aaa24092012
.pdfему было сообщено количество теплоты Q 9160 Äæ . Найти работу, со-
вершаемую газом при расширении, и увеличение его внутренней энергии. Молярная масса кислорода 0,032 êã/ì î ëü.
Решение
На поршень действуют три силы: сила тяжести, сила атмосферного давления извне и сила давления кислорода изнутри. Первые две силы не изменяются. Так как поршень в любой момент времени находится в равновесии, то во время нагревания давление кислорода не изменяется.
Работа |
расширения газа при постоянном давлении A p V |
V , где |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
|
V1 è V2 |
- начальный и конечный объемы газа. Уравнения состояния газа: |
||||||||||
до нагревания pV |
m |
RT , после нагревания |
pV |
m |
RT . Выразив из уравне- |
||||||
|
|
1 |
1 |
|
|
2 |
2 |
|
|||
ний V1 è |
V2 |
, найдем A |
m |
R T |
T 2597 Äæ . |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Запишем первый закон термодинамики Q U A, отсюда выразим
U Q- A 6563 Äæ .
Задача №24
В цилиндре объемом V1 0.19 10 3 ì 3 под поршнем находится газ при
температуре Ò 323Ê . Найти работу расширения газа при его нагрева- |
|
1 |
|
нии на Ò 100 Ê , |
если вес поршня P 1200 H , его площадь S 5 10 3 ì 2 и |
атмосферное давление p0 105 Ï à.
Решение
Давление в цилиндре постоянно и равно сумме атмосферного давления
p0 |
и давления поршня |
P |
: |
p p0 |
P |
. Работа, совершаемая газом при |
|
S |
S |
||||
расширении при постоянном давлении, A p V2 V1 , где V2 - конечный
объем газа. По закону Гей-Люссака |
V2 |
|
T2 |
, |
откуда V V |
T2 |
и |
||||||||||
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
V |
|
T |
|
|
|
|
|
2 1 T |
|
||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
V V |
T2 |
T1 |
V |
T |
V . Таким образом, |
A |
p |
0 |
|
P |
|
T |
V 20 Äæ . |
||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
2 1 |
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|||||
|
|
T1 |
T1 |
|
|
|
|
|
S |
T1 |
|
|
|||||
70
Задача №25
Нагреватель идеальной тепловой машины имеет температуру t1 117 0C , холодильник – t2 27 0C . Количество теплоты, получаемое ма-
шиной от нагревателя за 1 с, равно 60 кДж . Вычислить КПД тепловой машины, ее мощность и количество теплоты, отдаваемое холодильнику за 1c.
Решение
Коэффициент полезного действия (КПД) идеальной тепловой машины:
T1 T2 0,23.
T1
КПД также можно выразить через количество теплоты, отданное нагревателем Q1 , и количество теплоты, отданное холодильнику Q2 :
Q1 Q2 1 Q2
Q1 Q1
Отсюда Q2 0,77 Q1 46êÄæ .
Мощность N тепловой машины связана с работой A за цикл:
N A Q1 Q2 14êÂò . t t
Задача №26
Какую работу A совершает газ, количество вещества которого , при изобарном повышении температуры на Ò?
Решение
Работа расширения газа при постоянном давлении A p V2 V1 , где
V1 è V2 - начальный и конечный объемы газа. Уравнения состояния газа:
до нагревания pV1 RT1 , после нагревания pV2 RT2 . Выразив из уравнений V1 è V2, найдем A R T2 T1 R Ò.
Задача №27
Какая часть количества теплоты, сообщенного идеальному газу в изобарном процессе, идет на увеличение его внутренней энергии, а какая часть – на совершение работы?
71
Решение
Согласно первому закону термодинамики Q U A, найдем выра-
жения для U и A.
Работа расширения газа при постоянном давлении A p V R T .
|
|
Изменение |
|
|
внутренней энергии |
одноатомного идеального |
газа |
|||||||||||||||||
U |
3 |
|
R T . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
Тогда Q U A |
3 |
R T R T |
5 |
R T . Часть количества теплоты, |
||||||||||||||||||
2 |
2 |
|||||||||||||||||||||||
которая |
идет |
|
|
на |
|
увеличение внутренней энергии газа, |
равна |
|||||||||||||||||
|
U |
|
3 |
R T |
3 |
|
0,6 . |
|
|
|||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Q |
R T |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Часть количества теплоты, которая идет на совершение работы, |
||||||||||||||||||||||
равна |
|
|
|
À |
|
|
|
R T |
|
|
2 |
0, 4 . |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
Q |
|
|
R T |
5 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Задача №28
Три одинаковых точечных заряда q1 q2 q3 2í Êë находятся в вер-
шинах равностороннего треугольника со сторонами 10 см. Определить модуль и направление силы, действующей на один из зарядов со стороны двух других.
