2 семестр / ИДЗ_пост_ток / IDZ_Post

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ. ПОСТОЯННЫЙ ТОК.

1. Генератор с ЭДС Е = 240 В и с внутренним сопротивлением r = 0.4 Ом питает N₁ = 20 ламп с сопротивлением по R₁ = 360 Ом и N₂ = 10 ламп с сопротивлением по R₂ = 720 Ом. Все лампы соединены параллельно. Сопротивление подводящих проводов r_пр = 1,2 Ом. Найти напряжение на лампах.

2. Батарея аккумуляторов с общим внутренним сопротивлением r = 1 Ом нагружена резистором с сопротивлением R. Вольтметр, подключенный к зажимам батареи, показывает напряжение U₁ = 20 В. Когда параллельно нагрузке присоединяется второй такой же резистор, показания вольтметра уменьшаются до U₂ = 15 В. Определить R, считая, что сопротивление вольтметра намного больше R.

3. Показания амперметра с внутренним сопротивлением R_А = 2 Ом, подключенного к источнику тока, составили I = 5 А. Вольтметр с внутренним сопротивлением R_В = 15 Ом, подключенный к этому источнику, показал U = 12 В. Определить ток короткого замыкания источника.

4. Из N = 200 одинаковых источников ЭДС составлена батарея аккумуляторов так, что имеется n соединенных последовательно групп, в каждой из которых содержится m источников, соединенных параллельно. Внутреннее сопротивление каждого из источников r = 2 Ом. Батарея замкнута на внешнее сопротивление R = 100 Ом. Определите значения m и n, при которых сила тока в цепи максимальна.

5. Батарея из n = 10 аккумуляторов с ЭДС Е =2,2  В и внутренним сопротивлением r = 0,2 Ом каждый поставлена на зарядку током I_З = 10 А.. Что покажет вольтметр, подключенный к зажимам батареи: 1) при зарядке; 2) при разрядке, если разрядный ток равен I_Р = 5 А?

5. Пространство между обкладками сферического конденсатора (r₁ = 5 см и r₂ = 10 см) заполнено химически чистой водой с удельным сопротивлением r = 1×10⁶ Ом×м. Определить сопротивление утечки конденсатора.

5.  Между обкладками сферического конденсатора с r₁ = 1 см и r₂ = 2 см поддерживается постоянная разность потенциалов U = 100 В. Пространство между обкладками заполнено однородной средой с r = 1×10⁵ Ом×м. Вычислить сопротивление среды между обкладками и силу тока через конденсатор.

5. Два электрода в виде металлических шариков радиусом r = 5 мм помещены в среде, удельное сопротивление которой r = 1×10¹⁰ Ом×м. Расстояние между центрами шариков a = 10 см. Найти сопротивление среды между электродами.

5. Рассчитать сопротивление одного погонного метра коаксиального кабеля, если диаметр внутреннего провода d₁ = 1 мм, внешней металлической оплетки d₂ = 4 мм. Пространство между проводом и оплёткой заполнено изотропным диэлектриком с удельным сопротивлением r = 2,36×10¹⁰ Ом×м.

5. Найти сопротивление заземления, выполненного в виде шара радиусом r = 0,5 м, закопанного в землю. Удельное сопротивление земли r = 1×10⁴ Ом×см.

5. При зарядке аккумулятора током I_З = 2 А напряжение на его зажимах U₁ = 14 В. При разрядке этого аккумулятора током I_Р = 1 А напряжение на его зажимах U₂ = 11 В. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора.

5. Если амперметр и вольтметр соединить параллельно к аккумулятору, то они покажут соответственно I₁ = 2 А и U₁ = 4 В. При последовательно соединённых приборах их показания при подключении к тому же источнику I₂ = 1 А и U₂ = 10 В. Определить ток короткого замыкания.

5. В цепи, изображённой на рисунке, ЭДС источника Е = 24 В, внутреннее сопротивление r = 1 Ом, R₁ = 5 Ом, R₂ = 6 Ом, R₃ = 3 Ом. Определить падение напряжения на резисторе R₂ и ток в резисторе R₁.

