Внеаудиторная самостоятельная работа по законам постоянного тока

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

           ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДА  МОСКВЫ

МОСКОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

Методические указания 

для студентов колледжей по выполнению внеаудиторной самостоятельной работы  Специальности:

15.02.08 « Технология машиностроения»

15.02.06 «Монтаж и техническая эксплуатация холодильнокомпрессорных машин и установок»  

23.02.03. «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»

Москва

2016 г.

Методические указания для студентов колледжей по выполнению внеаудиторной самостоятельной работ ( решение качественных, расчетных и графических задач по физике). / Методические рекомендации для студентов – М., 2016.-26 с.

Одобрено цикловой комиссией математических и естественнонаучных дисциплин 

Протокол № 1 от 31.08.2016г.

Председатель ЦК_________

Составитель:    Мокрова Ирина Иннокентьевна    - преподаватель физики ГБПОУ  МТК

Пособие содержит  теоретический материал  для  самоподготовки студентов по  разделу «Законы постоянного тока»  и может быть использовано  преподавателем для  выполнения домашних заданий , проведения  самостоятельных работ по  теме , осуществления текущего контроля знаний, умений и навыков студентов , в качестве индивидуальных дополнительных упражнений, а также с целью самоподготовки студентов к ЕГЭ. 

«Физика не является, и никогда не будет являться законченной книгой. Каждый важный успех приносит новые вопросы. Всякое развитие обнаруживает со временем все новые и более глубокие трудности». 

Альберт Эйнштейн

ВВЕДЕНИЕ

«Я ... всю жизнь учился мыслить, преодолевать трудности, решать вопросы и задачи».

К. Э. Циолковский

Вы поступили в колледж, чтобы стать высококвалифицированным специалистом, не только владеющих глубокими техническими знаниями по выбранной специальности, но и умеющих самостоятельно обновлять и применять их на практике, способных ориентироваться в законах развития общества и техники. Это значит, что приняли решение за годы учебы в колледже овладеть знаниями и умениями, необходимыми для начала профессиональной деятельности.

Путь в профессию начинается с понимания круга проблем своей науки (области техники), овладения навыками и секретами ремесла. Овладевать навыками и секретами ремесла можно и нужно с самого начала учебы в колледже при изучении общеобразовательных, в частности, курса физики. Физика занимает особое место при подготовке технолога, большинство профессиональных  знаний и умений закладываются при изучении физики. По характеру работы технологу  приходится решать различные производственные задачи: технологические, конструкторские, исследовательские. Нередко это нетиповые и неповторимые задачи. Для решения производственных задач нужны не только глубокие и прочные знания, но и умение применять их в нестандартных условиях, способность работать в коллективе и решать продуктивно задачи в крайне сжатые сроки Как правило, для этих задач приходится не только искать способ решения, но и часто предварительно формулировать их для себя и других, т.е.составлять условия и требования задачи. Таким образом, умение решать задачи — профессиональное качество, необходимое для каждого технолога.

Именно поэтому в  колледже придают важное  значение формированию умения решать познавательные и расчетные задачи.  Решить учебную задачу по физике — это значит найти такую последовательность общих положений физики (законов, формул, определений, правил), использование которых позволяет получить то, что требуется в задаче, — ее ответ. 

Иначе говоря, процесс решения физической задачи — это последовательность научно обоснованных действий:

— изучение условий и требований задачи;

— запись условий в буквенных выражениях;

— перевод единиц физических величин в систему СИ;

— графическое изображение процесса, описанного в задаче;

— поиск пути решения;

— составление плана решения;

— осуществление решения;

— запись искомых величин в виде формул и вычисление их значений с требуемой точностью;

— проверка правильности решения;

— оценка полученных результатов по здравому смыслу;

— анализ процесса решения задачи и отбор информации, полезной для дальнейшей деятельности.

Правильное и рациональное исполнение этих действий требует определенной системы знаний и умений, причем знаний не только тех разделов физики, к которым относится данная конкретная задача, но и знаний по физике, математике и другим учебным дисциплинам, полученных ранее в школе. 

Овладеть устойчивым умением решать задачи по физике могут все студенты. Помните, нельзя научиться решать задачи, только наблюдая за тем, как это делают другие!

Для повышения эффективности самостоятельной работы обязательно нужно иметь при себе на практических занятиях тетрадь для решения задач, конспект лекций, рекомендованный преподавателем учебник и калькулятор.

