Задачи на тему Электрический ток

Предмет Физика
Из пособия Решебник Волькенштейн

10.1 Ток I в проводнике меняется со временем t по уравнению I = 4 + 2t. Какое количество электричества проходит через поперечное сечение проводника за время от t1 = 2 с до t2 = 6 с? При каком постоянном токе через поперечное сечение проводника за то же время проходит такое же количество электричества
РЕШЕНИЕ

10.2 Ламповый реостат состоит из пяти электрических лампочек сопротивлением r = 3500 м, включенных параллельно. Найти сопротивление реостата, когда горят все лампочки; вывинчиваются одна, две, три, четыре лампочки
РЕШЕНИЕ

10.3 Сколько витков нихромовой проволоки диаметром d=1мм надо навить на фарфоровый цилиндр радиусом a=2,5 см, чтобы получить печь сопротивлением R = 40 Ом
РЕШЕНИЕ

10.4 Катушка из медной проволоки имеет сопротивление R = 10,8 Ом. Масса медной проволоки m = 3,41 кг. Какой длины и какого диаметра проволока намотана на катушке
РЕШЕНИЕ

10.5 Найти сопротивление R железного стержня диаметром d = 1 см, если его масса m = 1 кг
РЕШЕНИЕ

10.6 Медная и алюминиевая проволоки имеют одинаковую длину l и одинаковое сопротивление R. Во сколько раз медная проволока тяжелее алюминиевой
РЕШЕНИЕ

10.7 Вольфрамовая нить электрической лампочки при t1 = 20 °C имеет сопротивление R1 = 35,8 Ом. Какова будет температура нити лампочки, если при включении в сеть напряжением U = 120 В по нити идет ток I = 0,33 А? Температурный коэффициент сопротивления вольфрама 4,6·10-5 Κ-1
РЕШЕНИЕ

10.8 Реостат из железной проволоки, амперметр и генератор включены последовательно. При t0 = 0 сопротивление реостата R0 = 120 Ом, сопротивление амперметра RA0 = 20 Ом. Амперметр показывает ток I0 = 22 мА. Какой ток будет показывать амперметр, если реостат нагреется на T = 50 К? Температурный коэффициент сопротивления железа 6·10-3 К-1
РЕШЕНИЕ

10.9 Обмотка катушки из медной проволоки при t1 = 14 имеет сопротивление R1 = 10 Ом. После пропускания тока сопротивление обмотки стало равным R2 = 12,2 Ом. До какой температуры нагрелась обмотка? Температурный коэффициент сопротивления меди 4,15·10-3 К-1
РЕШЕНИЕ

10.10 Найти падение потенциала на медном проводе длиной l = 500 м и диаметром d = 2 мм, если ток в нем I = 2 A
РЕШЕНИЕ

10.11 Найти падения потенциала в сопротивлениях R1 = 4, R2 = 2 и R3 = 4 Ом, если амперметр показывает ток I1 = 3 А. Найти токи и в сопротивлениях R2 и R3
РЕШЕНИЕ

10.12 Элемент, имеющий эдс 1,1 В и внутреннее сопротивление r = 1 Ом, замкнут на внешнее сопротивление R = 9 Ом. Найти ток в цепи, падение потенциала во внешней цепи и падение потенциала внутри элемента. С каким кпд работает элемент
РЕШЕНИЕ

10.13 Построить график зависимости падения потенциала U во внешней цепи от внешнего сопротивления R для цепи предыдущей задачи. Сопротивление взять в пределах 0 < R < 10 Ом через каждые 2 Ом
РЕШЕНИЕ

10.14 Элемент с эдс 2 В имеет внутреннее сопротивление r = 0,5 Ом. Найти падение потенциала внутри элемента при токе в цепи I = 0,25 A. Каково внешнее сопротивление цепи при этих условиях
РЕШЕНИЕ

10.15 Элемент с э.д.с. 1,6 В имеет внутреннее сопротивление r = 0,5 Ом. Найти к.п.д элемента при токе в цепи I = 2,4 А
РЕШЕНИЕ

10.16 Эдс элемента 6 B. При внешнем сопротивлении R = 1,1 Ом ток в цепи I = 3 A. Найти падение потенциала внутри элемента и его сопротивление
РЕШЕНИЕ

10.17 Какую долю эдс элемента e составляет разность потенциалов на его зажимах, если сопротивление элемента в n раз меньше внешнего сопротивления R? Задачу решить для n = 0,1; 1; 10
РЕШЕНИЕ

10.18 Элемент, сопротивление и амперметр соединены последовательно. Элемент имеет эдс e = 2 В и внутреннее сопротивление r = 0,4 Ом. Амперметр показывает ток I = 1 A. С каким кпд работает элемент
РЕШЕНИЕ

