2СМ22_РГЗ

Расчетно-графическое задание № 2

Группа: СМ-22

Студент: 8.

1. В схеме э.д.с. батареи Е=100 В, R1=100 Ом,R2=200 Ом и R3=300 Ом. Какое напряжение показывает вольтметр, если его сопротивление равно 2000 Ом? Сопротивлением батареи пренебречь.

2. В схеме сопротивление R=0.5 Ом, Е1 и Е2 - два элемента, э.д.с. которых одинаковы и равны 2 В. Внутренние сопротивления этих элементов равны соответственно r1=1 Ом и r2=1.5 Ом. Найти разность потенциалов на зажимах каждого элемента.

3. 1) Какую силу тока показывает амперметр в схеме если Е=10 В,r=1 Ом и к.п.д. 0.8? 2) Чему равно падение потенциала на сопротивлении R2, если известно, что падение потенциала на сопротивлении R4 равно 2 В?

4. В схеме R1=R2=R3=200 Ом. Какое напряжение показывает вольтметр, если его сопротивлением батареи пренебречь.

5. Однородная слабо проводящая среда с удельным сопротивлением 'po' заполняет пространство между двумя коаксиальными идеально проводящими тонкими цилиндрами . Радиусы цилиндров а и b, причем а<b, длина каждого цилиндра l. Пренебрегая краевыми эффектами, найти со противление среды между цилиндрами.

6. В схеме рис. 49 E1=E2=110 В, R1=R2=200 Ом, сопротивление вольтметра 1000 Ом. Найти показания вольтметра. Сопротивлением батарей пренебречь.

7. В схеме рис. 44 E1=30 В, E2=5 В, R2=10 Ом, R3=20 Ом.Через амперметр идет ток 1 А, направленный от R3 к R1. Найти сопротивление R1. Сопротивлением батареи и амперметра можно пренебречь.

8. В схеме ( см. рис. ) ЭДС=5 В, R1=4 0м, R2=6 Ом. Внутреннее сопротивление источника R=0,1 Ом. Найти токи, текущие через сопротивления R1 и R2.

9. Температура водяного термостата емкостью 1 л поддержива-ется постоянной при помощи нагревателя мощностью 26 Вт; на нагревание воды тратится 80% этой мощности. На сколько градусов понизится температура в термостате за 10 мин, если нагреватель выключить?

10. Две электрические лампочки включены в сеть параллельно. Сопротивление первой лампочки 360 Ом, сопротивление второй 240 Ом. Какая из лампочек поглощает большую мощность? Во сколько раз?

11. При силе тока 3 А во внешней цепи батареи аккумуляторов выделяется мощность 18 Вт, при силе тока 1 А - соответственно 10 Вт. Определить ЭДС и внутреннее сопротивление батареи.

12. Сила тока в проводнике сопротивлением 100 Ом равномерно нарастает от 0 до 10 А в течение времени 30 с. Определить количество теплоты Q, выделившееся за это время в проводнике.

13. В схеме R1=20 Ом и R2=30 Ом. При каком сопротивлении Rx выделяемая на нем тепловая мощность практически не будет зависеть от малых изменений этого сопротивления? Напряжение между точками А и В постоянное.

14. Металлический стержень движется вдоль своей оси со скоростью 200 м/с. Определить заряд Q, который протечет через гальванометр, подключаемый к концам стержня, при резком его торможении, если длина стержня равна 10 м, а сопротивление R всей цепи (включая цепь гальванометра) равно 10 мОм.

Расчетно-графическое задание № 2

Группа: СМ-22

Студент: 9.

1. Э.д.с. элемента 1.6 В и внутреннее его сопротивление 0.5 Ом. Чему равен к.п.д. элемента при силе тока 2.4 А?

2. Катушка и амперметр соединены последовательно и присоединены к источнику тока. К зажимам катушки присоединен вольтметр сопротивлением 1 кОм. Показания амперметра 0,5А,вольтметра 100В.Определить сопротивление катушки. Сколько процентов от точного значения сопротивления катушки составит погрешность, если не учитывать сопротивления вольтметра?

3. Какую долю э.д.с. элемента составляет разность потенциалов на его концах, если сопротивление элемента в N раз меньшего сопротивления. Задачу решить для:1) n=0.1 ,2) n=1 ,3) n=10.

4. Имеется 120-вольтовая лампочка мощностью 40 Вт. Какое добавочное сопротивление надо включить последовательно с лампочкой чтобы она давала нормальный накал при напряжении в сети 220 В? Сколько метров нихромовой проволоки диаметром 0.3 мм надо взять, чтобы получить такое сопротивление?