В методическом пособии  приводятся задачи двух видов: на усвоение учебного материала и активное использование изученного материала.

Задачи на усвоение учебного материала — это стандартные задачи (1 уровень). Для большей части из них имеются алгоритмы решения, приведенные  в данном пособии.

Задачи на активное использование изученного материала (2 уровень)- так называемые нестандартные или проблемные, поисковые, творческие задачи, требующие самостоятельного поиска  способа решения задачи. проявления находчивости, целеустремленности и большого напряжения умственных способностей. Поэтому, только решая нестандартные задачи, можно приобрести умения и навыки для решения производственных задач.

Законы постоянного тока

Закон Ома для участка цепи. Последовательное и параллельное соединение проводников

   Зако́н О́ ма — это физический закон, определяющий зависимость между напряжением, силой тока и сопротивлением проводника в электрической цепи. Назван в честь его первооткрывателя Джорджа Ома.В 1826 г. он экспериментально установил зависимость между силой тока, напряжением и сопротивлением в электрических цепях

 Этот закон выражается формулой :       

 

Где: I - сила тока (А), U - напряжение (В), R-— сопротивление (Ом).

 Данное соотношение выражает закон Ома для однородного участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

 

Количественной мерой электрического тока служит сила тока I – скалярная физическая величина, равная отношению заряда Δq, переносимого через поперечное сечение проводника (рис. 1.8.1) за интервал времени Δt, к этому интервалу времени:

 

В Международной системе единиц СИ сила тока измеряется в амперах

(А).

Величина R называется электрическим сопротивлением проводника.

Единицей сопротивления служит Ом. Величина сопротивления зависит от формы и размеров проводника, а также от свойств материала, из которого он сделан. Для однородного цилиндрического проводника

.

где - длина проводника, S - площадь поперечного сечения, - зависящий от свойств материала коэффициент, называемый удельным электрическим сопротивлением вещества.

При последовательном соединении проводников (рис. 2) сила тока во всех проводниках одинакова: 

I₁ = I₂ = I.

 

Рис.2.

Общее напряжение U на обоих проводниках равно сумме напряжений U₁ и

U₂: 

U = U₁ + U₂ 

Электрическое сопротивление всей цепи  равно сумме сопротивлений  отдельных проводников

R = R₁ + R₂. 

При параллельном соединении (рис. 3.) напряжения U₁ и U₂ на обоих проводниках одинаковы: 

U₁ = U₂ = U.

Сумма токов I₁ + I₂, протекающих по обоим проводникам, равна току в неразветвленной цепи: 

I = I₁ + I₂.

Этот результат следует из того, что в точках разветвления токов (узлы A и B рис.3)) в цепи постоянного тока не могут накапливаться заряды. 

 

Рис. 3. Параллельное соединение  проводников

Общее сопротивление  всей цепи находится по формуле:

Работа ΔA электрического тока I, протекающего по неподвижному проводнику с сопротивлением R, преобразуется в тепло ΔQ, выделяющееся на проводнике.

ΔQ = ΔA = R I² Δt.

При наличии тока в проводнике совершается работа против сил сопротивления. Электрическая энергия или работа есть произведение напряжения, силы тока в цепи и времени его прохождения        Следовательно, работу тока можно вычислить с помощью следующего соотношения:

A_эл. = I∙U∙t = I²∙R∙t = U²∙t/R .      

Эта работа выделяется в виде тепла. По закону сохранения энергии количество теплоты (Q), выделяющееся в проводнике при прохождении электрического тока, равно работе тока: Q = A_эл.

Следовательно, 

Q = I∙U∙t = I²∙R∙t = U²∙t/R .       (14)

Формула (14) есть закон Джоуля-Ленца для однородного участка цепи.

Количество теплоты, выделившееся при прохождении электрического тока по проводнику, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока  

 Мощностью тепловых потерь называется величина, равная количеству выделившегося тепла в единицу времени. Согласно закону Джоуля — Ленца мощность тепловых потерь в проводнике пропорциональна силе протекающего тока и приложенному напряжению:

 Внеаудиторная самостоятельная работа 

«Решение задач на применение закона Ома для участка цепи».

Примеры решения задач

1.Чему        равно          напряжение          на      участке       цепи с        электрическим сопротивлением 3 Ом при силе тока 5А.  

