Задачи по теме Постоянный ток
.docЗадача 1.
Как изменится сила тока в резисторе, если подаваемое напряжение увеличить в 2 раза, а его сопротивление уменьшить в 3 раза.
Ответ: в 6 раз увеличится.
Задача 2.
Кусок проволоки сопротивлением R = 80 Ом разрезали на четыре равные части и полученные части соединили параллельно. Каково сопротивление соединенной таким образом проволоки?
Ответ: R = 5 Ом.
Задача 3.
Амперметр, включенный последовательно с резистором сопротивлением R, показывает силу тока I. Подключенный к этому резистору вольтметр показывает напряжение U. Чему равно внутреннее сопротивление вольтметра?
Ответ:
Задача 4.
Найдите полное сопротивление R показанной на рисунке цепи, если R1 = R2 = R5 = R6 = 3,0 Ом; R3 = 20 Ом, R4 = 24 Ом. Найдите силу тока, идущего через каждый резистор, если к цепи приложено напряжение U = 36 В.
Ответ: R = 18 Ом; I1 = I6 = 2,0 А, I3 = 1,2 А, I2 = I4 = I5 = 0,80 А.
Задача 5.
Определите показания вольтметра с внутренним сопротивлением 150 Ом в схеме, показанной на рис. R1 = 2 Ом, R2 = 9 Ом, R3 = 3 Ом, R4 = 7 Ом.
Ответ:
Задача 6.
Найдите сопротивления R2 и R3 в схеме, показанной на рис., если при подключении источника с напряжением 110 В падение напряжения на этих сопротивлениях равно соответственно 10 и 15 В. R1 = 10 Ом, R4 = 15 Ом. Какую силу тока покажет амперметр с ничтожно малым сопротивлением, если его подключить между точками А и В?
Ответ: 2 Ом; 20/9 Ом; 43,2 А.
Задача 7.
Найдите напряжение на резисторе сопротивлением R (рис.).
Ответ: 5/11φ.
Задача 8.
Милливольтметр, соединенный последовательно с резистором сопротивлением 800 Ом, показывает напряжение 12 мВ. Сколько покажет тот же милливольтметр при том же внешнем напряжении, если его соединить последовательно с резистором сопротивлением 300 Ом? Сопротивление прибора 1,2 кОм.
Ответ: 16 мВ.
Задача 9.
Два проводника с температурными коэффициентами сопротивления α1 и α2 имеют при 0 ºС сопротивления R01 и R02. Чему равен температурный коэффициент сопротивления проводника, составленного из двух данных проводников, соединенных: а) последовательно; б) параллельно?
Ответ: а) ; б) .
Задача 10.
Для измерения температуры применили железную проволоку, имеющую при температуре t = 10 ºС сопротивление R = 15 Ом. При некоторой температуре t1 сопротивление ее стало R1 = 18 Ом. Определите эту температуру, если температурный коэффициент сопротивления железа α = 0,006 К-1.
Ответ:
Задача 11.
Электрическая лампочка накаливания потребляет силу тока I = 0,2 А. Диаметр вольфрамового волоска d = 0,02 мм, температура волоска при горении лампы t = 2000 ºС. Определите напряженность E электрического поля в волоске. Удельное сопротивление вольфрама ρ0 = 5,6∙10-8 Ом∙м, температурный коэффициент сопротивления α = 4,6∙10-3 К-1.
Ответ:
Задача 12.
При включении в электрическую цепь проводника диаметром d = 0,5 мм и длиной l = 470 мм разность потенциалов на концах проводника оказалась равной U = 1,2 В при силе тока в цепи I = 1 А. Определите удельное сопротивление ρ материала проводника.
Ответ: .
Задача 13.
Медная проволока массой m = 300 г имеет электрическое сопротивление R = 57 Ом. Найдите длину проволоки l и площадь ее поперечного сечения S.
Ответ:
Задача 14.
В медном проводнике, площадь сечения которого S = 0,17 мм2, сила тока I = 0,15 А. Определить плотность тока j в этом проводнике. Удельное сопротивление меди ρ = 1,7∙10-8 Ом∙м.
