Контрольная работа 2. Постоянный электрический ток

Вариант 1 1.   а)  I= U R 1 ; R 1 = ρ l 1 S 1 ; I= U S 1 ρ l 1 ; I=0,7 A .       б)  I=en υ 1 S 1 ; υ 1 = I en S 1 ; υ 1 =0,103⋅ 10 −3  м/с .       в)  I=en υ 1 S 1 ; I=en υ 2 S 2 ; S 2 =4 S 1 ; υ 1 S 1 =4 υ 2 S 1 ; υ 2 = υ 1 4 ; υ 2 =0,026⋅ 10 −3  м/с . 2.   а)  I= ℰ R+r ; R= R 1 + R 2 + R 3 ; r= ℰ I −( R 1 + R 2 + R 3 ) ; r=1 Ом .       б)  I 1 = ℰ R 1 + R 2 + R 3 2 +r ; I 1 =1,2 A .       в)  P r = I 1 2 r ; P r =1,44 Вт . 3.   а)  A 1 =UI t 1 ; A 1 =304 кДж .       б)  η= A п1 ⋅100( % ) A 1 ; η= mgh⋅100( % ) A 1 ; h= η A 1 mg⋅100( % ) ; h=18,24 м .       в)  m g → + F → + F → A =0 .       По оси OY: −mg+F+ F A =0 ; F=mg− F A ; F A = ρ в gV= ρ в gm ρ б ; F=mg( 1− ρ в ρ б ) ; η= A п2 ⋅100( %) A 2 ; A п2 =Fh=mg( 1− ρ в ρ б ) h ; A 2 = mg( 1− ρ в ρ б ) h η ⋅100(%) ; A 1 A 2 = A 1 η mg( 1− ρ в ρ б) h⋅100(%) = ρ б ρ б − ρ в ; A 1 A 2 =1,67 . Энергетические затраты уменьшатся в 1,67 раза.

Вариант 2 1.   а)  R 1 = ρ l 1 S ; S= π d 2 4 ; R 1 = 4ρ l 1 π d 2 ; R 1 =15,3 Ом .       б)  I 1 = U R 1 ; I 1 = q t ; U= q R 1 t ; U=51 В .       в)  I 2 = U R 2 ; I 2 =envS ; R 2 = ρ l 2 S ; l 2 = U envρ ; l 2 ≈531 м . 2.   a)  I= ℰ R+r ; R= R 1 3 ; r= ℰ I − R 1 3 ; r=1 Ом .       б)  I 4 = ℰ ( R 1 3 + R 4 +r ) ; I 4 =1 A .       в)  P= I 4 2 ( R 1 3 + R 4 ) ; P=5 Вт . 3.   а)  Q 1 = U 2 t R 1 ; Q 1 =387,2 кДж .       б)  η= cm( t 2 o − t 1 o ) Q 1 ⋅100( % ) ; η=86,6% .       в)  η= [ cm( t 2 o − t 1 o )+r m п ] R 2 U 2 t ⋅100( % ) ; m п m = η U 2 t 100( % ) −cm( t 2 o − t 1 o ) R 2 mr R2 ; m п m =0,03 .

Контрольная работа 3. Электрический ток в различных средах

Вариант 1 1.   а) Сопротивление стального проводника увеличивается, так как с повышением температуры усиливаются беспорядочные колебания ионов в узлах кристаллической решетки и электроны проводимости в процессе дрейфа чаще сталкиваются с ионами. Длина свободного пробега электронов уменьшается, а удельное сопротивление возрастает.       б)  R= R 0 ( 1+αΔT ) ; ΔT= R− R 0 α R 0 ; T= T 0 + R− R 0 α R 0 ; T=306 K .       в)  U=const ; P= U 2 R ; ΔP P 0 = R 0 R −1 ; ΔP P 0 =−0,167 , или –16,7%. Уменьшается на 16,7%. 2.   а) Нагревание газа или облучение ультрафиолетовым, рентгеновским либо другим излучением вызывает ионизацию атомов или молекул газа и газ становится проводником электричества.       б)  I н = q t ; q=eN ; N= 2 N 1 V V 1 = 2 N 1 Sd V 1 ; I н = 2e N 1 Sd V 1 t ; I н =2⋅ 10 −10  A .       в)  A i =eEl= eUl d ; U= A i d el ; U=1500 В . 3.   а)  m=kIt ; m=3,24 г .       б)  m=ρV=ρhS ; S= m ρh ; S=90  см 2 .       в)  N= m N A M ; n= N S = m N A MS ; n=4,17⋅ 10 20   см –2 . Вариант 2 1.   а) При увеличении температуры сопротивление полупроводникового термистора уменьшилось, так как увеличилось число электронов проводимости, следовательно, и число дырок.       б)  U= U т + U р ; U= I 1 ( R т1 + R р ) ; R т1 = U I 1 − R р ; R т1 =3600 Ом .       в)  R т2 = U I 2 − R р ; R т1 R т2 = I 2 ( U− I 1 R р ) I 1 ( U− I 2 R р ) ; R т1 R т2 =3,86 . Сопротивление термистора уменьшилось в 3,86 раза.

2.   а) Проводимость межэлектродного промежутка в вакуумной трубке получают введением источника заряженных частиц — металлического электрода, который испускает электроны при нагревании до высокой температуры (явление термоэлектронной эмиссии). К этому электроду подключают отрицательный полюс источника тока, к другому впаянному электроду — положительный полюс. Электрическое поле, созданное между электродами, приводит электроны в направленное движение.       б)  eU= m υ 2 2 ; υ= 2eU m ; υ=2,65⋅ 10 7  м/с .       в)  h= a t 2 2 ; t= l υ ; a= F m = eE m ; h= eE l 2 2m υ 2 ; h=3,38⋅ 10 −3  м .

3.   а)  m=kIt ; m=4,03 г .       б)  m=ρV=ρhS ; h= m ρS ; h=0,04 мм .       в)  η= UIt⋅100( % ) W ; U= ηW It⋅100( % ) ; U=20 В .