Сборник задач по физике Варианты контрольной работы http://www.marykay-cosmetics.ru/

Сила тока. Сопротивление.

Закон Ома для однородного участка цепи

Закон Ома для однородного участка цепи: сила тока I в проводнике, находящемся в электростатическом поле, пропорциональна напряжению U между концами проводника:

;

коэффициент R называют сопротивлением проводника. Один из двух математических маятников совершил 10 колебаний, а другой за это же время – 6 колебаний. Разность длин маятников составляет 16 см. Определите длины маятников. Результат представьте в единицах СИ.

Сопротивление R участка цепи, состоящего из последовательно соединенных проводников, равно сумме сопротивлений Rl, R2, R3,… этих проводников:

R = R1 + R2 + R3 + …;

сила тока во всех участках цепи одинакова:

разность потенциалов U между концами цепи равна сумме разностей потенциалов между концами входящих в цепь проводников:

U = U1 + U2 + U3 + …

Электропроводность R–1 участка цепи, состоящего из параллельно соединенных проводников, равна сумме электропроводностей этих проводников:

сила тока I в цепи равна сумме сил токов в каждом проводнике:

разность потенциалов U между концами цепи равна разности потенциалов между концами каждого из входящих в цепь проводников:

U = U1 = U2 = U3 = …

Сопротивление R линейного однородного проводника пропорционально его длине L и обратно пропорционально площади его поперечного сечения S:

,

где r – удельное сопротивление проводника, s – его удельная электрическая проводимость. Коэффициенты пропорциональности r и s зависят от вещества проводника и его термодинамического состояния.

 

38.11. По проводу течет ток силы I = 10 А. Найдите массу электронов, проходящих через поперечное сечение этого провода за время t = 1 ч.

38.21. Сила тока в проводнике за четыре равных промежутка времени по t = 10 с сначала равномерно возрастает от 0 до I1 = 10 мА, потом равномерно уменьшается до I2 = 5 мА, затем сохраняет постоянное значение, и, наконец, равномерно уменьшается до нуля. Какой заряд q прошел по проводнику за время T = 40 с?

38.32. Пластины плоского конденсатора имеют форму квадратов со стороной a = 21 см. Расстояние между пластинами составляет d = 2 мм. Конденсатор присоединен к полюсам источника постоянного напряжения U = 750 В. В пространство между пластинами с постоянной скоростью v = 8 см/с вдвигают стеклянную пластинку толщины d = 2 мм. Какой силы ток I пойдет при этом по цепи? Диэлектрическая проницаемость стекла e = 7.

38.41. Моток медной проволоки имеет массу m = 300 г и электрическое сопротивление R = 57 Ом. Определите длину проволоки L и площадь ее поперечного сечения S. Плотность меди D = 8900 кг/м3, ее удельное сопротивление r = 1,7×10–8 Ом×м.

38.52. Электрическая цепь состоит из трех последовательно соединенных кусков провода одинаковой длины, изготовленных из одного и того же материала, но имеющих разные сечения: S1 = 1 мм2, S2 = 2 мм2, S3 = 3 мм2. Напряжение на концах цепи U = 11 В. Найдите напряжение на каждом куске провода.

38.62. На катушку намотан круглый стальной провод диаметром d = 1,2 мм. Масса провода m = 0,2 кг. На катушку подается напряжение U = 53,8 В. Определите силу тока, идущего по проводу, если он нагрелся до температуры T = 393 К. Удельное сопротивление стали при T1 = 293 К равно r1 = 1,2×10–7 Ом×м, температурный коэффициент сопротивления стали a = 6,0×10–3 К–1. Плотность стали D = 7,8×103 кг/м3.

38.71. Цепь, имеющая сопротивление R = 100 Ом, питается от источника постоянного напряжения. Амперметр с сопротивлением RA = 1 Ом, включенный в цепь, показал силу тока I = 5 А. Какова была сила тока в цепи Io до включения амперметра?

38.81. В сеть с напряжением U = 24 В подключили два последовательно соединенных резистора. При этом сила тока стала равной I1 = 0,6 А. Когда резисторы подключили параллельно, суммарная сила тока стала равной I2 = 3,2 А. Определите сопротивление резисторов.