2.Определите удельное сопротивление проводника , если его длина 2,4 м, площадь поперечного сечения проводника 0,4 мм², а сопротивление равно 1,2 Ом.

Дано:                    СИ

l =2,4м

S=0,4 мм²          0,4 *10^-6м²  

R=1,2 Ом ρ -?

3.Вычислите общее сопротивление цепи, если R₁ =3Ом,  R₂ =6Ом,  R₃ =5Ом.

Решение:

При параллельном соединении проводников R₁ и R₂  сопротивление проводников находится по формуле

                              R₀=R’+R₃                              R₀=2 Ом+5 Ом=7 Ом

Решите задачи  1 уровень.

1.        На резисторе с сопротивлением 3 Ом напряжение равно 6В. Чему равна сила тока в резисторе?

2.        Чему равно напряжение на участке цепи с электрическим сопротивлением 2 Ом при силе тока 4А.  

3.        Электрический утюг включен в сеть с напряжением 220 В. Какова сила тока в нагревательном элементе утюга, если сопротивление его 48,4 Ом?

4.        Какое нужно приложить напряжение к проводнику сопротивлением 0,25 Ом, чтобы в проводнике была сила тока 30 А?

5.        Определите сопротивление электрической лампы, сила тока в которой 0,5 А при напряжении 120 В.

6.        Чему равно сопротивление спирали электрической лампы, если на цоколе написано 6,3 В, 0,22 А?

7.        Последовательно дуговой лампе сопротивлением 4 Ом включен реостат сопротивлением 8 Ом. Определить силу тока в лампе, если напряжение в сети 120 В.

8.        Два сопротивления по 5 0м каждый соединены параллельно. Определить силу тока в цепи, если напряжение равно 25 В.

9.        Для освещения квартиры требуется ток 5А при напряжении 220В. Какая мощность при этом расходуется?

10.   Определите мощность тока в электрической лампе, включенной в сеть напряжением 220 В, если известно, что сопротивление нити накала лампы 484 Ом.

11.   Мощность, потребляемая из сети электрокамином, равна 0,98 кВт, а сила тока в его цепи 7,7 А. Определите величину напряжения на зажимах электрокамина.

12.   Вычислите силу тока в обмотке электрического утюга, если известно, что при включении в розетку с напряжением 127 В он потребляет мощность 310 Вт.

13.   Чему равна работа тока на участке цепи за 2с, если сила тока в цепи 3А, а напряжение на участке цепи 6В.

14.   Определите количество теплоты, выделяемое в проводнике током за 1,5 мин, если сила тока в цепи равна 5 А, а напряжение на концах проводника 200 В.

15.   В лампочке карманного фонаря сила тока равна 0,2 А. Вычислите электрическую энергию, получаемую лампочкой за каждые 2 мин, если напряжение на лампочке составляет 3,6 В.

16.   Электрическая печь для плавки металла потребляет ток 800 А при напряжении 60 В. Сколько теплоты выделяется в печи за 1 мин?

17.   Какой заряд протекает через катушку гальванометра, включенного в цепь на 2 мин, если сила тока в цепи 12 мА?

18.   По спирали электролампы каждые 10 с проходит 15 Кл электричества. Чему равна сила тока в лампе? 

19.   Электрическая печь для плавки металла потребляет ток 800 А при напряжении 60 В. Сколько теплоты выделяется в печи за 1 мин?

20.   В лампочке карманного фонаря сила тока равна 0,2 А. Вычислите электрическую энергию, получаемую лампочкой за каждые 2 мин, если напряжение на лампочке составляет 3,6 В 

21.   Сила тока через электрическую лампочку равна 0,22 А. Какой заряд проходит через лампочку за 10 с?

22.   Сила тока в электролампе прожектора 2 А. Как велико напряжение, подведенное к прожектору, если он потребляет 45,6 кДж за 1 мин?

23.   Каково удельное сопротивление провода, если его длина 20 м, площадь поперечного сечения 10,0 мм²  и сопротивление 6 Ом?

24.   Сколько метров никелинового провода сечением 0,1 мм² потребуется для изготовления реостата сопротивлением 180 Ом?

25.   Сопротивление алюминиевого провода длиной 0,9 км и сечением 10 мм² равно 2,5 Ом. Определите его удельное сопротивление.

26.   Вычислите общее сопротивление цепи, если R₁ =4Ом,  R₂ =5Ом,  R₃ =6Ом.