5. В цепи, изображённой на рисунке, ЭДС источника Е = 9 В, внутреннее сопротивление r = 0,5 Ом, R₁ = 3 Ом, R₂ = 9 Ом, R₃ = 6 Ом. Определить падение напряжения на резисторе R₂ и ток в резисторе R₃.

5. В цепи, изображённой на рисунке, ЭДС источника Е = 25 В, внутреннее сопротивление r = 0,6 Ом, R₁ = 2 Ом, R₂ = 4 Ом, R₃ = 6 Ом. Определить падение напряжения на резисторе R₂ и ток в резисторе R₃.

5. Н а схеме (см. рис.) Е — источник с ЭДС Е = 6 В и внутренним сопротивлением r= 0,4 Ом. Сопротивления резисторов: R₁ = 8 Ом, R₂ = 6Ом, R₃ = 3 Ом. Определить токи в резисторах R₁ и R₃.

5. Батарейка замкнута на два соединённых параллельно одинаковых резистора сопротивлением R = 10 Ом каждый, при этом напряжение U₁ на контактах батарейки равно 8 В. Когда батарейку замкнули на те же резисторы, но соединённые последовательно, напряжение U₂ на её контактах стало равно 12 В. Найти внутреннее сопротивление r батарейки.

5. Батарейка с внутренним сопротивлением r = 6 Ом замкнута на два соединённых параллельно одинаковых резистора, при этом напряжение U₁ на контактах батарейки равно 4 В. Когда батарейку замкнули на те же резисторы, но соединённые последовательно, напряжение U₂ на её контактах стало равным 10 В. Найти сопротивление R резистора.

5. Батарейка замкнута на два соединённых параллельно резистора, сопротивление каждого из которых R = 2 Ом, при этом напряжение U₁ на контактах батарейки равно 1,5 В. Когда батарейку замкнули на те же резисторы, но соединённые последовательно, напряжение U₂ на её контактах стало равным 4 В. Каким станет равным напряжение на контактах батарейки, если резисторы отключить?

5. Батарейка замкнута на два соединённых последовательно резистора, сопротивление каждого из которых в 2 раза больше внутреннего сопротивления батарейки. При этом напряжение U₂ на контактах батарейки равно 4 В. Каким станет напряжение U₁ на контактах батарейки, если её замкнуть на те же резисторы, но соединённые параллельно?

5. Схема, изображенная на рисунке, собрана из одинаковых лампочек, сопротивление каждой из которых R = 50 Ом, и подключена к источнику напряжения φ_А – φ_В = 15 В. В какой из ламп выделяется наибольшая мощность и чему она равна?

5. Схема (см. рис.) подключена к источнику напряжения φ_А – φ_В = 18 В. Сопротивления резисторов: R₁ = 3 Ом, R₂ = 4 Ом, R₃ = 6 Ом, R₄ = 4 Ом. В каком из резисторов выделяется наибольшая мощность и чему она равна?

5. В установке, изображённой на рисунке, ёмкость конденсатора С₁ в два раза больше ёмкости конденсатора С₂, а сопротивление R₁ в три раза больше сопротивления R₂. ЭДС источника Е = 60 В. Внутренним сопротивлением источника пренебречь. Найти напряжения на конденсаторах.

5. Цепь собрана из одинаковых резисторов и вольтметров. Первый вольтметр показывает U₁ = 4 В, а второйU₂ = 2 В. Каково показание третьего вольтметра? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

5. В установке, изображённой на рисунке, ёмкость конденсатора С₁ в два раза больше ёмкости конденсатора С₂, а сопротивление R₁ в три раза больше сопротивления R₂. ЭДС источника Е = 60 В. Внутренним сопротивлением источника пренебречь. Найти разность потенциалов между точками А и В.

5. Цепь собрана из одинаковых резисторов и вольтметров. Второй вольтметр показывает U₂ = 4 В, а третий U₃ = 2 В. Каково показание первого вольтметра? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

6. Батарея состоит из N = 20 аккумуляторов с ЭДС Е = 2,2 В и внутренним сопротивлением r = 0,2 Ом каждый. Аккумуляторы соединены в n = 4 параллельные группы. Определить ток в цепи, если батарея замкнута на внешнее сопротивление R = 30 Ом.

