Занятие 32.

Работа и мощность тока.

Работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на концах этого участка на силу тока и на время, в течение которого совершалась работа.

A = UIt.

Работа электрического тока измеряется в джоулях.

Мощность электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на силу тока:

P = UI.

Мощность в системе СИ измеряется в ваттах (Вт).

Задачи для фронтального решения:

1) Определить силу тока короткого замыкания источника ЭДС 16 В, если мощность, потребляемая сопротивлением 24 Ом, подключенным к этому источнику равна 6 Вт.

2) Два сопротивления при последовательном включении в сеть с напряжением 100В потребляют из сети мощность 40Вт. При параллельном включении в ту же сеть они потребляют суммарную мощность 250 Вт. Найти величины этих сопротивлений.

3) Через резистор, подключенный к источнику ЭДС с внутренним сопротивлением 20 Ом, течет ток силой 0,2 А. Мощность, потребляемая резистором, 4Вт. Какое сопротивление следует подключить к этому источнику ЭДС, чтобы падение напряжения на сопротивлении составило 16 В.

4) Два сопротивления, включенные последовательно, присоединены к источнику ЭДС. Напряжение на зажимах первого сопротивления равно 40 В, второго – 20 В. Внешняя цепь потребляет мощность 120 Вт. Найти величины сопротивлений.

5) При замыкании на сопротивление 8 Ом источник с ЭДС 4В дает ток 0,4 А. Какую наибольшую полезную мощность может дать источник?

6) ЭДС источника равна 12 В, внутреннее сопротивление 2 Ом. Если к источнику подключить резистор, в цепи идет ток 2 А. Какая мощность выделится во внешней цепи, если к источнику подключить два таких резистора, соединенных последовательно?

7) Две лампочки, рассчитанные на некоторое напряжение U, и номинальные мощности 60 и 40 Вт соответственно, подключены последовательно к источнику напряжения U. Найти мощности, потребляемые каждой лампочкой.

8) Каждая из двух параллельно соединенных одинаковых лампочек, подключенных к источнику тока, потребляет 8 Вт. Найти мощность, потребляемую одной лампочкой при отключении второй, если сопротивление лампочки в 6 раз больше внутреннего сопротивления источника.

9) Из провода сопротивлением 18 Ом сделали контур в форме равностороннего треугольника. Какая мощность выделится в контуре, если к двум его вершинам подключить источник с ЭДС, равной 12В, и внутренним сопротивлением равным половине сопротивления внешней цепи.

10) Если два сопротивления соединить параллельно и включить в сеть с некоторым напряжением, то на одном из них выделится мощность 100 Вт, а на другом – 400 Вт. Какая мощность выделится на каждом из этих сопротивлений, если их последовательное соединение включить в ту же самую сеть?

1 1) В изображенной на рисунке схеме ЭДС батареи 10 В, емкость конденсатора 2 мкФ, индуктивность катушки L неизвестна. При разомкнутом ключе К конденсатор заряжен до напряжения 0,5 ЭДС. Пренебрегая омическим сопротивлением цепи, определите максимальный заряд конденсатора после замыкания ключа.

12. И сточник постоянного напряжения с ЭДС 100 В подключен через резистор к конденсатору переменной емкости, расстояние между пластинами которого можно изменять ( см.рисунок). Пластины медленно раздвинули, совершив при этом работу 90мкДж против сил притяжения пластин. С момента начала движения пластин до полного затухания возникших при этом переходных процессов в электрической цепи выделилось количество теплоты 40 мкДж. На сколько в итоге изменился заряд конденсатора?

1 3) В электрической схеме, показанной на рисунке, замкнут ключ К. ЭДС батарее 24 В, ее внутреннее сопротивление 5 Ом, сопротивление резистора 25 Ом. После размыкания ключа К в результате разряда конденсатора на резисторе выделяется количество теплоты 20 мкДж. Найдите емкость конденсатора.