 

27.   Вычислите общее сопротивление цепи, если R₁ =4Ом,  R₂ =5Ом,  R₃

=6Ом.

 

28.   Вычислите общее сопротивление цепи, если R₁ =4Ом,  R₂ =5Ом,  R₃ =6Ом.

 

29.   Вычислите общее сопротивление цепи, если R₁ =4Ом,  R₂ =5Ом,  R₃ =6Ом.

 

30.   Вычислите общее сопротивление цепи, если R₁ =4Ом,  R₂ =5Ом,  R₃ =6Ом.

 

Решите задачи

2 уровень

1.        Вычислите общее сопротивление цепи, если R₁ =4Ом,  R₂ =5Ом,  R₃ =6Ом.R₄ =8Ом,  R₅ =10Ом,  R₆=12Ом.

 

 .

2.        Определите удельное сопротивление сплава, если напряжение на концах проволоки сечением 0,5 мм² и длиной 4 м, сделанной из него, равно 9,6 В, а сила тока в ней 2 А.

3.        В цепь источника тока, дающего напряжение 6 В, включили кусок никелиновой проволоки длиной 25 см и сечением 0,1 мм². Какая сила тока установилась в цепи?

4.        Вычислите общее сопротивление цепи, если R₁ =4Ом,  R₂ =5Ом,  R₃

=6Ом.R₄ =8Ом,  R₅ =10Ом

  

5.        Какова напряженность поля в алюминиевом проводнике сечением 1,4 мм² при силе тока 1 А?

6.        Через поперечное сечение проводника за 1 с проходит 6 х  10¹⁹ электронов. Какова сила тока в проводнике?

7.        Вычислите общее сопротивление цепи, если R₁ =4Ом,  R₂ =5Ом,  R₃ =6Ом.R₄ =8Ом,  R₅ =10Ом,  R₆=12Ом.

 

8.        Дуговой фонарь, требующий для своего питания напряжение 40 В и силу тока 10 А, включен в сеть с напряжением 120 В через реостат, изготовленный из константановой проволоки сечением 2 мм².Определить сопротивление реостата и длину проволоки, необходимой для его изготовления.

9.        Определите число электронов, проходящих за 1 с через сечение металлического проводника при силе тока в нем, равной 0,8 мкА.

10.   Линия электропередачи имеет длину 200 км. Для ее изготовления использован провод из алюминия сечением 150 мм². Сила тока в линии 150 А. Определите падение напряжения в линии.

11.   Вычислите общее сопротивление цепи, если R₁ =4Ом,  R₂ =5Ом,  R₃

=6Ом.R₄ =8Ом,  R₅ =10Ом

 

12.   В спирали электронагревателя, изготовленного из никелиновой проволоки площадью поперечного сечения 0,1 мм², при напряжении 220 В сила тока 4 А. Какова длина проволоки, составляющей спираль?

13.   Безопасной для человека считается сила тока 1 мА. Какой заряд проходит за 1 с при таком токе? Сколько электронов должно проходить через поперечное сечение проводника за 1 с, чтобы создать такую силу тока?

14.   Определите напряжение на концах стального проводника длиной 140 см и площадью поперечного сечения 0,2 мм², в котором сила тока 250 мА.

15.   Вычислите общее сопротивление цепи, если R₁ =4Ом,  R₂ =5Ом,  R₃ =6Ом.R₄ =8Ом,  R₅ =10Ом,  R₆=12Ом.

 

16.   Рассчитайте силу тока, проходящего по медному проводу длиной 100 м и площадью поперечного сечения 0,5 мм² при напряжении 6,8 В

17.   Вычислите общее сопротивление цепи, если R₁ =4Ом,  R₂ =5Ом,  R₃

=6Ом.R₄ =8Ом,  R₅ =10Ом

 

18.   Длина провода, подводящего ток к потребителю, равна 60 м. Какое сечение должен иметь медный провод, если при силе протекающего по нему тока 160 А потеря напряжения составляет 8 В?

19.   Через проводник длиной 12 м и сечением 0,1 мм², находящийся под напряжением 220 В, протекает ток 4 А. Определите удельное сопротивление проводника.

20.   Вычислите общее сопротивление цепи, если R₁ =4Ом,  R₂ =5Ом,  R₃ =6Ом.R₄ =8Ом,  R₅ =10Ом,  R₆=12Ом.

 

21.   Каково удельное сопротивление провода, если его длина 10,0 км, площадь поперечного сечения 70,0 мм2  и сопротивление 3,5 0м.

22.   Сила тока в электролампе прожектора 2 А. Как велико напряжение, приложенное к прожектору, если он за 1 мин потребляет 45,6 кДж энергии?

23.   Какова сила тока в лампочке велосипедного фонарика, если при напряжении 4 В в ней за 1 с расходуется 0,8 Дж электроэнергии?

24.   Имеются две проволоки одинакового сечения и длины. Одна проволока — из меди, другая — из никелина. Какая из них имеет меньшее сопротивление? Почему? Во сколько раз? б) Во сколько раз отличаются сопротивления двух алюминиевых проводов, если один из них имеет в 6 раз большую длину и в 3 раза большую площадь поперечного сечения, чем другой?

25.   Из двух отрезков проволоки первый в 8 раз длиннее, но второй имеет вдвое большую площадь поперечного сечения. Как велико отношение сопротивлений этих отрезков?

26.   Ученик заменил перегоревшую медную спираль на стальную такого же сечения и длины. Как изменится сила тока в новой спирали по сравнению с медной, если напряжение на ее концах такое же, какое было на медной?  б) Какого сечения взят медный провод, если при длине 1000 м его сопротивление равно 1,1 Ом?

27.   Два алюминиевых провода одинакового сечения имеют разную длину. Как это различие сказывается на величине сопротивления проводников?

28.   Каким должен быть диаметр медного провода длиной 10 м, если его сопротивление во избежание перегрева не должно превышать 1 Ом?

29.   На катушку электромагнита намотан медный провод сечением 0,03 мм² и длиной 200 м. Найдите сопротивление обмотки и ее массу.

30.   Железная и алюминиевая проволоки имеют равные массы и одинаковые длины. Какая из них обладает большим сопротивлением?

3.2.3 Закон Ома для полной цепи. 

Электродвижущей силой (ЭДС) называется физическая величина, равная отношению работы A_ст сторонних сил при перемещении заряда q от отрицательного полюса источника тока к положительному к величине этого заряда.

 

Таким образом, ЭДС определяется работой, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда. Электродвижущая сила, как и разность потенциалов, измеряется в вольтах (В)

 

где ℰ – ЭДС источника тока (В); А_ст – работа сторонних сил по перемещению заряда (Дж); q – величина перемещаемого заряда (Кл). 

 

Эта формула выражает закон Ома для полной цепи: сила тока в полной цепи равна электродвижущей силе источника, деленной на сумму сопротивлений однородного и неоднородного участков цепи.

где I – сила тока в цепи (А); ℰ – ЭДС источника тока (В); R – внешнее

сопротивление цепи (Ом); r – сопротивление источника (Ом). 

При коротком замыкании сопротивление внешней части цепи

стремится к нулю, т.е. R ≈ 0, тогда 

 

где I_кз – ток короткого замыкания (А); ℰ – ЭДС источника тока (В); r –

сопротивление источника (Ом). 

Отношение  

называется коэффициентом полезного действия источника.

 Внеаудиторная самостоятельная работа  по теме «Закон Ома для полной цепи» Примеры решения задач

1.Электрическая цепь состоит из источника тока с ЭДС 4В  внутренним сопротивлением 1Ом, который замкнут на сопротивление3Ом.  Чему равна сила тока в цепи?

Решение:

 

 2.Определите силу тока при коротком замыкании батарейки с ЭДС 10 В, если при замыкании ее на внешнее сопротивление 4 Ом ток в цепи равен 2 А.

Решение:

 

    Решите задачи

1 Уровень

1.        Электрическая цепь состоит из источника тока с ЭДС 6В внутренним сопротивлением 2Ом  и реостата сопротивлением 4 Ом .Чему равна сила тока в цепи?

2.        Электрическая цепь состоит из источника тока с ЭДС 16В внутренним сопротивлением 2Ом  и реостата сопротивлением 14 Ом .Определите силу тока в цепи.

3.        Аккумулятор мотоцикла имеет ЭДС 6 В и внутреннее сопротивление 0,5 Ом. К нему подключен реостат сопротивлением 5,5 Ом. Найдите силу тока в реостате.

4.        ЭДС батарейки карманного фонарика равна 3,7 В, внутреннее сопротивление 1,5 Ом. Батарейка замкнута на сопротивление 11,7 Ом. Каково напряжение на зажимах батарейки?

5.        К источнику с ЭДС 12В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключен реостат, сопротивление которого 5 Ом. Найти силу тока в цепи и напряжение на зажимах источника.

6.        ЭДС батареи 6 В. Внешнее сопротивление цепи равно 11,5 Ом, а внутреннее — 0,5 Ом. Найти силу тока в цепи и напряжение на зажимах батареи.

7.        Гальванический элемент с ЭДС 15 В и внутренним сопротивлением 1 Ом замкнут на сопротивление 4 Ом. Найдите силу тока в цепи.

8.        Батарея с ЭДС 20 В имеет внутреннее сопротивление 1 Ом. При каком внешнем сопротивлении сила тока в цепи будет 2 А?

9.        В проводнике сопротивлением 2 0м, подключенном к элементу с ЭДС=1,1 В, идет ток 0,5 А, Какова сила тока при коротком замыкании элемента?

10.   В проводнике сопротивлением 2 Ом, подключенном к элементу с ЭДС 2,2 В, идет ток силой 1 А. Найдите ток короткого замыкания элемента

11.   Гальванический элемент с ЭДС 15,0 В и внутренним сопротивлением 0,2 Ом замкнута на внешнее сопротивление 20,0 Ом. Чему равно напряжение на внешнем сопротивлении

12.   ЭДС источника напряжения 6,0 В. При внешнем сопротивлении цепи 1,0 Ом ток равен 3,0 А, Каким будет ток короткого замыкания?

13.   В проводнике сопротивлением 2 Ом, подключенном к элементу с ЭДС 2,2 В, идет ток силой 1 А. Найдите ток короткого замыкания элемента.

14.   При подключении источника тока с ЭДС 15 В к некоторому сопротивлению напряжение на полюсах источника оказывается 9 В, а сила тока в цепи 1,5 А. Найдите внутреннее сопротивление источника. 15. Определите силу тока при коротком замыкании батарейки с ЭДС 9 В, если при замыкании ее на внешнее сопротивление 3 Ом ток в цепи равен 2 А.

16.   К источнику тока с ЭДС 9 В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом необходимо подключить лампочку, рассчитанную на напряжение 3 В и силу тока 0,3 А. Какое потребуется дополнительное сопротивление и как его надо включить в цепь?

17.   Сила тока короткого замыкания от аккумулятора с ЭДС 2 В равна 50 А. Определить силу тока, если аккумулятор будет замкнут на резистор, сопротивление которого 0,96 Ом.

18.   ЭДС батареи 12 В, а напряжение на ее зажимах 11,6 В. Сила тока в цепи 8 А. Определить внешнее и внутреннее сопротивления.

19.   Определить внутреннее сопротивление гальванического элемента с ЭДС 1,45 В, если при замыкании его на нагрузку в 2 Ом напряжение на зажимах элемента становится равным 1,2 В.

20.   ЭДС источника тока 1,2 В. При каком сопротивлении нагрузки сила тока будет 0,6 А, если при коротком замыкании она 2,4 А?

21.   ЭДС батареи 9,3 В. При подключении к ней внешней цепи напряжение на зажимах батареи стало 9 В, а сила тока в цепи 1,5 А. Определить внешнее и внутреннее сопротивление цепи.

22.   Аккумулятор с ЭДС 2 В и внутренним сопротивлением 0,1 Ом питает внешнюю цепь сопротивлением 12,4 0м. Определить силу тока в цепи и силу тока при коротком замыкании.

23.   Источник тока с ЭДС 1,2 В и внутренним сопротивлением 0,4 Ом питает внешнюю цепь. Определить, при каком сопротивлении внешней части цепи сила тока будет 0,6 А.

24.   Когда к источнику тока с ЭДС 2 В подключили резистор сопротивлением 22 Ом, падение напряжения на нем оказалось 1,6 В. Определить силу тока при коротком замыкании.

25.   Когда к источнику тока с ЭДС 2 В подключили резистор сопротивлением 20 Ом, падение напряжения на нем оказалось 1,6 В. Определить силу тока при коротком замыкании.

26.   Сила тока при коротком замыкании батареи аккумуляторов с ЭДС 12

В равна 150 А. Определить силу тока, если батарею замкнуть резистором, сопротивление которого 0,42 Ом.

27.   Источник тока с ЭДС 6 В питает внешнюю цепь. Напряжение на ее2    концах 5,4 В, а сила тока 1,5 А. Определить внешнее и внутреннее 

сопротивления.

28.   Внутреннее сопротивление источника тока 0,8 Ом, сопротивление внешней части цепи 1,2 Ом. Определить ЭДС истопника тока и напряжение на его зажимах, если сила тока в цепи 3 А.

29.   При коротком замыкании гальванического элемента с ЭДС 1,8 В сила тока в цепи равна 6 А. Каким должно быть сопротивление внешней цепи при силе тока 4 А.

30.   ЭДС батареи равна 1,55 В. При замыкании ее на нагрузку сопротивлением 3 Ом напряжение на полюсах батареи становится равным 0,95 В. Каково внутреннее сопротивление батареи?

Решите задачи

2 уровень

1.        Источник  с ЭДС 2 В и внутренним сопротивлением 0,8 Ом замкнут никелиновой проволокой длиной 2,1 м и сечением 0,21 мм². Определите напряжение на зажимах источника тока.

2.        Напряжение на зажимах генератора 36 В, а сопротивление внешней цепи в 9 раз больше внутреннего сопротивления. Какова ЭДС генератора?

3.        При подключении к батареи гальванических элементов резистора сопротивлением 18 Ом сила тока в цепи была 1 А, а при подключении резистора сопротивлением 8 Ом сила тока стала 1,8 А. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление батареи.

4.        5. Какова ЭДС элемента, если при измерении напряжения на его     зажимах вольтметром, внутреннее сопротивление которого 20 Ом, мы получаем напряжение 1,37 В, а при замыкании элемента на     сопротивление 10 Ом получаем ток 0,132 А? 

5.        Гальванический элемент дает на внешнее сопротивление 4 Ом ток  0,2 А. Если же внешнее сопротивление 7 Ом, то элемент дает ток  0,14 А. Какой ток даст элемент, если его замкнуть накоротко?

6.        Определить внутреннее сопротивление аккумулятора, если известно, что при замыкании его на внешнее сопротивление  1 Ом напряжение на зажимах аккумулятора 2 В, а при замыкании на сопротивление  2 Ом напряжение на зажимах  2,4 В. Сопротивлением подводящих проводов пренебречь.

7.        Проводник какого сопротивления надо включить во внешнюю цепь генератора с ЭДС 220 В и внутренним сопротивлением 0,1 Ом, чтобы на его зажимах напряжение оказалось равным 210 В?

8.        При подключении внешней цепи напряжение на полюсах источника равно 9 В, а сила тока в цепи — 1,5 А. Каково внутреннее сопротивление батареи и сопротивление внешней цепи? ЭДС источника 15 В.

9.        Найти внутреннее сопротивление и ЭДС батареи аккумуляторов, если при сопротивлении внешней части цепи 2,0 Ом то равен 0,80 А, а при сопротивлении 3 Ом - 0,60 А.

10.   По цепи, состоящей из источника тока с ЭДС 6В и внутренним сопротивлением 2 Ом и реостата, идет ток силой 0,5 А. Какой силы пойдет ток при уменьшении сопротивления реостата в два раза?

11.   Определить потерю напряжения внутри источника тока и его ЭДС, если потеря напряжения на внешней части цепи 1,2В, сопротивление внешней части цепи1,5 Ом, внутреннее сопротивление источника тока 0,3 Ом.

12.   Аккумулятор с внутренним сопротивлением 0,2 Ом и ЭДС 2 В замкнут проволокой сечением 1 мм² и удельным сопротивлением 10^-7 Ом*м. Найдите длину проволоки, если сила тока в цепи 4 А.

13.   Если к батарее с ЭДС 3 В и внутренним сопротивлением 2 Ом накоротко подсоединить амперметр, то он покажет силу тока 1 А. Определите сопротивление амперметра.

14.   Два сопротивления 30 Ом и 20 Ом, соединенные параллельно, подключены к аккумулятору, ЭДС которого 14 В. Сила тока в общей цепи равна 1 А. Найдите ток короткого замыкания.