5. Конденсатор, заполненный диэлектриком с проницаемостью "эпсилон"=2.1, теряет за время "тау"=3.0 мин половину сообщенного ему заряда. Считая, что утечка заряда происходит только через диэлектрическую прокладку, найти ее удельное сопротивление.

6. В схеме рис. 43 E1 и E2 - два элемента с равными ЭДС 2 В. Внутреннее сопротивление этих элементов равны соответственно r1=1 Ом и r2=2 Ом. Чему равно внешнее сопротивление R, если сила тока I1, текущего через E1, равна 1 А? Найти силу тока I2 идущего через E2. Найти силу тока I(R), идущего через сопротивление R.

7. Три источника тока с ЭДС Е1=11 В,Е2=4 В,Е3=6 В и три реостата с сопротивлениями R1=5 Ом, R2=10 Ом, R3=2 Ом соединены как показано на рис.19.10. Определить силы токов I в реостатах. Внутреннее сопротивление источников тока пренебрежительно мало.

8. В схеме (см.рис.) ЭДС1=1.5 В, ЭДС2=2.0 В, ЭДС=2.5 В, R1=10 Ом, R2=20 Ом, R3=30 Ом. Внутренние сопротивления источников пренебрежимо малы. Найти: а) ток через сопротивление R1; б) разность потенциалов "фи"А-"фи"В между точками А и В.

9. В схеме рис.37 E-батарея с ЭДС 120 В, АВ - потенциометр, сопротивление которого 120 Ом, и М -электрическая лампочка. Сопротивление лампочки меняется при нагревании от 30 до 300 Ом. Насколько меняется при этом разность потенциалов на концах лампочки, если подвижный контакт С стоит на середине потенциометра? Насколько меняется при этом мощность, потребляемая лампой?

10. Сила тока в проводнике сопротивлением 15 Ом равномерно возрастает от 0 до некоторого максимального значения в течение времени 5 с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты 10 кДж. Найти среднюю силу тока в проводнике за этот промежуток времени.

11. К батарее аккумуляторов, ЭДС которого равна 2 В и внутреннее сопротивление r = 0,5 Ом, присоединен проводник. Определить: 1)сопротивление R проводника, при котором мощность, выделяемая в нем, максимальна; 2)мощность Р, которая при этом выделяется в проводнике.

12. В цепь включены последовательно медная и стальная проволоки равной длины и диаметра. Найти: 1)отношение количества теплоты, выделяющегося в этих проволоках, 2) отношение падений напряжений на этих проволоках.

13. В схеме, показанной на рисунке, один конденсатор зарядили до напряжения Uo и в момент t=0 замкнули ключ К. Найти: а) ток I в цепи как функцию времени t; б) количество выделившегося тепла, зная зависимость I(t).

14. Исходя из классической теории электропроводности металлов, определить среднюю кинетическую энергию электронов в металле, если отношение теплопроводности к удельной проводимости равно 6,7*10**(-6) В**2/К.

Расчетно-графическое задание № 2

Группа: СМ-22

Студент: 10.

1. Вычислить сопротивление графитного проводника, изготовленного в виде прямого кругового усеченного конуса высотой 20 см и радиусами оснований r1 = 12мм и r2=8мм. Температура проводника равна 20 град С.

2. Элемент с э.д.с. 1.1 В и и внутренним сопротивлением 1 Ом замкнут на внешнее сопротивление 9 Ом. Найти: 1) силу тока в цепи, 2) падение потенциала во внешней цепи, 3) падение потенциала внутри элемента, 4) с каким к.п.д. работает элемент.

3. Э.д.с. элемента 6 В. При внешнем сопротивлении равном 1.1 Ом, сила тока в цепи равна 3 А. Найти падение потенциала внутри элемента и его сопротивление.

4. Элемент, амперметр и некоторое сопротивление включены последовательно. Сопротивление сделано из медной проволоки длинной 100 м и поперечным сечением 2 мм**2, сопротивление амперметра 0.05 Ом. Амперметр показывает 1.43 А. Если же взять сопротивление из алюминиевой проволоки длиной 57.3 м и поперечным сечением 1 мм**2, то амперметр покажет 1А. Найти э.д.с. элемента и его внутреннее сопротивление.

5. При каком сопротивлении Rх в цепочке (рис.) сопротивление между точками А и В не зависит от числа ячеек?

6. Две батареи аккумуляторов (E1=10 В, r1=1 Ом, Е2=8 В, r2=1,5 Ом) и реостат (R=6 Ом ) соединены как показано на рис.19.7. Найти силу тока в батареях и реостате.

7. В схеме рис. 47 E1=2E2, R1=R3=20 Ом, R2=15 Ом и R4=40 Ом. Амперметр показывает 1.5 А (ток через него идет снизу вверх). Найти E1 и E2, а также силы токов I1 и I2, идущих соответственно через сопротивления R2 и R3.Сопротивлением батарей и амперметра пренебречь.

8. На рисунке показана схема потенциометра, с помощью которого можно менять напряжение U, подаваемое на некоторый прибор с сопротивлением R. Потенциометр имеет длину l, сопротивление Ro и находится под напряжением Uo. Найти напряжение U как функцию длины х. Исследовать отдельно случай R>>Ro.

9. Элемент с ЭДС 2 В и внутренним сопротивлением 0.5 Ом замкнут на внешнее сопротивление R. Построить графики зависимости от сопротивления: 1) силы тока в цепи, 2) разности потенциалов на концах внешней цепи, 3) мощности, выделяемой во внешней цепи, 4) полной мощности. Сопротивление R взять в пределах 0<=R<=4 Ом через каждые 0.5 Ом.

10. ЭДС батареи равна 20 В. Сопротивление R внешней цепи равно 2 Ом, сила тока 4 А. Найти КПД батареи. При каком значении внешнего сопротивления R КПД будет равен 99 %?

11. Определить: 1) общую мощность, 2) полезную мощность, 3) КПД батареи, ЭДС которого равна 240 В, если внешнее сопротивление равно 23 Ом и сопротивление батареи 1 Ом.

12. В ртутном диффузионном насосе ежеминутно испаряется 100 г ртути. Чему должно быть равно сопротивление нагревателя насоса, если нагреватель включается в сеть напряжением 127 В? Удельную теплоту преобразования ртути принять равной 2.96*10**6 Дж/кг.

13. Между обкладками плоского конденсатора помещена параллельно им металлическая пластинка, толщина которой составляет "этта"= =0,6 расстояния между обкладками. Емкость конденсатора в отсутствие пластинки С=20 нФ. Конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения U=100 В. Пластинку медленно извлекли из конденсатора. Найти: а) приращение энергии конденсатора; б) механическую работу, затраченную на извлечение пластинки.

14. Найти суммарный импульс электронов в прямом проводе длины l=1000 м, по которому течет ток I=70А.

Расчетно-графическое задание № 2

Группа: СМ-22

Студент: 11.

1. В схеме Е - батарея, э.д.с. которой 20 В, R1 и R2-реостаты. При выведенном реостате R1 амперметр показывает силу тока в цепи 8 А, при введенном реостате амперметр показывает 5А. Найти сопротивление реостатов и падение потенциала на них, когда реостат Ri полностью включен. Сопротивлением батареи и амперметра пренебречь.

2. Имеются два одинаковых элемента с э.д.с. 2В и внутренним сопротивлением 0.3 Ом. Как надо соединить эти элементы (последовательно или параллельно), чтобы получить большую силу тока, если: 1) внешнее сопротивление 0.2 В, 2) внешнее сопротивление 16 Ом? Вычислить силу тока в каждом из этих случаев.

3. Амперметр, сопротивление которого 0.16 Ом, зашунтирован сопротивлением 0.04 Ом. Амперметр показывает 8 А. Чему равна сила тока в магистрали?

4. Найти сопротивление железного стержня диаметром 1 см, если масса этого стержня 1 кг.

5. Конденсатор емкости С=400 пФ подключили через сопротивление R=650 0м к источнику постоянного напряжения Uo. Через сколько времени напряжение на конденсаторе станет U=0,90 Uo?

6. Какую силу тока показывает амперметр А на схеме рис. 45, если E1=2 В, E2=3 В, R3=1500 Ом и R(A)=500 Ом и падение потенциала на сопротивлении R2 (ток через R2 направлен сверху вниз) равно 1 В? Сопротивлением элементов пренебречь.

7. Какую силу тока показывает амперметр А на схеме рис. 45, если E1=2 В, E2=1 В, R1=10**3 Ом, R2=500 Ом, R3=200 Ом и сопротивление амперметра R(A)=200 Ом? Внутренним сопротивлением элементов пренебречь.

8. В схеме ( см. рис. ) ЭДС=5 В, R1=4 0м, R2=6 Ом. Внутреннее сопротивление источника R=0,1 Ом. Найти токи, текущие через сопротивления R1 и R2.

9. По данным кривой рис. 34 построить график зависимости от внешнего сопротивления цепи R следующих величин: 1) КПД данного элемента, 2) полной мощности P1, 3) полезной мощности P2. Кривые построить для значения внешнего сопротивления R, равных: 0, r, 2r, 3r, 4r и 5r, где r- внутреннее сопротивление элемента.

10. Сила тока в проводнике сопротивлением 15 Ом равномерно возрастает от 0 до некоторого максимального значения в течение времени 5 с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты 10 кДж. Найти среднюю силу тока в проводнике за этот промежуток времени.

11. Найти внутреннее сопротивление генератора, если известно, что мощность, выделяемая во внешней цепи, одинакова при двух значениях внешнего сопротивления R1=5 Ом и R2=0.2 Ом. Найти КПД генератора в каждом из этих случаев.

12. ЭДС батареи аккумуляторов 12 В, сила тока короткого замыкания равна 5 А. Какую наибольшую мощность Р max можно получить во внешней цепи, соединенной с такой батареей?

13. Сколько тепла выделится в спирали с сопротивлением R=75 Ом при прохождении через нее количества электричества q=l00 Кл, если ток в спирали: а) равномерно убывал до нуля в течение "дельта"t=50 с; б) монотонно убывал до нуля так, что через каждые "дельта"t= =2,0 с он уменьшался вдвое?

14. В медном проводнике длиной 2 м и площадью поперечного сечения, равной 0,4 мм**2, идет ток. При этом ежесекундно выделяется количество теплоты 0,35 Дж. Сколько электронов N проходит за 1 с через поперечное сечение этого проводника?

Расчетно-графическое задание № 2

Группа: СМ-22

Студент: 12.

1. В схеме э.д.с. батареи Е=120 В, R3=20 Ом, R4=25 Ом и падение потенциала на сопротивлении R1 равно 40 В. Амперметр показывает 2А. найти сопротивление R2. Сопротивлением батареи и амперметра пренебречь.

2. Считая сопротивление вольтметра бесконечно большим, определяют сопротивление реостата R по показаниям амперметра и вольтметра в схеме. Найти относительную погрешность найденного сопротивления, если в действительности сопротивление вольтметра равно Rv. Задачу решить для Rv=1000 Ом и R, равного: 1) 10 Ом,2) 100 Ом, 3) 1000 Ом.

3. Элемент с э.д.с. 2 В имеет внутреннее сопротивление 0.5 Ом. Определить падение потенциала внутри элемента при силе тока в цепи 0.25 А. Найти внешнее сопротивление цепи при этих условиях.

4. Имеется N одинаковых гальванических элементов с ЭДС E и внутренним сопротивлением r(i) каждый. Из этих элементов надо собрать батарею, состоящую из нескольких параллельно соединенных групп, содержащих по n последовательно соединенных элементов. При каком значении n сила тока I во внешней цепи, имеющей сопротивление R, будет максимальной? Чему будет равно внутреннее сопротивление R(i) батареи при этом значении n?

5. Между точками А и В цепи поддерживают напряжение U=20 В. Найти ток и его направление в участке CD, если R=5,0 Ом.

6. Какая разность потенциалов получается на зажимах двух элементов, включенных параллельно, если их ЭДС равны соответственно E1=1,4 В, E2=1,2 В и внутреннее сопротивление r1=0.6 Ом и r2=0.4 Ом?

7. В схеме рис. 46 E1=E2=E3=6 B, R1=20 Ом, R2=12 Ом. При коротком замыкании верхнего узла схемы с минусом батарей ток через замыкающий провод I=1.6 A.Найти ток во всех участках цепи и сопротивление R2. Сопротивлением батарей пренебречь.

8. Найти э.д.с. и внутреннее сопротивление источника, эквивалентного двум параллельно соединенным элементам с ЭДС1 и ЭДС2 и внутренними сопротивлениями R1 и R2.

9. От батареи, ЭДС которого равна 500 В, требуется передать энергию на расстояние 2.5 км. Потребляемая мощность 10 кВт. Найти минимальные потери мощности в сети, если диаметр медных подводящих проводов 1.5 см.

10. Сила тока в проводнике равномерно увеличивается от 0 до некоторого максимального значения в течение времени 10 с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты 1 кДж. Определить скорость нарастания тока в проводнике, если сопротивление R его равно 3 Ом.