5. Двенадцать гальванических элементов с ЭДС Е = 2,2 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом каждый необходимо соединить в группы так, чтобы получить максимальный ток во внешнем сопротивлении, равном R = 3 Ом. Определить число параллельных групп n и значение максимального тока.

5. По проводнику сопротивлением R = 15 Ом течёт ток, сила тока при этом возрастает линейно. Количество теплоты, выделяющееся в проводнике за время τ = 15 с, равно Q = 300 Дж. Определите заряд, прошедший за это время по проводнику, если в начальный момент времени сила тока в проводнике равна нулю.

5. При подключении к источнику тока с ЭДС E = 15 В резистора с сопротивлением R = 15 Ом КПД источника η = 75%. Какую максимальную мощность во внешнюю цепь может отдать данный источник?

5. Определите количество теплоты, выделившееся в проводнике сопротивлением R = 30 Ом, при пропускании по нему электрического тока. Сила тока в проводнике при этом равномерно возрастает от I₁ = 5 А до I₂ = 15 А в течение τ = 20 с.

5. При токе в цепи I₁ = 15 А полезная мощность P₁ = 135 Вт, при токе I₂ = 6 А полезная мощность P₂ = 64,8 Вт. Найти ток короткого замыкания источника.

5. Линия электропередач имеет сопротивление R = 30 Ом. Потребитель получает мощность P =25 кВт. Потери в линии не должны превышать k = 4% от потребляемой мощности. Какое напряжение должен давать генератор?

5. При напряжении в сети U₁ = 120 В вода в электрическом чайнике закипает через t₁ = 20 мин., при напряжении U₂ = 110 В через t₂ = 28 мин. Через какое время закипит вода, если напряжение в сети упадет до U₃ = 100 В? Потери тепла от чайника в окружающее пространство пропорциональны времени нагревания, начальная температура и масса воды во всех случаях одинаковы.

5. Потребитель получает от электростанции Р = 60 кВт. Вычислить сопротивление линии передачи, если потери составляют k = 4% от передаваемой мощности. Напряжение на шинах электростанции U = 5 кВ.

5. Три батареи с ЭДС Е₁ = 12 В, Е₂ = 5 В, Е₃ = 10 В и одинаковыми внутренними сопротивлениями r = 1 Ом соединены между собой одноимёнными полюсами. Сопротивление соединительных проводов ничтожно мало. Определить силы токов, идущих через каждую батарею.

5. Два элемента с ЭДС Е = 2 В каждый и внутренними сопротивлениями r₁ = 1 Ом r₂ = 2 Ом соединены параллельно. Какое внешнее сопротивление R следует включить, чтобы получить ток через первый элемент, равный I = 1 А? Какой ток пройдет через сопротивление R?

5. Найти разность потенциалов φ₁ – φ₂ между точками 1 и 2 схемы (рис.), если R₁ = 10 Ом, R₂ = 20 Ом, Е₁ = 5 В и Е₂=2 В. Внутренние сопротивления источников тока пренебрежимо малы.

5. В схеме (рис.) Е₁ = 1,5 В, Е₂ = 2,0 В, Е₃ = 2,5 В, R₁= 10 Ом, R₂ = 20 Ом, R₃ = 30 Ом. Внутренние сопротивления источников тока пренебрежимо малы. Найти: а) ток через сопротивление R₁; б) разность потенциалов φ_А – φ_В между точками А и В.

5. В схеме (рис.) Е₁=1,0 В, Е₂=2,5 В, R₁ = 10 Ом, R₂ =20 Ом. Внутренние сопротивления источников тока пренебрежимо малы. Найти разность потенциалов φ_А – φ_В между обкладками конденсатора С.

5. Найти значение и направление тока через сопротивление R в схеме (рис.), Е_{1 ,}= 1,5 В, Е₂ = 3,7 В, R₁= 10 Ом, R₂ = 20 Ом, R = 5,0 Ом. Внутренние сопротивления источников тока пренебрежимо малы.

5. Найти разность потенциалов φ_А – φ_В между обкладками конденсатора С схемы (рис.), если R₁ = 10 Ом, R₂ = 20 Ом, R₃ = 30 Ом, Е₁ = 4,0 В и Е₂ = 1,0 В. Внутренние сопротивления источников тока пренебрежимо малы.

