Задачи для самостоятельного решения

76. Определить электрическую емкость одного кон­денсатора, если для зарядки батареи, составленной из четырех одинаковых соединенных параллельно конденса­торов, до напряжения 1 кВ при силе тока 0,2 А потребова­лось 0,4 мс. Силу тока в процессе зарядки считать неиз­менной. (0,02 мкФ)

77. Конденсатор емкостью 100 мкФ заряжается до напряжения 500 В за 0,5 с. Каково среднее значение си­лы зарядного тока? (0,1 А)

78. Сколько электронов проходит через поперечное сечение проводника за 1 нс при силе тока 32 мкА? (2·10⁵)

79. Найти скорость упорядоченного движения электронов в проводе сечением 5 мм² при силе тока 10 А, если концентрация электронов проводимости 5·10^-28 м^-3. (0,25 мм/с)

80. По проводнику, площадь поперечного сечения которого равна 1,5 мм², течет электрический ток. Считая концентрацию свободных электронов в веществе равной 10²⁸ м^-3 м, определить среднюю скорость направленного движения свободных электронов, если сила тока равна 0,3 А. (1,25·10^-4м/с)

81. Необходимо изготовить реостат, рассчитанный на 6 Ом, из никелинового провода диаметром 0,8 мм. Какой длины проводник необходимо взять? Каким будет падение напряжении на полностью включённом реостате при силе тока 1,5 А? (7,2 м; 9 В)

82. При включении в электрическую цепь провод­ника, диаметр которого равен 0,50 мм, а длина равна 4,5 м, разность потенциалов на его концах оказалась равной 1,2 В при силе тока 1,0 А. Каково удельное сопротивление ма­териала проводника? (5,3·10-8 Ом·м)

83. Вольфрамовая нить электрической лампы имеет сопротивление 484 Ом при температуре 2100 °С. Определить сопротивление нити при 20 °С. (46 Ом)

84. Нагревательный элемент из фехраля при 18°С имеет сопротивление 15,0 Ом. При какой температуре его сопротивление станет равным 15,3 Ом? (118°С)

85. В сеть с напряжением 220 В включены последовательно реостат и 10 ламп с сопротивлением 24 Ом каждая, рассчитанные на напряжение 12 В каждая. Определить силу тока в цепи и сопротивление реостата, если он вклю­чен полностью. (0,5 А; 200 Ом)

86. Елочная гирлянда состоит из 20 ламп с сопротив­лением 19 Ом каждая, соединенных последовательно. Со­противление подводящих проводов равно 1,0 Ом. Определить ток в гирлянде и падение напряжения в подводящих проводах, если напря­жение в сети составляет 127 В (0,33 А; 0,33В)

87. К двум последовательно соединенным лампам подключили вольтметры, как показано на рисунке. Первый из них показал напряжение 6,0 В, а второй — 20 В. Со­противление первого вольтметра равно 4 кОм. Каково со­противление второго вольтметра? (13 кОм)

88. К потенциометру с сопротивлением 6 кОм прило­жено напряжение 120 В. Между движком и одним концом потенциометра включен вольтметр (см. рисунок), сопротивле­ние которого равно 10 кОм. Что покажет вольтметр, когда движок будет стоять посредине потенциометра? (52 В)

89. Вольтметр, включенный параллельно с лампоч­кой от карманного фонаря (см. рисунок) с сопротивлением 12 Ом, показал 3,6 В. Сопротивление вольтметра равно 60 Ом. Что покажет амперметр? (0,36 А)

90. Какое сопротивление и как нужно подключить к проводнику с сопротивлением 24 Ом, чтобы получить сопротивление 20 Ом? (120 Ом; параллельно)

91. Каково сопротивление реостата в цепи, изображенной на рисунке, если амперметр показывает 0,30 А, а вольтметр 4,0 В? Сопротивление вольтметра равно 80 Ом. (16 0м)

