показал 20 В. Напряжение на зажимах источника составило при этом 120 В.

1) Найти сопротивление вольтметра.

2) Для чего последовательно с вольтметром включается дополнительное со­противление? Ответ. 6 кОм.

30. Для определения ЭДС и внутреннего сопротивления источника к его зажимам подключают соединённые последовательно амперметр и вольтметр, которые показывают 12.5 мА и 12.5 В соответственно. Когда те же приборы, соединённые параллельно, подключили к тому же источнику, они показали 1.25 А и 12.5 В.

1) Каковы ЭДС и внутреннее сопротивление источника?

2) Нарисовать графики зависимости полкой мощности источника и полезной мощности, выделяемой на внешнем сопротивлении, от тока в цепи.

Ответ: 12.626 В; 0.1 Ом.

31. Два нагревательных элемента, мощности которых Р₁=100 Вт и Р₁=200 Вт, включают в сеть сначала параллельно, а затем последовательно.

1) Чему равно отношение общих мощностей, выделяющихся в этих нагрева­телях в рассматриваемых двух случаях? Считать, что сопротивления элемен­тов не зависят от температуры.

2) Во сколько раз при этом изменяется ток в цепи?

Ответ: 4.5.

32. Если подключить к источнику ЭДС два одинаковых вольтметра, со­единив их параллельно или последовательно, то они покажут одинаковые напряжения 8 В.

1) Вычислить ЭДС источника.

2) Каково напряжение на клеммах источника в этих двух случаях?

Ответ: 24 В.

33. Вольтметр, подключенный к источнику тока, показывает U₁=4.5B. Если этот вольтметр подключить к источнику последовательно с сопротивлением, равным сопротивлению вольтметра, то он покажет U₂=2.5 В.

1) Что покажет вольтметр, если указанное сопротивление будет подключено параллельно вольтметру?

2) При каком из двух значений КПД источника 49% или 94% мощность, вы­деляемая в нагрузке, будет больше? Пояснить.

Ответ: 3.75 В.

34. К источнику тока подключается резистор сопротивлением 16 Ом. Затем параллельно ему подключается еще один такой же резистор. После этого тепловая мощность, выделяющаяся в резисторах, увеличилась в 1.5 раза.

1) Определить внутреннее сопротивление источника.

2) Увеличится ли тепловая мощность, если к этим резисторам подключить параллельно еще 98 таких резисторов?

Ответ: 2.9 Ом

35. Четыре лампочки номинальной мощностью по 0.9 Вт, рассчитанные на напряжение 3 В, соединяют параллельно и подключают через реостат к батарее с ЭДС 5.4 В и внутренним сопротивлением 0.5 Ом.

1) Каким должно быть сопротивление реостата, чтобы лампочки работали в

номинальном режиме?

2) Как изменится мощность, выделяемая на каждой лампочке, если одна из

них перегорит?

Ответ: 1.5 Ом.

Дата добавления: 2015-07-16