Ответ: j = 8,8∙105 А/м2.
Задача 15.
Участок цепи состоит из стальной проволоки длиной l1 = 2 м с площадью поперечного сечения S1 = 0,48 мм2, соединенной последовательно с никелиновой проволокой длиной l2 = 1 м и площадью поперечного сечения S2 = 0,21 мм2. Какое напряжение надо подвести к участку, чтобы получить силу тока I = 0,6 А? Удельное сопротивление стали ρ1 = 12∙10-8 Ом∙м. Удельное сопротивление никелина ρ2 = 42∙10-8 Ом∙м.
Ответ:
Задача 16.
Разность потенциалов на концах проволоки длиной 5 м равна 4,2 В. Определите плотность тока в проволоке при температуре 120 ºС, если ее удельное сопротивление и температурный коэффициент сопротивления равны соответственно 2∙10-7 Ом∙м и 0,006 К-1.
Ответ:
Задача 17.
Какую мощность можно передать потребителю по медным проводам сечением 18 мм2, имеющим общую длину 1,5 км, если напряжение на электростанции 230 В, а допустимые потери напряжения в проводах не должны превышать 10 %? Удельное сопротивление меди ρ = 1,7∙10-8 Ом∙м.
Ответ: 3,36 кВт.
Задача 18.
Какого сечения надо взять медный провод для устройства линии электропередачи от электростанции до потребителя, расположенного на расстоянии l = 1 км, чтобы передать потребителю мощность Р = 8 кВт? Напряжение на станции U = 130 В, допустимая потеря напряжения на линии β = 8 %. Удельное сопротивление меди ρ = 1,7∙10-8 Ом∙м.
Ответ:
Задача 19.
Напряжение на шинах электростанции равно U0 = 10 кВ, расстояние до потребителя l = 500 км. Станция должна передать потребителю мощность Р = 100 кВт. Потери напряжения в проводах не должны превышать z = 4 %. Вычислите массу медных проводов на участке электростанция – потребитель. Плотность и удельное сопротивление меди равны соответственно D = 8,9∙103 кг/м3 и ρ = 1,7∙10-8 Ом∙м. Какой должна быть масса проводов, если напряжение увеличить в два раза?
Ответ:
Задача 20.
Линия электропередачи имеет сопротивление R = 250 Ом. Какое напряжение должно быть на зажимах генератора для того, чтобы при передаче по этой линии к потребителю мощности Р = 25 КВт потери в линии не превышали β = 4 % передаваемой потребителю мощности?
Ответ: .
Задача 21.
Линия имеет сопротивление 300 Ом. Какое напряжение должен давать генератор, чтобы при передаче потребителю мощности 25 кВт потери в линии не превышали 4 % передаваемой мощности?
Ответ: 14 кВ.
Задача 22.
Какую работу совершает электрический ток в электродвигателе настольного вентилятора за время t = 30 с, если при напряжении U = 220 В сила тока в двигателе I = 0,1 А?
Ответ: А = 660 Дж.
Задача 23.
При напряжении U = 120 В в электрической лампе за время t = 0,5 мин израсходована энергия W = 900 Дж. Определить силу тока в лампе.
Ответ: I = 0,25 А.
Задача 24.
Электрическая плитка при силе тока I = 5 А за время t = 3 мин потребляет энергию W = 1080 кДж. Рассчитать сопротивление плитки.
Ответ: R = 24 Ом.
Задача 25.
Какую работу совершает электродвигатель пылесоса за 25 мин, если при напряжении 220 В сила тока в электродвигателе 1,25 А, а КПД его 80 %?
Ответ: А = 330 кДж.
Задача 26.
Полностью разряженный аккумулятор емкостью 60 А∙ч должен заряжаться от сети с напряжением 8 В в течение 50 ч. Его внутреннее сопротивление 1 Ом. Какова электродвижущая сила аккумулятора?
Ответ: 6,8 В.
