Вариант 17

1. В электростатическом генераторе Ван-де-Граафа прорезиненная лента шириной 0,3 м движется со скоростью 20 м/с. Около нижнего шкива ленте сообщается такой поверхностный заряд, что по обеим сторонам ленты образуется электрическое поле с напряженностью 1,2 МВ/м. Чему равна сила тока, обусловленного механическим перемещением ленты?

2. Разность потенциалов на концах проволоки длиной 5 м равна 4,2 В. Определите плотность тока в проволоке при температуре 120°С, если ее удельное сопротивление и температурный коэффициент сопротивления равны соответственно 2·10^-7 Ом·м и 6·10^-3 К^-1.

3. Найдите сопротивление между точками А и В проволочного кар­каса, изображенного на рисунке. Сопротивление каждого звена равно R.

4. Определите объемную плотность тепловой мощности тока в металлическом проводнике, если плотность тока j = 10 А/мм². Напряженность электрического поля в проводнике равна 1 мВ/м.

5. Сопротивления R₂ = 20 Ом и R₃ = 15 Ом (см.рисунок). Через сопротивление R₂ течет ток I₂ = 0,3 А. Амперметр показывает ток I = 0,8 А. Найдите сопротивление R₁.

6. В цепь, состоящую из аккумулятора и сопротивления 20 Ом, подключают вольтметр, сначала последовательно, а потом параллельно сопротивлению. Показания вольтметра в обоих случаях одинаковы. Каково сопротивление вольтметра, если внутреннее сопротивление аккумулятора 0,1 Ом?

7. Три сопротивления R₁ = 5 Ом, R₂ = 1 Ом и R₃ = 3 Ом а также источник тока с ЭДС 1,4 В соединены, как показано на рисунке. Определите ЭДС источника тока, который надо подключить в цепь между точками А и В, чтобы в сопротивлении R₃ шел ток силой I₃ = 1 А в направлении, указанном стрелкой. Сопротивлением источника тока пренебречь.

8. Сила тока в проводнике сопротивлением 10 Ом за время 50 с равномерно нарастает от 5 до 10 А. Определите количество теплоты, выделившееся за это время в проводнике.

Модуль 6. Постоянный электрический ток.

Вариант 18

1. Какова величина заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника за время от t₁ = 0 до t₂ = 6 с, если сила тока изменяется со временем так, как показано на рисунке?

2. Имеется катушка медной проволоки с площадью поперечного сечения 0,1 м². Масса всей проволоки 0,3 кг. Определите сопротивление проволоки. Удельное сопротивление меди 17 нОм·м, плотность – 8900 кг/м³.

3. Имеется достаточное количество одинаковых сопротивлений по 5 Ом. Требуется, соединяя их, получить эквивалентное сопротивление 3 Ом. Как их следует соединить для того, чтобы обойтись наименьшим числом сопротивлений?

4. По прямому медному проводу длины l = 1000 м и сечением S = 1 мм² течет ток I = 4,5 А. Считая, что на каждый атом меди приходится один свободный электрон, найдите время, за которое электрон переместится от одного конца провода до другого.

5. Напряжение сети U = 100 В, сопротивления R₁ = 100 Ом, R₂ = 200 Ом и R₃ = 300 Ом, сопротивление вольтметра R_V = 2 кОм (см. рис.). Какую разность потенциалов показывает вольтметр?

6. Источник тока питает 100 ламп, рассчитанных на напряжение 220 В и соединенных параллельно. Сопротивление каждой лампы 1,2 кОм, сопротивление подводящих проводов 4 Ом, внутреннее сопротивление источника 0,8 Ом. Найдите ЭДС источника.

7. Три источника тока с ЭДС ε₁ = 11 В, ε₂ = 4 В и ε₃ = 6 В и три сопротивления R₁ = 5 Ом, R₂ = 10 Ом и R₃ = 2 Ом соединены, как показано на рисунке. Определите силы токов через сопротивления. Внутреннее сопротивление источников тока пренебрежимо мало.

8. ЭДС батареи аккумуляторов ε = 12 В, сила тока короткого замыкания равна 5 А. Какую наибольшую мощность Р_max можно получить во внешней цепи, соединенной с такой батареей?

Модуль 6. Постоянный электрический ток.