15.   После включения внешней цепи разность потенциалов на зажимах батареи оказалась равной 18 В. Чему равно внутреннее сопротивление батареи, если ЭДС батареи 30 В, а сопротивление внешней цепи 6 Ом 

16.   Внутреннее сопротивление батареи с ЭДС 3,6 В равно 0,1 Ом. К батарее подключены параллельно три лампочки сопротивлением по 1,5 Ом каждая. Найдите напряжение  на клеммах батареи.

17.   Источник постоянного тока с ЭДС 15 В и внутренним сопротивлением 1,4 Ом питает внешнюю цепь, состоящую из двух параллельно соединенных сопротивлений 2 Ом и 8 Ом. Найдите разность потенциалов на зажимах источника.

18.   Источник ток с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 1 Ом питает три параллельно соединенных сопротивления по 6 Ом каждое.

Определите напряжение на одном сопротивлении.

19.   Цепь состоит из источника тока с ЭДС 7.5 В и внутренним сопротивлением 0,3 Ом и двух параллельно соединенных проводников с сопротивлениями 2 Ом и 3 Ом. Определите силу тока во втором проводнике.

20.   Батарея подключена к сопротивлению 10 Ом, при этом сила тока в цепи 2 А. Если ту же батарею подключить к сопротивлению 20 Ом, сила тока будет 1,5 А. Найдите внутреннее сопротивление батареи.

21.   При замыкании элемента на сопротивление 1,8 Ом в цепи идет ток силой 0,7 А, а при замыкании на сопротивление 2,3 Ом сила тока в цепи 0,56 А. Найдите ток короткого замыкания.

22.   Амперметр с внутренним сопротивлением 2 Ом, подключенный к зажимам батареи, показывает силу тока 5 А. Вольтметр с внутренним сопротивлением 150 Ом, подключенный к зажимам такой же батареи, показывает 12 В.  Найдите силу тока (в мА) короткого замыкания батареи.

23.   В цепи, состоя щей из источника тока с ЭДС 6 В и внутренним сопротивлением 2 Ом и реостата, идет ; эк силой 1 А. Какова будет сила тока в цепи, если сопротивление реостата уменьшить в 4 раза?

24.   К источнику тока присоединили последовательно два одинаковых сопротивления. Когда их соединили параллельно, сила тока в цепи увеличилась в 3 раза. Во сколько раз каждое из сопротивлений больше внутреннего сопротивления источника?

25.   Аккумулятор замкнут на сопротивление 5 Ом. Для измерения силы тока в сеть включили амперметр с внутренним сопротивлением 2,5 Ом, и он показал 2 А. Какова была сила тока в цепи до включения амперметра?

Внутренним сопротивлением аккумулятора пренебречь

26.   Батарея аккумуляторов, используемая в автомобиле, имеет ЭДС 12 В и внутреннее сопротивление 0,15 Ом. К зажимам батареи подключена переносная лампа. Сопротивление подводящих проводов 0,45 Ом, а сила тока в них 0,6 А. Определить сопротивление лампы и потерю напряжения в подводящих проводах.

27.   Вольтметр, подключенный к зажимам источника тока, показал 1,8 В при силе тока 2,0 А и 1,83 В при силе тока 1,4 А. Определить внутреннее сопротивление источника тока, его ЭДС и силу тока при коротком замыкании.

28.   Последовательно или параллельно надо соединить два элемента по 1,45 В и внутренним сопротивлением 0,25 Ом каждый, чтобы во внешней цепи сопротивлением 1,8 Ом получить наибольшую силу тока?

29.   Два одинаковых резистора соединены параллельно и подключены к источнику тока с ЭДС 4 В и внутренним сопротивлением 1,2 Ом. Определить сопротивление одного резистора, если сила тока в нем 0,4 А. Сопротивление соединительных проводов не учитывать.

30.   Напряжение на зажимах сварочного аппарата 30 В, а на зажимах питающего его генератора 32 В. При какой силе тока осуществляется сварка, если сопротивление генератора 0,04 Ом, а его ЭДС 40 В? Какова потеря напряжения в подводящих проводах и их сопротивление?

Краткое описание документа:

Пособие содержит теоретический материал для самоподготовки студентов по разделу «Законыпостоянного тока », 2 варианта по 30 расчетных задач репродуктивного и творческого характера , может быть использовано преподавателем для выполнения домашних заданий , проведения самостоятельных работ по теме , осуществления текущего контроля знаний, умений и навыков студентов , в качестве индивидуальных дополнительных упражнений, а также с целью самоподготовки студентов к ЕГЭ.