Задача 27.
Электроплитка, рассчитанная на напряжение U0, при включении в сеть с этим напряжением потребляют мощность Р1 = 250 Вт. Какую мощность будут потреблять две такие плитки, включенные в сеть последовательно (параллельно), если номинальная мощность плитки Р0 = 300 Вт? Изменением сопротивления плиток вследствие нагревания пренебречь.
Ответ:
Задача 28.
При включении электромотора в сеть с напряжением U = 120 В напряжение на клеммах распределительного щита падает на z = 20 %. Сопротивление подводящих проводов вместе с сопротивлением генератора составляет R = 14 Ом. Какую полезную мощность развивает электромотор, если его КПД η = 0,65?
Ответ:
Задача 29.
В цепи, схема которой изображена на рис., сопротивления всех резисторов известны и равны соответственно R1 = 2 Ом, R2 = 5 Ом, R3 = 2 Ом, R4 = 40 Ом, R5 = 10 Ом. Сила тока в резисторе R4 I4 = 0,5 А. Определите силу тока во всех остальных резисторах и напряжение на зажимах цепи.
Ответ: I1 = 7,5 А; I2 = 5 А; I3 = 2,5 А; I5 = 2 А; U = 40 В.
Задача 30.
В цепи, схема которой представлена на рис., R1 = 10 Ом, R2 = 40 Ом; приложенное к зажимам цепи напряжение U = 120 В. Определите сопротивление резистора R3, если сила тока в нем I3 = 2 А.
Ответ:
Задача 31.
В схеме, изображенной на рис., сопротивления резисторов, емкость конденсатора и напряжение на зажимах цепи известны. Определите заряд на конденсаторе.
Ответ: .
Задача 32.
Каков заряд пластин конденсатора С в цепи, схема которой изображена на рис.? Сопротивления резисторов R1, R2 и R3 и напряжение U считаются известными.
Ответ:
Задача 33.
Два элемента, электродвижущие силы которых ε1 = 2 В и ε2 = 1 В, соединены по схеме, показанной на рис. Сопротивление резистора R = 0,5 Ом. Внутренние сопротивления элементов одинаковы и равны r = 1 Ом каждое. Определите силы токов в элементах и резисторе. Сопротивление подводящих проводов не учитывать.
Ответ:
Задача 34.
Найдите разность потенциалов между точками А и С, В и D в цепи, схема которой приведена на рис.
Ответ:
Задача 35.
Определите силу тока I в резисторе R2 (рис.), если ε1 = 8 В, r1 = 1 Ом, ε2 = 10 В, r2 = 2 Ом, R1 = 15 Ом, R2 = 2 Ом.
Ответ:
Задача 36.
В схеме, изображенной на рис., заданы сопротивления R1 и R2. Определить сопротивление R, при котором рассеиваемая на нем мощность будет максимальной. Какого условие того, что ток, проходящий через сопротивление R, будет равен нулю?
Ответ:
Задача 37.
Электрическая цепь составлена из двух батарей с э.д.с. ε1 и ε2 и четырех одинаковых резисторов сопротивлением R каждый (рис.). Какая мощность рассеивается на этих резисторах?
Ответ:
Задача 38.
В цепь включены последовательно три проводника сопротивлением R1 = 5 Ом, R2 = 6 Ом, R3 = 12 Ом (рис.). Какую силу тока показывает амперметр и каково напряжение между точками А и В, если показание вольтметра U = 1,2 В?
Ответ: I = 0,2 А; UAB = 4,6 В.
Задача 39.
Определите разность потенциалов между точками a и b (рис.).
Ответ:
Задача 40.
Определите силу тока в проводнике сопротивлением 3R (рис.).
Ответ:
Задача 41.
Определить разность потенциалов на конденсаторе в схеме (рис.), содержащей два одинаковых сопротивления R и два одинаковых источника питания ε. Внутренним сопротивлением источников тока пренебречь.
Ответ:
Задача 42.
Определите заряд на конденсаторе в схеме, показанной на рис.
Ответ: