Законы постоянного тока

[рис.] К аккумулятору с ЭДС 50 В и внутренним сопротивлением 4 Ом подключили лампу сопротивлением 10 Ом и резистор сопротивлением 15 Ом, а также конденсатор ёмкостью 100 мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на лампе?

[рис.] К аккумулятору с ЭДС $ℰ=60$ В и внутренним сопротивлением r = 5 Ом подключили лампу сопротивлением $R_л=10$ Ом и резистор сопротивлением $R=15$ Ом, а также конденсатор ёмкостью С = 80 мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на лампе?

[рис.] Батарея ЭДС соединена с реостатом так, как показано на рисунке. Какова ЭДС батареи, если при силе тока в цепи I1 = 1 А выделяемая на реостате мощность N1 = 4 Вт, а при силе тока I2 = 5 А выделяемая на реостате мощность N2 = 10 Вт?

В закрытом сосуде постоянного объёма находился воздух при нормальных условиях. Его нагрели электрическим нагревателем, сила тока в котором $I=2$ А при напряжении $U=100$ В. КПД нагревателя равен 13 %. Через $t=10$ мин. давление в сосуде повысилось до $p_{_2}=4\cdot 10^5$ Па. Чему равен объём сосуда? В данном процессе удельная теплоёмкость воздуха $c=716$ Дж/(кг×К), а его плотность при нормальных условиях $\rho=1{,}29$ кг/м3. Потерями тепла в окружающую среду пренебречь.

Электрическая цепь состоит из источника тока и реостата. Внутреннее сопротивление источника r = 2 Ом. Сопротивление реостата можно изменять непрерывно в пределах от 1 до 5 Ом. Максимальная тепловая мощность тока Рmax, выделяемая на реостате, равна 4,5 Вт. Чему равна ЭДС источника?

[рис.] В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление диода в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном – многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке А положительного, а к точке В – отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением потребляемая мощность (тепловая мощность, выделяемая во внешней цепи) равна 7,2 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая мощность равна 21,6 Вт. Укажите для обоих случаев подключения батареи, протекает ли ток через диод и каждый из резисторов или нет, и определите сопротивления резисторов в этой цепи.

[рис.] К аккумулятору с ЭДС $ℰ=50$ B и внутренним сопротивлением r = 4 Ом подключили лампу сопротивлением RЛ = 10 Ом и резистор сопротивлением R = 15 Ом, а также конденсатор ёмкостью C = 100 мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на резисторе?

[рис.] До замыкания ключа К в электрической цепи, изображённой на схеме (см. рисунок) идеальный вольтметр V показывал напряжение 9 В. После замыкания ключа идеальный амперметр А показывает силу тока 0,4 А. Каково внутреннее сопротивление источника тока? Сопротивления резисторов указаны на рисунке.

На рисунке изображена зависимость силы тока в лампе накаливания от приложенного к ней напряжения. Найдите мощность, выделяющуюся на резисторе, включённом последовательно с лампой в сеть с напряжением 220 В, если сила тока в цепи равна 0,4 А. [рис.]

Установите соответствие между формулами для расчёта физических величин в цепях постоянного тока и названиями этих величин. В формулах использованы обозначения: R $-$ сопротивление резистора; I $-$ сила тока; U $-$ напряжение на резисторе. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. | ФОРМУЛЫ | | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) | $\frac{U}{I}$ Б) | $IR$ | | 1) | мощность тока 2) | сопротивление резистора 3) | сила тока 4) | напряжение на резисторе

[рис.] Электрическая цепь состоит из батареи с ЭДС $ℰ$ и внутренним сопротивлением r и подключённого к ней резистора нагрузки с сопротивлением R. При изменении сопротивления нагрузки изменяется напряжение на ней и мощность в нагрузке. На рисунке представлен график зависимости мощности, выделяющейся на нагрузке, от напряжения на ней. Используя известные Вам физические законы, объясните, почему данный график зависимости мощности от напряжения представляет собой параболу.