10.19 Имеются два одинаковых элемента с эдс 2 В и внутренним сопротивлением r = 0,3 Ом. Как надо соединить эти элементы последовательно или параллельно, чтобы получить больший ток, если внешнее сопротивление R = 0,2; 16 Ом. Найти ток в каждом из этих случаев
РЕШЕНИЕ

10.20 Считая сопротивление вольтметра RV бесконечно большим, определяют сопротивление R по показаниям амперметра и вольтметра. Найти относительную погрешность, если в действительности сопротивление вольтметра равно RV. Задачу решить для RV = 1000 Ом и сопротивления R = 10; 100; 1000 Ом
РЕШЕНИЕ

10.21 Считая сопротивление амперметра RA бесконечно малым, определяют сопротивление R по показаниям амперметра и вольтметра. Найти относительную погрешность , если в действительности сопротивление амперметра равно RA. Решить задачу для RA = 0,2 Ом и R = 1; 10; 100 Ом
РЕШЕНИЕ

10.22 Два параллельно соединенных элемента с одинаковыми эдс e1 = e2 = 2 В и внутренними сопротивлениями r1 = 1 Ом и r2 = 1,5 Ом замкнуты на внешнее сопротивление R = 1,4 Ом. Найти ток в каждом из элементов и во всей цепи.
РЕШЕНИЕ

10.23 Два последовательно соединенных элемента с одинаковыми эдс 2 В и внутренними сопротивлениями r1 = 1 и r2 = 1,5 Ом замкнуты на внешнее сопротивление R = 0,5 Ом. Найти разность потенциалов на зажимах каждого элемента
РЕШЕНИЕ

10.24 Батарея с эдс 20 B, амперметр и реостаты с сопротивлениями R1 и R2 соединены последовательно. При выведенном реостате R1 амперметр показывает ток I = 8 A, при введенном I = 5 A. Найти сопротивления реостатов и падения потенциала на них, когда реостат R1 полностью включен
РЕШЕНИЕ

10.25 Элемент, амперметр и некоторое сопротивление соединены последовательно. Если взять сопротивление из медной проволоки диной l = 100 м и поперечным сечением S = 2 мм2, то амперметр показывает ток I1 = 1,43 A. Если же из алюминиевой проволоки длиной l = 57,3 м и поперечным сечением S = 1 мм2, то ток I2 = 1 A. Сопротивление амперметра RA = 0,05 Ом. Найти эдс элемента и его внутреннее сопротивление
РЕШЕНИЕ

10.26 Напряжение на зажимах элемента в замкнутой цепи U = 2,1 B, сопротивления R1 = 5, R2 = 6 и R3 = 3 Ом. Какой ток показывает амперметр
РЕШЕНИЕ

10.27 Сопротивления R2= 20 и R3 = 15 Ом. Через R2 течет ток I2 = 0,3 A. Амперметр показывает ток I = 0,8 A. Найти сопротивление R1
РЕШЕНИЕ

10.28 Эдс батареи 100 B, сопротивления R1 = R3 = 40, R2 = 80 и R4 = 34 Ом. Найти ток текущий через сопротивление R2, и падение потенциала на нем
РЕШЕНИЕ

10.29 ЭДС батареи e = 120 B, сопротивления R3 = 20 и R4 = 25 Ом. Падение потенциала на сопротивлении R1 равно U1 = 40 B. Амперметр показывает ток I = 2 A. Найти сопротивление R2
РЕШЕНИЕ

10.30 Батарея с эдс 10 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом имеет кпд 0,8. Падения потенциала на сопротивлениях R1 и R4 равны U1 = 4 и U4 = 2 B. Какой ток показывает амперметр? Найти падение потенциала на сопротивлении R2
РЕШЕНИЕ

10.31 Эдс батареи 100 B, сопротивления R1 = 100, R2 = 200 и R3 = 300 Ом, сопротивление вольтметра Rv = 2 кОм. Какую разность потенциалов показывает амперметр
РЕШЕНИЕ

10.32 Сопротивления R1 = R2 = R3 = 200 Ом, сопротивление вольтметра Rv = 1 кОм. Вольтметр показывает разность потенциалов U = 100 B. Найти эдс батареи
РЕШЕНИЕ

10.33 Найти показания амперметра и вольтметра в схемах, изображенных на рисунках. Эдс батареи 110 B, сопротивления R1 = 400 и R2 = 600 Ом, сопротивление вольтметра Rv = 1 кОм
РЕШЕНИЕ

10.34 Амперметр с сопротивлением RA = 0,16 Ом зашунтован сопротивлением R = 0,04 Ом. Показывает ток I0 = 8 A. Найти ток в цепи
РЕШЕНИЕ

