Аудиторные задачи Мф-3
3.4 Постоянный электрический ток Вариант 1
1. По медному проводнику диаметром 3,2 мм течет ток силой 5 А. Определите среднюю скорость упорядоченного движения электронов. Плотность меди ρ = 8,9 · 103 кг/м3, молярная масса µ = 64 · 10–3 кг/моль.
2. В сеть с напряжением 100 В подключили катушку с сопротивлением R1 = 2 кОм и вольтметр, соединенные последовательно. Показание вольтметра U1 = 80 В. Когда катушку заменили другой, вольтметр показал U2 = 60 В. Определите сопротивление R2 другой катушки.
3. Найдите сопротивление участка цепи между точками А и В на рисунке.
4. Сила тока в проводнике сопротивлением R = 20 Ом нарастает в течение времени t = 2 с по линейному закону от I0 = 0 до Imax = 6 А (см. рис). Определите количество теплоты Q1, выделившееся в этом проводнике за первую секунду, и Q2 – за вторую, а также найдите отношение этих количеств теплоты Q2/Q1.
5. Батареи имеют ЭДС ε1 = 2ε2, сопротивления R1 = R3 = 20 Ом, R2 = 15 Ом, R4 = 30 Ом (см. рис). Через амперметр течет ток I = 1,5 А, направленный снизу вверх. Найдите ε1 и ε2, а также токи через сопротивления R2 и R3.
3.4 Постоянный электрический ток Вариант 2
1. Определите величину заряда, проходящего через поперечное сечение проводника площадью 1 мм2 в течение 5 с, если плотность тока равномерно возрастает от 0 до 100 А/см2.
2. Электрическая цепь состоит из трех последовательно соединенных кусков провода одинаковой длины, сделанных из одного материала, но имеющие разные сечения: 1 мм2, 2 мм2, 3 мм2. Напряжение на концах цепи 11 В. Найдите напряжение на втором проводнике.
3. Найдите сопротивление между точками А и В цепи, изображенной на рисунке, если R = 4 Ом.
4. Полезная мощность, выделяемая во внешней части цепи, достигает наибольшего значения 5 Вт при силе тока 5 А. Найдите внутреннее сопротивление и ЭДС источника тока.
5. Электрическая цепь состоит из резисторов R1 = R2 = 10 Ом и трёх идеальных источников тока, причем ε1 = 10 В, ε2 = 14 В. При каком значении ЭДС третьего источника ε3 ток через сопротивление R3 не потечёт?
3.4 Постоянный электрический ток Вариант 3
1. Электрическая лампочка накаливания потребляет ток I = 0,2 А. Диаметр вольфрамового волоска d = 0,02 мм, температура волоска при горении лампы t = 2000 °С. Определите напряженность Е электрического поля в волоске. Удельное сопротивление вольфрама ρ0 = 5,6 · 10–8 Ом · м, температурный коэффициент сопротивления α = 4,6 · 10–3 К–1.
2. Найдите падения потенциала U на сопротивлениях R1 = 4 Ом, R2 = 2 Ом и R3 = 4 Ом, если амперметр показывает ток I1 = 3 A (см. рис). Найдите токи в сопротивлениях R2 и R3.
3. Найдите сопротивление между точками А и В цепи, изображенной на рисунке, если R = 4 Ом.
4. Сила тока в проводнике равномерно увеличивается от I = 0 до некоторого максимального значения в течение времени t = 10 с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты Q = 1 кДж. Определите скорость нарастания тока в проводнике, если сопротивление его равно 3 Ом.
5. В схеме (см. рис) ε1 = 2,1 В, ε2 = = 1,9 В, R1 = 45 Ом, R2 = 10 Ом, R3 = 10 Ом. Найдите силу тока во всех участках цепи. Внутренним сопротивлением элементов пренебречь.