11. Лампочка и реостат, соединенные последовательно, присоединены к источнику тока. Напряжение U на зажимах лампочки равно 40 В, сопротивление R реостата равно 10 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность Р = 120 Вт. Найти силу тока в цепи.

12. Найти количество теплоты, выделяющееся ежесекундно в единице обьема медного провода при плотности тока 30 А/см**2.

13. Убедиться, что распределение тока в параллельно соединенных сопротивлениях R1 и R2,соответствует минимуму выделяемой на этом участке тепловой мощности.

14. Медный диск радиусом 0,5 м равномерно вращается (W = 10**4рад/с) относительно оси, перпендикулярной плоскости диска и проходящей через его центр. Определить разность потенциала U между центром диска и его крайними точками.

Расчетно-графическое задание № 2

Группа: СМ-22

Студент: 13.

1. На одном конце цилиндрического медного проводника сопротивлением 10 Ом (при 0 град. С) поддерживается температура 20 град. С, на другом 400 град. С. Найти сопротивление проводника, считая градиент температуры вдоль его оси постоянным.

2. Ламповый реостат состоит из пяти электрических лампочек, включенных параллельно, найти сопротивление реостата: 1)когда горят все лампочки, 2) когда вывинчиваются: а) одна, б) две, в) три, г) четыре лампочки. Сопротивление каждой лампочки равно 350 Ом.

3. Определить плотность тока в железном проводнике длиной 10 м, если провод находится под напряжением 6 В.

4. Сколько витков нихромовой проволоки диаметром 1мм надо навить на фарфоровый цилиндр радиусом 2.5 см, чтобы получить печь сопротивлением 40 Ом.

5. Пространство между двумя проводящими концентрическими сферами, радиусы которых а и b (а<b), заполнено однородной слабо проводящей средой. Емкость такой системы равна С. Найти удельное сопротивление среды, если разность потенциалов между сферами, отключенными от внешнего напряжения, уменьшается в 'эта' раз за время dt.

6. Три батареи с ЭДС 1 =12В, ЭДС 2 = 5В и ЭДС = 10 В и одинаковыми внутренними сопротивлениями r, равными 1 Ом, соединены между собой одноименными полюсами. Сопротивление соединительных проводов ничтожно мало. Определить силы токов, идущих через каждую батарею.

7. В схеме рис. 47 E1=2E2, R1=R3=20 Ом, R2=15 Ом и R4=40 Ом. Амперметр показывает 1.5 А (ток через него идет снизу вверх). Найти E1 и E2, а также силы токов I1 и I2, идущих соответственно через сопротивления R2 и R3.Сопротивлением батарей и амперметра пренебречь.

8. Найти значение и направление тока через сопротивление R в схеме, если ЭДС1=l,5 В, ЭДС2=3,7 В, R1=10 0м, R2=20 0м и R=5 0м. Внутренние сопротивления источников тока пренебрежимо малы.

9. В ртутном диффузионном насосе ежеминутно испаряется 100 г ртути. Чему должно быть равно сопротивление нагревателя насоса, если нагреватель включается в сеть напряжением 127 В? Удельную теплоту преобразования ртути принять равной 2.96*10**6 Дж/кг.

10. Определить: 1) общую мощность, 2) полезную мощность, 3) КПД батареи, ЭДС которого равна 240 В, если внешнее сопротивление равно 23 Ом и сопротивление батареи 1 Ом.

11. Электрический чайник с 600 см**3 воды при 9град.С, сопротивление обмотки которого 16 Ом, забыли выключить. Через сколько времени после включения вся вода в чайнике выкипит?Напряжение в сети 120 В, КПД чайника 60%.

12. Сколько надо заплатить за пользованием электрической энергией в месяц (30 дней), если ежедневно по 6 ч горят две электрические лампочки, потребляющие при 120 В ток 0.5 А? Кроме того, ежедневно кипятится 3 л воды (начальная температура воды 10град.С). Стоимость 1 кВт*ч энергии принять равной 4 коп. КПД нагревателя принять равным 80%.

13. В схеме даны R1 и R2, а также ЭДС1 и ЭДС2. Внутренние сопротивления источников пренебрежимо малы. При каком сопротивлении R выделяемая на нем тепловая мощность будет максимальной? Чему она равна?

14. В медном проводнике объемом 6 см ** 3 при прохождении по нему постоянного тока за время 1 мин выделилось количество теплоты 216 Дж. Вычислить напряженность Е электрического поля в проводнике.