5. В каком из резисторов участка цепи (рис.) выделяется наибольшая мощность и чему она равна, если R₁ = 10 Ом, R₂ = 20 Ом, R₃ = 30 Ом и потенциалы точек 1, 2, 3 равны φ₁ = 10 В, φ₂ = 6 В, φ₃ = 5 В?

5. _{Найти ток через сопротивление участка} R₁ цепи (рис.). если R₁ = 10 Ом, R₂ = 20 Ом, R₃ = 30 Ом и потенциалы точек 1, 2, 3 равны φ₁ = 10 В, φ₂ = 6 В, φ₃ = 5 В?

5. Между точками А и В цепи поддерживают напряжение U = 20 B. Найти ток и его направление в участке CD, R = 5 Ом. Сопротивление участка CD пренебрежимо мало.

5. В схеме на рисунке амперметр показывает ток I = 1 A, а идеальный вольтметр показывает напряжение U = 10 B. Найти сопротивление r.

5. Сколько тепла выделится в спирали с сопротивлением R = 75 Ом при прохождении через неё количества электричества q = 100 Кл, если ток в спирали равномерно убывал до нуля в течение τ = 50 с?

5. Сколько тепла выделится в спирали с сопротивлением R = 75 Ом при прохождении через неё количества электричества q = 100 Кл, если ток в спирали монотонно убывал до нуля так, что через каждые τ = 2 с он уменьшался вдвое?

5. К двум батареям, соединённым параллельно, подключили электролампу. Каким сопротивлением должна она обладать, чтобы мощность её была максимальной, если ЭДС батарей Е₁ = 12 В, Е₂ =10 В и их внутренние сопротивления r₁ = r₂ = 1 Ом. Какова максимальная мощность, выделяющаяся в лампе?

5. Найти заряд конденсатора С = 1 мкФ, если R₁ = 10 Ом, R₂ = 20 Ом, Е₁ = 5,0 В, Е₂ =2,0 В. Внутренними сопротивлениями источников тока пренебречь.

5. В схеме (см. рис.) ЭДС источника Е = 9 В, внутреннее сопротивление r = 1 Ом, резисторы: R₁ = 1 Ом, R₂ = 2 Ом, R₃ = 2 Ом, R₄ = 4 Ом. 1) В каком из резисторов выделяется наибольшая мощность P_max и чему она равна?

5. В схеме, показанной на рисунке, R₁ = 3 Ом, R₂ = 2 Ом, R₃ = 4 Ом. На резисторе R₂ выделяется мощность Р₂ = 20 Вт. Какая мощность Р₃ выделяется на резисторе R₃?

5. В схеме, показанной на рисунке, R₁ = 3 Ом, R₂ = 2 Ом, R₃ = 4 Ом. На резисторе R₂ выделяется мощность Р₂ = 20 Вт. Какая мощность выделяется на резисторе R₁?

5. К источнику постоянного тока с ЭДС Е = 8 В и ним сопротивлением r = 2 Ом подключили три одинаковых сопротивления R, соединённых между собой, как показано на рис. При каком значении R тепловая мощность, выделяемая на этом участке, будет максимальна, и чему она равна?

№ варианта	Номера задач к ИДЗ_2 ПОСТОЯННЫЙ ТОК
1	10	26	51	29	37
2	2	13	54	47	36
3	4	20	30	34	38
4	1	23	52	33	41
5	7	19	32	35	40
6	3	11	31	21	45
7	8	12	29	22	49
8	12	27	30	53	50
9	9	24	32	47	44
10	14	5	21	48	49
11	4	17	31	54	40
12	15	18	33	47	50
13	1	25	21	31	44
14	10	20	22	35	43
15	28	46	30	29	49
16	6	25	33	31	36
17	13	46	32	34	42
18	3	5	22	29	50
19	1	19	30	54	45
20	2	20	52	47	49
21	27	5	54	35	44
22	4	16	51	48	45
23	14	17	53	47	41
24	2	18	52	33	40
25	13	19	54	32	43
26	1	46	21	30	42
27	28	20	22	31	41