[рис.] Рис. а [рис.] Рис. б В сосуд наливают воду при комнатной температуре. В воду погружают нагревательные элементы с сопротивлениями R1 и R2, подключённые к источнику постоянного напряжения так, как показано на рисунке а. Оставив ключ в положении 1, доводят воду до кипения. Затем кипяток выливают, сосуд охлаждают до комнатной температуры, вновь наполняют таким же количеством воды при комнатной температуре и, повернув ключ К в положение 2 (рисунок б), повторяют опыт. Напряжение источника в опытах одинаково. Опираясь на законы электродинамики и молекулярной физики, объясните, в каком из приведённых опытов вода закипит быстрее.

На фотографии изображена электрическая цепь. Начертите принципиальную схему этой электрической цепи. Опираясь на законы постоянного тока, объясните, как должны измениться (уменьшиться, увеличиться или остаться прежними) показания идеальных амперметра и вольтметра при замыкании ключа. Сопротивлением подводящих проводов и ключа пренебречь. Явление самоиндукции не учитывать. [рис.]

К аккумулятору с ЭДС $E$ = 9 В и внутренним сопротивлением $r=$ 1,5 Ом подключили резистор сопротивлением $R=$ 7,5 Ом. Определите количество теплоты, выделяющееся в резисторе в течение 1 мин.

Установите соответствие между формулами для расчёта физических величин в цепях постоянного тока и названиями этих величин. В формулах использованы обозначения: R – сопротивление резистора; P – мощность тока в резисторе; I – сила тока. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. | ФОРМУЛЫ | | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) | $\frac{P}{I}$ Б) | $I^2R$ | | 1) | мощность тока в резисторе 2) | сопротивление резистора 3) | работа тока 4) | напряжение на резисторе

[рис.] Ученик изучает законы постоянного тока. В его распоряжении имеются пять аналогичных электрических цепей (см. рисунок) с различными источниками и внешними сопротивлениями, характеристики которых указаны в таблице. Какие две цепи необходимо взять ученику для того, чтобы на опыте исследовать зависимость силы тока, протекающего в цепи, от внутреннего сопротивления источника? № цепи | ЭДС источника $\epsilon,$ В | Внутреннее сопротивление источника r, Ом | Внешнее сопротивление R, Ом 1 | 12 | 2 | 30 2 | 24 | 5 | 25 3 | 18 | 4 | 25 4 | 12 | 5 | 30 5 | 24 | 2 | 40 Запишите в ответе номера выбранных цепей. Ответ: | |

Ученик собрал электрическую цепь, состоящую из батарейки, двух резисторов, амперметра и вольтметра. После этого он провёл измерения напряжения на одном из резисторов и силы тока в цепи. Погрешности измерения силы тока в цепи и напряжения на источнике равны цене деления амперметра и вольтметра. Чему равно по результатам этих измерений напряжение на резисторе R1? Вольтметр проградуирован в вольтах (В). [рис.] Ответ: ( ± ) В.

[рис.] В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, $R_1=R,$ $R_2=2R,$ $r=0{,}5R$ . Когда ключ К разомкнут, на резисторе $R_1$ выделяется мощность $P_1=4{,}9$ Вт. Какая мощность $P_2$ выделяется на резисторе $R_1$ при замкнутом ключе К?

[рис.] По проводнику течёт постоянный электрический ток. Заряд, прошедший по проводнику, растёт с течением времени согласно представленному графику (см. рисунок). Определите силу тока в проводнике.

Установите соответствие между формулами для расчёта физических величин в цепях постоянного тока и названиями этих величин. В формулах использованы обозначения: R $-$ сопротивление резистора; P $-$ мощность тока в резисторе; U $-$ напряжение на резисторе. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. | ФОРМУЛЫ | | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) | $\frac{U^2}{R}$ Б) | $\sqrt{PR}$ | | 1) | мощность тока в резисторе 2) | количество теплоты, выделяющееся в резисторе 3) | сила тока 4) | напряжение на резисторе

При исследовании зависимости давления газа от температуры ученик измерял давление в сосуде с газом с помощью манометра. Шкала манометра проградуирована в мм рт. ст. Абсолютная погрешность измерений давления равна цене деления шкалы манометра. Каково показание манометра с учётом погрешности измерений? [рис.] Ответ: ( ± ) мм рт. ст.