Решение |
Все три заряда, расположенные по вершинам треугольника, нахо- |
дятся в одинаковых условиях. Поэтому достаточно рассмотреть один из |
них, например, заряд q1 . На него |
действуют две силы F2 и F3 , |
равнодействующая которых рав- |
на F (рис. 56): |
|
|
|
v |
|
|
|
|
|
F F2 F3 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Модуль вектора |
силы |
F |
|
|
|
найдем по теореме косинусов, |
||
|
|
|
при этом учтем, что |
F2 F3 , |
и |
|
|
|
|||
|
|
|
применим закон Кулона: |
|
|
|
|
Рис. 56 |
|
|
|
72
F |
|
F2 |
|
|
q12 |
|
|
, |
|
F22 F32 2F2F3 cos |
2(1 cos ) |
2(1 cos ) |
|||||||
4 0r2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
600 угол между векторами F2 и F3,
Произведем вычисления: F 6,2 ì êÍ .
Задача №29
Свинцовый шарик ( 1 = 11,3 г/см3) диаметром 0,5 см помещен в глицерин ( 2 = 1,26 г/см3). Определить заряд шарика, если в однородном электростатическом поле шарик оказался взвешенным в глицерине. Электростатическое поле направлено вертикально вверх, и его напряженность 4 кВ/см.
Решение
На шарик действуют три силы FÝË ,FÀ è mg , равнодействующая кото-
рых равна нулю (рис. 57):
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
F |
|
mgr 0, |
|
|
|
|
|
|
(1) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ÝË |
|
|
À |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
3 |
где FÝË qE – сила со стороны электрического поля; |
F gV |
4 |
|
g |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
2 |
2 |
3 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сила Архимеда; mg |
4 |
|
|
d 3 |
g сила тяжести. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 57
В проекции на ось у уравнение (1) имеет вид
FÝË FA mg 0. |
(2). |
Подставим в уравнение (2) формулы для FÝË , FA è |
mg . |
73
После преобразований получим:
q gd3 1 2 .
6E
Произведем вычисления:
q 16,1í Êë.
Задача №30
Два точечных заряда q1 4í Êë и q2 2í Êë находятся друг от друга в вакууме на расстоянии 60 см. Определите напряженность поля в точке, расположенной посередине между зарядами.
Решение
По принципу суперпозиции электрических полей (рис. 58):
E E1 E2
Рис. 58
Модуль вектора E равен
E E E |
|
|
|
q1 |
|
|
|
|
q2 |
|
|
, |
|
|
|
|
|
||||||||
|
4 r2 |
4 |
|
|
||||||||
1 |
2 |
|
|
r2 |
||||||||
|
|
|
0 |
1 |
|
|
0 |
|
2 |
|
||
где r1 r2 30 см. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Произведем вычисления: E 0,6 êÂ/ì . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Задача №31 |
|
|
|
|
|
|||||||
Расстояние между двумя |
|
точечными |
|
зарядами q1 2í Êë и |
||||||||
q2 3í Êë, расположенными в вакууме, равно 25 см. Определить напря-
женность поля, создаваемого этими зарядами в точке, удаленной от первого заряда на расстояние 20 см и от второго заряда на 15 см.
74
Решение
По принципу суперпозиции электрических полей (рис. 59):
Рис. 59
Модуль вектора E найдем по теореме Пифагора (так как стороны образованного треугольника относятся как 3:4:5):
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
q1 |
|
|
|
q2 |
|
|
E |
E12 E22 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
. |
||||
4 0r1 |
2 |
|
2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
4 0r2 |
|
||
Произведем вычисления: E 1,3êÂ/ ì .
Задача №32
Определить ускоряющую разность потенциалов, которую должен пройти в электрическом поле электрон, чтобы его скорость возросла от
1 1Ì ì /ñ до 2 5Ì ì /ñ.
Решение
Работа сил электростатического поля равна изменению кинетической энергии электрона:
eU m 22 m 12 ,
2 2
где U - ускоряющая разность потенциалов, e – заряд электрона, m – масса электрона.
Отсюда искомая разность потенциалов:
m 2 2
U 2 1 .
2e
Произведем вычисления: U 68,3 B.
75
Задача №33
Электростатическое поле создается сферой радиусом 5 см, равномерно заряженной с поверхностной плотностью 1 нКл/м2. Определить разность потенциалов между двумя точками поля, расположенными на расстояниях 10 см и 15 см от центра сферы.
Решение
Разность потенциалов между двумя точками поля, расположенными на расстояниях r1 è r2 от центра сферы, определяется:
|
|
q |
|
q |
|
|
q |
|
1 |
|
|
4 R |
2 |
|
1 |
|
|
R |
2 |
|
1 |
|
1 |
|
||||
1 |
2 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
, |
|||||||||
4 0r1 |
4 0r2 |
|
|
|
4 0 |
|
|
r2 |
0 |
|
|
r2 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
4 0 r1 |
r2 |
|
|
r1 |
|
|
|
r1 |
|
|||||||||||||||
где поверхностная |
плотность |
заряда, R радиус |
сферы, |
r1,r2 |
рас- |
|||||||||||||||||||||||
|
стояния от центра сферы до точек поля. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Произведем вычисления: 1 2 |
0,94 В. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Задача №34
Плоский воздушный конденсатор электроемкостью С = 10 пФ заряжен до разности потенциалов U1 = 500 В. После отключения конденсатора от источника тока расстояние между пластинами конденсатора было увеличено в 3 раза. Определить: 1) разность потенциалов на обкладках конденсатора после их раздвижения; 2) работу внешних сил по раздвижению пластин.
