IV. Законы Ома, Джоуля-Ленца. Правила Кирхгофа

1. К источнику тока с ЭДС 1,5 В присоединили катушку с сопротивлением R=0,1 Ом. Амперметр показал силу тока, равную I₁=0,5 А. Когда к источнику тока присоединили последовательно еще один источник тока с такой же ЭДС, сила тока I в той же катушке оказалась равной 0,4 А. Определить внутренние сопротивления r₁ и r₂ первого и второго источников тока.

2. Две группы из трех последовательно соединенных элементов соединены параллельно. ЭДС каждого элемента равна 1,2 В, внутреннее сопротивление r=0,2 Ом. Полученная батарея замкнута на внешнее сопротивление R=1,5 Ом. Найти силу тока I во внешней цепи.

3. Два элемента (Е=1,2 В, r₁=0,1 Ом; Е=0,9 В, r₂=0,3 Ом) соединены одноименными полюсами. Сопротивление R соединительных проводов равно 0,2 Ом. Определить силу тока I в цепи.

4. В сеть с напряжением U=100 В подключили катушку с сопротивлением R₁=2 кОм и вольтметр, соединенные последовательно. Показания вольтметра U₁= 80 В. Когда катушку заменили другой, вольтметр показал U₂= 60 В. Определить сопротивление R₂ другой катушки.

5. Генератор постоянного тока дает ЭДС 12 В. Его внутреннее сопротивление 0,2 Ом. Он заряжает батарею аккумуляторов с ЭДС 10 В и внутренним сопротивлением 0,6 Ом. Параллельно батарее включена лампочка с сопротивлением 3 Ом. Определить ток в батарее аккумуляторов и в лампочке.

6. Три гальванических элемента с ЭДС 1,3 В; 1,4 В и 1,5 В и с внутренними сопротивлениями по 0,3 Ом каждый включены параллельно друг другу на внешнее сопротивление 0,6 Ом. Определить ток в каждом элементе.

7. Каковы внутренние сопротивления гальванических элементов с ЭДС 1,6 В; 1,4 В; 1,1 В, если, будучи соединены параллельно при внешнем сопротивлении 1 Ом, они дают токи 0,8 А; 0,6 А и 0,2 А?

8. Три гальванических элемента с ЭДС 1,3 В; 1,5 В; 2 В и внутренними сопротивлениями по 0,2 Ом каждый включены, как это показано на рисунке. Сопротивление R=0,55 Ом. Определить токи в элементах.

9. ЭДС батареи Е=80 В, внутреннее сопротивление R=5 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность Р=100 Вт. Определить силу тока I в цепи, напряжение U, под которым находится внешняя цепь, и ее сопротивление R.

10. При внешнем сопротивлении R₁=8 Ом сила тока в цепи I₁=0,8 А, при сопротивлении R₂=15 Ом сила тока I₂=0,5 А. Определить силу тока I_к.з. короткого замыкания источника ЭДС.

11. В сеть с напряжением U=100 В подключили катушку с сопротивлением R₁=2 кОм и вольтметр, соединенные последовательно. Показание вольтметра U₁=80 В. Когда катушку заменили другой, вольтметр показал U₂=60 В. Определить сопротивление R₂ другой катушки.

12. ЭДС батареи 12 В. При силе тока I=4 А к.п.д. батареи =0,6. Определить внутреннее сопротивление r батареи.

13. Резистор сопротивлением R=6 Ом подключен к двум параллельно соединенным источникам тока с ЭДС E₁=2,2 В и E₂=2,4 В и внутренними сопротивлениями R₁=0,8 Ом и R₂=0,2 Ом. Определить силу тока I в этом резисторе и напряжение U на зажимах второго источника тока.

14. Сила тока в проводнике равномерно увеличивается от I₀=0 до некоторого максимального значения в течение времени =10 с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты Q=1 кДж. Определить скорость нарастания тока в проводнике, если сопротивление R его равно 3 Ом.

15. Лампочка и реостат, соединенные последовательно, присоединены к источнику тока. Напряжение U на зажимах лампочки равно 40 В, сопротивление R реостата равно 10 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность P=120 Вт. Найти силу тока I в цепи.

16. По проводнику сопротивлением R=3 Ом течет ток, сила которого возрастает. Количество теплоты Q, выделившееся в проводнике за время =8 с, равно 200 Дж. Определить количество электричества q, протекшее за это время по проводнику. В момент времени, принятый за начальный, сила тока в проводнике равна нулю.

17. Сила тока в проводнике сопротивлением R=12 Ом равномерно убывает от I₀=5 А до I=0 в течение времени t=10 с. Какое количество теплоты Q выделяется в этом проводнике за указанный промежуток времени?

18. ЭДС батареи равна 20 В. Сопротивление внешней цепи равно 2 Ом, сила тока I=4 А. Найти КПД батареи. При каком значении внешнего сопротивления R КПД будет равен 99%?

19. Сила тока в проводнике сопротивлением R=100 Ом равномерно нарастает от I₀=0 до I_max=10 А в течение времени =30 с. Определить количество теплоты Q, выделившееся за это время в проводнике.

20. К зажимам батареи аккумуляторов присоединен нагреватель. ЭДС батареи равна 24 В, внутреннее сопротивление r=1 Ом. Нагреватель, включенный в цепь, потребляет мощность P=80 Вт. Вычислить силу тока I в цепи и КПД  нагревателя.

21. При силе тока I₁=3 А во внешней цепи батареи аккумуляторов выделяется мощность P₁=18 Вт, при силе тока I₂ = 1 А - соответственно P₂=10 Вт. Определить ЭДС и внутреннее сопротивление r батареи.

22. Определить напряженность электрического поля в алюминиевом проводнике объемом V=10 см³, если при прохождении по нему постоянного тока за время t=5 мин выделилось количество теплоты Q=2,3 кДж. Удельное сопротивление алюминия =26 нОм·м.

23. Два цилиндрических проводника одинаковой длины и одинакового сечения, один из меди, а другой из железа, соединены параллельно. Определить отношение мощностей токов для этих проводников. Удельные сопротивления меди и железа равны соответственно 17 и 98 нОм·м.

24. Через сколько времени в стерилизаторе с обмоткой из проволоки сопротивлением 18 Ом закипит 0,5 кг воды, если начальная температура воды 10⁰ С и средний КПД при нагреве стерилизатора 50%? Стерилизатор включен в сеть постоянного тока напряжением 110 В.

25. Внешняя цепь источника тока потребляет мощность P=0,75 Вт. Определить силу тока в цепи, если ЭДС источника тока 2 В и внутреннее сопротивление R=1 Ом.

26. За время t=20 с при равномерно возраставшей силе тока от нуля до некоторого максимума в проводнике выделилось количество теплоты Q=4 кДж. Определить скорость нарастания силы тока, если сопротивление проводника R=5 Ом.