14) Электрическая цепь состоит из источника тока и реостата. Внутреннее сопротивление источника 2 Ом. Сопротивление реостата можно изменять в пределах от 1Ом до 5 Ом. Максимальная мощность тока, выделяемая в реостате, равна 4,5 Вт. Чему равна ЭДС источника?

Задачи для самостоятельного решения:

1) Определить силу тока короткого замыкания источника ЭДС, если при токе 2 А во внешней цепи выделяется мощность 24 Вт, а при токе 5 А – мощность 30 Вт.

2) Аккумулятор при силе тока 5А отдает во внешнюю цепь мощность 35 Вт, а при напряжении во внешней цепи 4В – мощность 32 Вт. Найти максимальную мощность, которую источник может отдавать во внешнюю цепь.

3) Источник с ЭДС 12В имеет внутреннее сопротивление 1 Ом. Когда к источнику подключили резистор, сила тока в цепи оказалась равной 2,4 А. Какая мощность выделится на внешнем участке цепи, если параллельно с резистором соединить второй такой же?

4) К источнику с ЭДС, равной 6 В, подключен проводник с сопротивлением 4 Ом. При этом амперметр, включенный в цепь, показывает 1 А. Затем последовательно с проводником подключили проводник с сопротивлением 6 Ом. Найти мощность, выделяющуюся во втором проводнике. Сопротивлением амперметра пренебречь.

5) Из провода сопротивлением 20 Ом сделан квадратный контур. Какая мощность выделится в контуре, если к его диагональным вершинам подключить источник с ЭДС равной 12В, и внутренним сопротивлением, равным половине сопротивления внешней цепи.

6) Если участок цепи состоит из двух последовательно соединенных проводников одинакового сечения, но разной длины и разного материала и на проводниках при пропускании тока выделяется одинаковая мощность , то справедливо соотношение

1) 2) 3)

4) 5)

7) Два последовательно соединенных проводника, сопротивления которых равны 10 Ом и 20 Ом, подключены к источнику тока с напряжением 120 В. Мощность, выделяемая в проводнике с сопротивлением 20 Ом равна …

1) 80 Вт 2) 160 Вт 3) 240 Вт 4) 320 Вт 5) 360 Вт

8) Электрический двигатель, обмотка которого имеет сопротивление 2,2 Ом, работает от источника с напряжением 220 В при силе тока 5 А. Полезная мощность, получаемая от электродвигателя, равна …

1) 55 Вт 2) 484 Вт 3) 820 Вт 4) 1045 Вт 5) 1100 Вт

9) Гирлянда из 12 ламп, соединенных последовательно, подключена к источнику постоянного напряжения. Как изменится расход электроэнергии, если количество ламп сократить до 10?

1) уменьшится в 1,44 раза 2) увеличится в 1,44 раза

3) увеличится в 1,2 раза 4) уменьшится в 1.2 раза

5) не изменится

10) Стоимость 1 кВт^.ч электроэнергии равна 50 коп. Если паяльник, включенный в сеть с напряжением 220 в, в течение 1 ч израсходовал электроэнергии на 10 коп., то сопротивление его спирали равно …

1) 110 Ом 2) 164 Ом 3) 242 Ом 4) 364 Ом 5) 468 Ом

1 1) Источник постоянного напряжения с ЭДС 100 В подключен через резистор к конденсатору переменной емкости, расстояние между пластинами которого можно изменять ( см.рисунок). Медленно сблизив пластины, емкость конденсатора изменили на 0,01 мкФ. Какую работу совершили силы притяжения пластин, если с момента начала движения пластин до полного затухания возникших при этом переходных процессов в электрической цепи выделилось количество теплоты 10 мкДж?

12) На входе в электрическую цепь квартиры стоит предохранитель, размыкающий цепь при силе тока 10 А. Подаваемое в цепь напряжение равно 110 В. Какое максимальное число электрических чайников, мощность каждого из которых равна 400 Вт, можно одновременно включить в квартире?

1)

2,7

2)

2

3)

3

4)

2,8

Рекомендуемое домашнее задание:

вопросы А22 тестов 2,3,4,5,8,9,10,11,12,13.