Решение
После отключения конденсатора от источника тока заряд на нем остается прежним, т.е. q1 q2 q:
|
|
CU |
CU |
. |
|
||||
|
1 |
1 |
2 |
2 |
|
|
|||
Отсюда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U2 |
|
CU1 |
1 |
|
0Sd2U1 |
3U1. |
|||
C2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
d1 0S |
|
|
||
Произведем вычисления: U2 1500 В.
76
Работу внешних сил по раздвижению пластин определим как разность энергий конденсатора:
|
|
C U2 |
|
CU2 |
|
2 |
, |
|
A W W |
2 2 |
|
1 |
1 |
CU |
|||
2 |
2 |
|
||||||
2 |
1 |
|
|
1 |
1 |
|
||
так как
C1 3C2.
Произведем вычисления: A 2,5 мкДж.
Задача №35
Общее сопротивление двух последовательно соединённых проводников 5 Ом, а параллельно соединённых 1,2 Ом. Определить сопротивление каждого проводника.
Решение
Общее сопротивление при последовательном соединении двух проводников определяется формулой:
Rï î ñëåä R1 R2.
Общее сопротивление при параллельном соединении двух проводников определяется формулой:
R |
|
R1R2 |
. |
|||
|
||||||
ï àð. |
|
|
R R |
|||
|
|
|
1 |
2 |
|
|
Решаем систему: |
|
|
|
|
|
|
5 R1R2 |
|
|
||||
1,2 |
|
R1R2 |
. |
|||
R1 R2 |
||||||
|
|
|
|
|||
Произведем вычисления: R1 3 Ом и R2 |
2 Ом. |
|||||
Задача №36
Гальванический элемент даёт на внешнее сопротивление 0,5 Ом силу тока 0,2 А. Если внешнее сопротивление заменить 0,8 Ом, то ток в цепи 0,15 А. Определить силу тока короткого замыкания.
Решение
Ток короткого замыкания определяется при внешней нагрузке, равной нулю:
Iê.ç. r
где – ЭДС гальванического элемента, r внутреннее сопротивление.
77
Чтобы найти ЭДС и внутреннее сопротивление, воспользуемся законом Ома для замкнутой цепи:
I1 |
|
è I2 |
|
. |
R1 r |
|
|||
|
|
R2 r |
||
Отсюда: r I2R2 I1R1 0,4Î ì , I1 I2
I1 R1 r 0,18 B.
Произведем вычисления: Iê.ç. 0,4 А.
Задача №37
Амперметр сопротивлением 0,18 Ом предназначен для измерения силы тока до 10 А. Какое сопротивление надо взять и как его включить, чтобы этим амперметром можно было измерять силу тока до 100 А?
Решение
Для расширения пределов измерения по току параллельно амперметру подключают сопротивление, называемое шунтом (рис.60). В данной задаче расширяют пределы измерения в n = 10 раз:
n I2 100A 10.
I1 10A
Из рис. 60 видно, что I2 I1 Iø .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 60 |
|
|
|
||||
Делаем преобразования: |
|
|
|
|
|
|
|||
nI1 I1 Iø , |
n 1 I1 Iø , |
I1RA Iø Rø , |
Rø |
RA |
|||||
|
. |
||||||||
n 1 |
|||||||||
Произведем вычисления: Rø 0,02Î ì .
78
Задача №38
Вольтметр сопротивлением 2000 Ом предназначен для измерения напряжения до 30 В. Какое сопротивление надо взять и как его включить, чтобы этим вольтметром можно было измерять напряжение до 75 В?
Решение
Для расширения пределов измерения по напряжению последовательно вольтметру подключают сопротивление, называемое дополнительным (рис. 61). В данной задаче расширяют пределы измерения в n = 2,5 раза:
n U2 75 Â 2,5.
U1 30Â
Рис. 61
Из рис. 61 видно, что U2 U1 UÄ .
Делаем преобразования:
nUV UV UÄ , |
n 1 UV UÄ , |
n 1 IRV IRÄ , |
RÄ n 1 RV . |
Произведем вычисления: Rä 3000Î ì .
Рекомендуемая литература
1.Физика: учеб. для 10 кл. с углуб. изучением физики. Профильный уровень / Под ред. А.А. Пинского, О.Ф. Кабардина. – М.: Просвещение, 2007.
2.Трофимова Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова. – М.: Высшая школа, 2004.
3.Савельев И.В. Курс общей физики. Механика. Молекулярная физика / И.В. Савельев. – СПб.: Лань, 2006.
4.Савельев И.В. Курс общей физики. Электричество и магнетизм
/И.В. Савельев. – СПб.: Лань, 2006.
79