92. На сколько равных частей требуется разрезать проводник с сопротивлением 64 Ом, чтобы, соединив эти части параллельно, получить сопротивление 1 Ом? (на 8)

93. Каково сопротивление каждого из двух провод­ников, если при их последовательном соединении получает­ся сопротивление 20 Ом, а при параллельном 5 Ом? (R₁=R₂=10 Ом)

94. Четыре проводника с сопротивлением по 1,5 Ом каждый требуется соединить так, чтобы получить сопротив­ление 2 Ом. Как это сделать? (три параллельно и один последовательно)

95. Четыре резистора с одинаковыми сопротивлениями, каждое из которых равно r, соединяют различными способами (см. рисунок). Определить общее сопротивление во всех случаях. (4r; r/4; r; r; 4/3·r; 2,5r; 5/3·r; 0,6r; 0,4r)

96. Определить общее сопротивление цепи (см. рисунок) и напряжение между точками А и В, если амперметр пока­зывает 4,0 А. (15 Ом; 60 В)

97. Определить полное сопротивление цепи (см. рисунок), если напряжение между точками А и В равно 110 В. Оп­ределить силу тока в проводниках с сопротивлением 4, 5 и 30 Ом, а также найти распределение падения напряжения. (20 Ом; 2,75 А; 5,5 А; 1,83 А; 11 В; 16,5 В; 27,5 В; 55 В)

98. Цепь составлена из девяти одинаковых проводников по схеме, изображенной на рисунке. Сопро­тивление всей цепи равно 1,5 Ом. Определить сопротивление одного про­водника. (3,3 Ом)

99. В проводнике сопротивлением 2 Ом, подключенном к элементу с ЭДС 1,1 В, сила тока равна 0,5 А. Какова сила тока при коротком замыкании элемента? (5,5 А)

100. Батарейка для карманного фонаря с ЭДС 4,5 В при замыкании на сопротивление 7,5 Ом создает в цепи силу тока 0,5 А. Определить силу тока при коротком замыкании. (3 А)

101. К генератору тока с ЭДС 120 В и внутренним сопротивлением 3 Ом присоединен нагревательный прибор, сопротивление которого равно 21 Ом. Определить силу тока в цепи и падение напряжения внутри генератора. (5 А; 15 В)

102. Кислотный аккумулятор с ЭДС 2,0 В при замы­кании на внешнее сопротивление 4,8 Ом дает силу тока 0,40 А. Определить внутреннее сопротивление аккумуля­тора и напряжение на его зажимах. (0,2 Ом; 1,9 В)

103. Источник электрической энергии с внутренним сопротивлением 0,50 Ом замкнут никелиновым проводни­ком, длина которого равна 12,5 м, а площадь поперечного сечения — 0,50 мм². Определить силу тока в цепи и э. д. с. источника тока, если напряжение на его зажимах равно 5,25 В. (0,5 А; 5,5 В)

104. Каким должен быть диаметр железного провод­ника, чтобы, замкнув им элемент с ЭДС 1,5 В и внутрен­ним сопротивлением 0,20 Ом, получить силу тока 0,60 А? Длина проводника равна 5,0 м. (0,53 мм)

105. ЭДС батарейки для карманного фонаря равна 4,5 В. При внешнем сопротивлении 12 Ом, сила тока в цепи равна 0,3 А. Определить внутреннее сопротивление бата­рейки и падение напряжения в ней. (3 0м; 0,9 В)

106. Как будет изменяться напряжение на зажимах источника электрической энергии при увеличении силы тока в цепи? (будет уменьшаться)

107. Определить к. п. д. источника электрической энергии с ЭДС 1,45 В и внутренним сопротивлением 0,40 Ом при силе тока 2,0А (45%)

108. К гальваническому элементу с внутренним сопро­тивлением 0,60 Ом подключена внешняя цепь, сопротивле­ние которой равно 4,0 Ом. Определить к. п. д. гальвани­ческого элемента. (87%)