10.35 Имеется предназначенный для измерения токов до I = 10 А амперметр с сопротивлением RА = 0,18 Ом, шкала которого разделена на 100 делений. Какое сопротивление надо взять и как его включить, чтобы можно было измерять ток до I0 = 100 А? Как изменится при этом цена деления амперметра
РЕШЕНИЕ

10.36 Имеется предназначенный для измерения разности потенциалов до U = 30 В вольтметр с сопротивлением R1 = 2 кОм, шкала которого разделена на 150 делений. Какое сопротивление надо взять и как его включить, чтобы можно было измерять разности потенциалов до 75 В? Как изменится при этом цена деления вольтметра
РЕШЕНИЕ

10.37 Имеется предназначенный для измерения токов до I = 15 мА амперметр с сопротивлением RA = 5 Ом. Какое сопротивление надо взять и как его включить, чтобы этим прибором можно было измерять ток до I0 = 150 мА; разность потенциалов до U0 = 150 В
РЕШЕНИЕ

10.38 Имеется 120-вольтовая электрическая лампочка мощностью P = 40 Вт. Какое добавочное сопротивление надо включить последовательно с лампочкой, чтобы она давала нормальный накал при напряжении в сети U0 = 220 В? Какую длину нихромовой проволоки диаметром d = 0,3 мм надо взять, чтобы получить такое сопротивление
РЕШЕНИЕ

10.39 Имеется три 110-вольтовых электрических лампочки, мощности которых P1 =P2 = 40 и P3 = 80 Вт. Как надо включить эти лампочки, чтобы они давали нормальный накал при напряжении в сети U0 = 220 В? Начертить схему. Найти токи, текущие через лампочки при нормальном накале
РЕШЕНИЕ

10.40 В лаборатории, удаленной от генератора на расстояние l = 100 м, включили электрический нагревательный прибор, потребляющий ток I = 10 A. На сколько понизилось напряжение на зажимах электрической лампочки, горящей в этой лаборатории, если сечение медных подводящих проводов S = 5 мм2
РЕШЕНИЕ

10.41 От батареи с эдс 500 В требуется передать энергию на расстояние l = 2,5 км. Потребляемая мощность P = 10 кВт. Найти минимальные потери мощности в сети, если диаметр медных подводящих проводов d = 1,5 см
РЕШЕНИЕ

10.42 От генератора с эдс 110 В требуется передать энергию на расстояние l = 250 м. Потребляемая мощность P = 1 кВт. Найти минимальное сечение медных подводящих проводов, если потери мощности в сети не должны превышать 1%
РЕШЕНИЕ

10.43 В цепь включены последовательно медная и стальная проволоки одинаковых длины и диаметра. Найти отношение количеств теплоты, выделяющихся в этих проволоках; отношение падений напряжения
РЕШЕНИЕ

10.44 Решить предыдущую задачу для случая, когда проволоки включены параллельно
РЕШЕНИЕ

10.45 Элемент с эдс e = 6 В дает максимальный ток I = 3 A. Найти наибольшее количество теплоты, которое может быть выделено во внешнем сопротивлении в единицу времени
РЕШЕНИЕ

10.46 Батарея с эдс 240 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом замкнута на внешнее сопротивление R = 23 Ом. Найти полную, полезную мощность и кпд батареи
РЕШЕНИЕ

10.47 Найти внутреннее сопротивление генератора, если известно, что мощность, выделяющаяся во внешней цепи, одинакова при внешних сопротивлениях R1 = 5 и R2 = 0,2 Ом. Найти кпд генератора в каждом из этих случаев
РЕШЕНИЕ

10.48 На графике дана зависимость полезной мощности P от тока I в цепи. По данным этой кривой найти внутреннее сопротивление и эдс элемента. Построить график зависимости от тока I в цепи кпд элемента и падения потенциала U во внешней цепи
РЕШЕНИЕ

10.49 По данным кривой, изображенной на рисунке, построить график зависимости от внешнего сопротивления цепи кпд элемента, полной и полезной мощности. Кривые построить для значений внешнего сопротивления R, равных 0, r, 2r , 3r , 4r и 5r, где r внутреннее сопротивление элемента
РЕШЕНИЕ

10.50 Элемент замыкают сначала на внешнее сопротивление R1 = 2 Ом, а затем на R2 = 0,5 Ом. Найти эдс элемента и его внутреннее сопротивление, если в каждом из этих случаев мощность, выделяющаяся во внешней цепи, одинакова и равна P = 2,54 Вт
РЕШЕНИЕ

10.51 Элемент с эдс 2 B и внутренним сопротивлением r = 0,5 Ом замкнут на внешнее сопротивление. Построить график зависимости от сопротивления R тока I в цепи, падения потенциала U во внешней цепи, полезной и полной мощности. Сопротивление взять в пределах 0 < R < 4 через каждые 0,5 Ом
РЕШЕНИЕ