38.91. На сколько равных частей нужно разрезать проводник, имеющий сопротивление R = 36 Ом, чтобы полное сопротивление его частей, соединенных параллельно, составляло Ro = 1 Ом?

38.102. Из куска проволоки, имеющей сопротивление Ro = 32 Ом, изготовлено кольцо. К двум точкам этого кольца присоединены подводящие ток провода. а) В каком отношении делят точки присоединения длину окружности кольца, если общее сопротивление получившейся цепи R = 6 Ом? б) Какова максимально возможная величина общего сопротивления Rmax между двумя точками проволочного кольца?

38.111. Определите полное сопротивление R показанной на рисунке цепи, если R1 = R2 = R5 = R6 = 3 Ом, R3 = 20 Ом, R4 = 24 Ом. Чему равна сила тока, идущего через каждый резистор, если к цепи приложено напряжение U = 36 B?

 

 К задаче 38.11. К задаче 38.12.

38.121. При замкнутом ключе K (см. рисунок) сила тока, текущего через амперметр, равна I1 = 0,45 А. Какой силы ток I2 будет течь через амперметр при разомкнутом ключе? Напряжение на клеммах постоянно.

38.132. Определите сопротивление R между точками A и D каждой из показанных на рисунке трех цепей. Сопротивления резисторов одинаковы и равны r. Сопротивлением соединяющих проводов можно пренебречь.

К задаче 38.13.

38.142. Определите сопротивление R между точками A и B показанной на рисунке цепи, если сопротивление каждого звена равно r.

 

 К задаче 38.14. К задаче 38.15.

38.153. Каждый из отрезков двух проволочных конструкций (см. рисунок) имеет одинаковое сопротивление r. Ток, протекающий по отрезку DF, равен i. Определите разность потенциалов U между узлами A и B, сопротивление R между этими узлами и полный ток I от A к B.

38.163. Найдите полное сопротивление R между точками A и B бесконечной цепи (см. рисунок), состоящей из одинаковых резисторов сопротивлением r каждый.

 К задаче 38.16. К задаче 38.17.

38.173. Определите полное сопротивление R между точками A и B бесконечной цепи, параметры которой указаны на рисунке.

38.182. Имеется прибор с ценой деления io = 10 мкА. Шкала прибора имеет n = 100 делений. Внутреннее сопротивление прибора r = 50 Ом. Как из этого прибора сделать: a) вольтметр с пределом измерения напряжения Uo = 200 В? б) миллиамперметр с пределом измерения силы тока Io = 800 мА?

38.193. Присоединение к вольтметру некоторого добавочного сопротивления увеличивает предел измерения напряжения в n раз. Другое добавочное сопротивление увеличивает предел измерения в m раз. Во сколько раз к увеличится предельно измеримое вольтметром напряжение, если включить последовательно с вольтметром эти два сопротивления, соединенные между собой параллельно?

38.203. В схеме (см. рисунок) вольтметр показывает напряжение U1 = 20 В. Напряжение на входе цепи Uo = 100 В. Найдите отношение тока, идущего через вольтметр, к току, идущему через правую часть потенциометра, если отношение сопротивлений, на которые движок делит потенциометр n = 2/3, причем большее сопротивление имеет часть потенциометра, расположенная справа от движка.

 К задаче 38.20. К задаче 38.21.

38.213. Цепь (см. рисунок) собрана из одинаковых резисторов и одинаковых вольтметров. Показания первого и третьего вольтметров U1 = 10 B, U3 = 8 В соответственно. Найдите показания U2 второго вольтметра.

39. Закон Ома для неоднородного участка и полной цепи.

Диэлектрики во внешнем электрическом поле. Электрическое поле диполя. Диполь во внешнем электрическом поле. Электрическим диполем называется система двух одинаковых по величине, но разноименно заряженных частиц. Прямая, проходящая через оба заряда, называется осью диполя. Найдем потенциал и напряженность поля в точке, характеризующейся полярными координатами r и ?, относительно центра диполя
Расчет технико-экономических показателей АЭС Закон Ома для однородного участка цепи