109. Определить э. д. с. источника электрического тока с внутренним сопротивлением 0,250 Ом, если при за­мыкании его железным проводником в цепи возникает ток силой 0,500 А. Длина проводника равна 5,00 м, площадь его поперечного сечения 0,200 мм². (1,36 В)

110. Внутреннее сопротив­ление генератора тока равно 0,60 Ом. При замыкании на вне­шнее сопротивление 6,0 Ом на­пряжение на его зажимах ста­новится равным 120 В. Опреде­лить силу тока в цепи и ЭДС генератора. (20 А; 132 В)

111. ЭДС батареи 6 В, её внутреннее сопротивление 0,5 Ом, сопротивление внешней цепи 11,5 Ом. Найти силу тока в цепи, напряжение на зажимах батареи и падение напряжения внутри батареи. (0,5 А; 5,8 В; 0,25 В)

112. При подключённой внешней цепи напряжение на полюсах источника 9 В, а сила тока в цепи 1,5 А. Каково внутреннее сопротивление источника и сопротивление внешней цепи? ЭДС источника 15 В. (4 Ом; 6 Ом)

113. Три элемента, каждый из которых имеет ЭДС 2 В и внутреннее сопротивление 0,35 Ом, соединены в батарею последовательно. К полюсам подключены 2 проводника сопротивлением 2 и 8 Ом, соединённые между собой параллельно. Определить напряжение на зажимах батареи и силу тока в каждом из проводников. (3,6 В; 1,8 А; 0,45 А)

114. К источнику электрического тока с ЭДС = 12 В и внутренним сопротивлением r = 0,60 Ом подключается нагрузка, состоящая из трех одинаковых сопротивлений, соединенных по схеме, приведенной на рисунке. Ампер­метр показывает 2,0 А. Определить каждое сопротивление. (16 Ом)

115. Определить силу тока в цепи и в сопротивлении 2,0 Ом (см. рисунок), если батарея состоит из трех параллель­но соединенных элементов с ЭДС по 1,44 В с внутренним сопротивлением 0,60 Ом каждый. (0,72 А; 0,43 А)

116. Батарея аккумуляторов с внутренним сопротив­лением 0,20 Ом питает десять параллельно соединенных ламп с сопротивлением 250 Ом каждая. Соединительные провода сделаны из медной проволоки, длина которой равна 2,2 м и площадь поперечного сечения равна 0,40 мм². Сила тока в каждой лампе составляет 0,50 А. Определить ЭДС батареи. (130 В)

117. Найти распределение токов и напряжений во внешней цепи (см. рисунок), если ее питают четыре щелоч­ных аккумулятора с ЭДС по 1,4 В и с внутренним сопро­тивлением 0,20 Ом каждый, соединенные в батарею последовательно. (2,8 А; 1,4 А; 1,4 А; 3,3 В; 2,5 В; 0,8 В)

118. Что покажут амперметры и вольтметр (см. рисунок) при положениях переключателя 1, 2, 3, если ЭДС источника = 6,0 В, его внутреннее сопротивлениеr =1,2 Ом, R₁=8,0 Ом и R₂=4,8 Ом? При вычислениях пренебречь сопротивлением проводов и амперметров; со­противление вольтметра считать очень большим. (5 А, 0, 0; 0, 0, 6 В; 1,4 А, 0,9 А, 4,2 В)

119. ЭДС батареи (см. рисунок) 3 В, её внутренне сопротивление 1 Ом, сопротивления резисторов: r₁ = r₂ = 1,75 Ом, r₃ = 2 Ом, r₄=6 Ом. Какова сила тока в резисторе r₄? (0,13 А)

120. Внутреннее сопротивление батареи (см. рисунок) относительно мало, а сопротивление вольтметра 200 Ом. Какое напряжение показывает вольтметр? (3 В)