Установите соответствие между формулами для расчёта физических величин в цепях постоянного тока и названиями этих величин. В формулах использованы обозначения: P – мощность тока в резисторе; I – сила тока, протекающего через резистор; U – напряжение на резисторе; R – сопротивление резистора. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. | ФОРМУЛЫ | | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) | $\frac{P}{I}$ Б) | $\frac{U^2}{R}$ | | 1) | мощность тока в резисторе 2) | сопротивление резистора 3) | сила тока, протекающего через резистор 4) | напряжение на резисторе

Установите соответствие между формулами для расчёта физических величин в цепях постоянного тока и названиями этих величин. В формулах использованы обозначения: R $-$ сопротивление резистора; I $-$ сила тока; U $-$ напряжение на резисторе. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. | ФОРМУЛЫ | | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) | $\frac{U}{I}$ Б) | $\frac{U}{R}$ | | 1) | мощность тока 2) | сопротивление резистора 3) | сила тока 4) | работа тока

При исследовании зависимости давления газа от температуры ученик измерял давление в сосуде с газом при помощи манометра. Шкала манометра проградуирована в миллиметрах ртутного столба. Абсолютная погрешность измерения давления равна половине цены деления шкалы манометра. Каково показание манометра с учётом погрешности измерения? [рис.] Ответ: ± мм рт. ст.

На рисунке изображена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, двух идеальных диодов (сопротивление диода при прямом включении равно нулю, при обратном включении ток через диод равен нулю), двух ключей, двух резисторов, идеальных амперметра и вольтметра. В начальный момент времени ключ $К_1$ замкнут, а ключ $К_2$ разомкнут. Опираясь на законы электродинамики, объясните, как изменятся показания приборов, если ключ $К_1$ разомкнуть, а ключ $К_2$ замкнуть. [рис.]

Для лабораторной работы по обнаружению зависимости сопротивления проводника от его длины ученику выдали пять проводников, характеристики которых указаны в таблице. Какие два из предложенных ниже проводников необходимо взять ученику для этой работы? $№$ проводника | Длина проводника, см | Диаметр проводника, мм | Материал проводника 1 | 250 | 1,2 | никелин 2 | 150 | 0,8 | константан 3 | 100 | 1,0 | константан 4 | 150 | 0,8 | никелин 5 | 200 | 1,2 | никелин Запишите в ответе номера выбранных проводников. Ответ: | |

В книге 250 листов. По результатам измерения с помощью линейки толщина книги составляет 3,5 см. Чему равна толщина одного листа по результатам этих измерений, если погрешность линейки равна ±1 мм? Ответ: ( ± ) мм.

Электрическая цепь, изображённая на рисунке, подключена к аккумулятору с напряжением U0 и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением. Показания идеальных амперметра и вольтметра равны соответственно I и U. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | | ФОРМУЛЫ А) | сопротивление резистора Б) | мощность, потребляемая резистором | | 1) | $\frac{U}{I}$ 2) | $\frac{U_0-U}{I}$ 3) | $(U_0-U)I$ 4) | $UI$

К концам отрезка цилиндрического медного провода было приложено напряжение U. Этот отрезок заменили отрезком медного провода той же длины, но вдвое большего поперечного сечения, и приложили к концам провода прежнее напряжение U. Как вследствие этого изменились сопротивление провода и сила тока в нём? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) | увеличилась 2) | уменьшилась 3) | не изменилась Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Сопротивление провода | Сила тока в проводе |

Необходимо экспериментально обнаружить зависимость силы тока, протекающего в цепи, от внутреннего сопротивления источника тока. Какие две схемы следует использовать для проведения такого исследования?