121. Найти работу тока в течение 1 мин и мощность тока, если: а) сопротивление цепи 2 Ом, а сила тока 100 мА; (1,2 Дж; 20 мВт)

б) сила тока 5 А, напряжение на концах цепи 0,1 кВ; (30 кДж; 0,5 кВт) в) сопротивление цепи 0,1 кОм, а напряжение 100 В. (6 кДж; 0,1 кВт)

122. Дуговая сварка ведется при напряжении 40 В и силе тока 500 А. Определить потребляемую мощность и энергию, израсходованную за 30 мин работы.(20кВт; 3,6·10⁷Дж)

123. Какая мощность потребляется дуговой сталепла­вильной печью, работающей от источника с напряжением 220 В при силе тока 30 кА? Сколько энергии израсходуется за 5 ч работы печи? (6,6 МВт; 3,3·10⁴ кВт·ч)

124. Кипятильник работает от сети с напряжением 125В. Какая энергия расходуется в кипятильнике за 10 мин, если через него за это время проходит электрический заряд, равный 4,8·10³ Кл? Определить силу тока, проходящего через нагревательный элемент кипятильника, и сопротив­ление кипятильника. (600 кДж; 8 А; 16 Ом)

125. Какое количество теплоты выделилось в реостате, сопротивление которого 6,0 Ом, если за 5,0 мин через него прошел электрический заряд, равный 600 Кл? Ответ вы­разить в джоулях и калориях. (7200 Дж; 1714 кал.)

126. Определить сопротивление нагревательного эле­мента кипятильника, работающего от сети с напряжением 220В, если за10мин работы в нем выделилось в виде тепла 578 кДж энергии. (50 Ом)

127. Два проводника сопротивлением 10 и 23 Ом включены в сеть напряжением 100 В. Какое количество теплоты выделится в каждую секунду в каждом проводнике, если их соединить: 1) последовательно; 2) параллельно? (90 Дж; 210 Дж; 1 кДж; 0,44 кДж)

128. В сеть с напряжением 120 В последовательно с электрической дугой включен полностью введенный рео­стат. Падение напряжения на электродах дуги равно 45 В. Сила тока в цепи равна 12 А. Определить падение напряже­ния на реостате, его сопротивление, а также распределение мощности между дугой и реостатом. (75 В; 6,3 Ом; 540 Вт; 900 Вт)

129. Генератор тока с ЭДС, равной 138 В, имеет внутреннее сопротивление 0,050 Ом и питает параллельно соединенные лампы. Сопротивление каждой лампы равно 300 Ом, напряжение на лампах равно 120 В. Сопротивле­ние соединительных проводов равно 0,25 Ом. Сколько ламп включено в цепь? Определить полезную мощность. (150; 7,2 кВт)

130. Определить сопротивление нагревательного эле­мента электрического чайника, в котором 1,8 л воды с на­чальной температурой 10 °С нагреваются до 100 °С за 22,5 мин. Электрический чайник работает от сети с напря­жением 120 В и имеет к. п. д. 80%. Чему равна сила тока в нагревательном элементе? (23 Ом; 5,3 А)

131. Сколько льда, имеющего температуру 263 К, можно растопить за 10 мин на электрической плитке, ра­ботающей от сети с напряжением 220 В при силе тока 3,0 А, общий к. п. д. установки равен 80 %? (0,93 кг)

132. Тяговый электродвигатель подъемного крана ра­ботает от сети с напряжением 220 В при силе тока 10 А и за 1 ч 20 мин поднимает на высоту 30 м груз массой 26 т. Определить мощность тока, потерю мощности установки и её к.п.д. (2,2 кВт; 0,6 кВт; 72 %)

133. Какова должна быть сила тока в нагревателе сопротивлением 100 Ом, чтобы в течение 1 с расплавился 1 г тающего льда? Нагрелся 1 г воды от точки плавления до точки кипения? Превратился в пар 1 г кипящей воды? (1,8 А; 2 А; 4,8 А)