Сборник задач по физике Варианты контрольной работы

Правила Кирхгофа

Обобщенный закон Ома для произвольного участка цепи: произведение силы тока I на сопротивление R участка цепи равно алгебраической сумме падения потенциала (j1 – j2 на этом участке и ЭДС E всех источников электрической энергии, включенных на данном участке цепи:

.

Закон Ома для замкнутой цепи: сила тока I в замкнутой цепи, состоящей из источника тока с ЭДС E и внутренним сопротивлением r и нагрузки с сопротивлением R, равна отношению величины ЭДС к сумме внутреннего сопротивления источника

и сопротивления нагрузки: Вдоль некоторой прямой распространяются колебания с периодом 0.25 с и скоростью 48 м/с. Спустя 10 с после возникновения колебаний в исходной точке на расстоянии 43 м от нее смещение оказалось равным 3 см. Определите в тот же момент времени смещение в точке, отстоящей на 45 м от источника колебаний. результат представьте в сантиметрах и округлите до целого числа.

.

Первое правило Кирхгофа (правило узлов): алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле (точке соединения нескольких линейных проводников), равна нулю:

;

при этом положительными считаются токи, подходящие к узлу, отрицательными – токи, отходящие от узла; иными словами, сумма сил токов, втекающих в узел, равна сумме сил токов, вытекающих из него:

.

Второе правило Кирхгофа (правило контуров): в любом замкнутом контуре, произвольно выбранном в разветвленной электрической цепи, алгебраическая сумма произведений сил токов Im на сопротивления Rm соответствующих участков этого контура равна алгебраической сумме ЭДС в контуре:

.

здесь n – число отдельных участков, на которые контур разбивается узлами; положительными считаются токи, направления которых совпадают с выбранным (произвольно) направлением обхода контура; ЭДС источников электрической энергии считаются положительными, если они создают токи, направления которых совпадают с направлением обхода контура.

В задачах этого раздела внутренним сопротивлением источника тока, сопротивлением соединительных проводов, а также амперметров следует пренебречь, если эти величины не указаны в условии.

39.11. Амперметр с сопротивлением R1 = 2 Ом, подключенный к источнику тока, показывает ток I1 = 5 А. Вольтметр с сопротивлением R2 = 150 Ом, подключенный к такому же источнику тока, показывает напряжение U2 = 12 В. Найдите ток короткого замыкания Iк.з источника.

Подпись: Рис. 139.21. Источник тока питает n = 100 ламп, рассчитанных на напряжение U1 = 220 В и соединенных параллельно. Сопротивление каждой лампы R1 = 1,2 кОм, сопротивление подводящих проводов R2 = 4 Ом, внутреннее сопротивление источника r = 0, 8 Ом. Найдите напряжение U на зажимах источника и его ЭДС E.

39.32. Найдите силу тока I2, идущего через резистор с сопротивлением R2 в схеме, параметры которой приведены на рисунке 1.

Подпись: Рис. 239.42. Какой ток IA будет идти через амперметр в схеме, изображенной на рисунке 2? ЭДС источника равна E. Рассмотрите два случая: а) R1 = R4 = R; R2 = R3 = 2R; б) R1 = R2 = R3 = R; R4 = 2R.


39.52. Какой ток IA течет через амперметр в схеме, показанной на рисунке 3 ЭДС источника E = 7, 5 В, R1 = 15 Ом, R2 = R3 = R4 = 10 Ом.

  Рис. 3 Рис. 4 Рис. 5

39.62. При замкнутом ключе K вольтметр V1 показывает напряжение 0,8E, где E – ЭДС источника (см. рисунок 4). Что покажут вольтметры V1 и V2 при разомкнутом ключе, если их сопротивления одинаковы?

39.72. В мосте Уитстона (см. рисунок 5) сопротивления подбирают таким образом, что чувствительный гальванометр показывает нуль.

а) Считая сопротивления R1, R2 и r известными, определите величину сопротивления rx.

б) Если поменять местами батарею и гальванометр, то снова получится мостовая схема. Сохранится ли баланс в новой схеме?

39.82. Имеется цепь, содержащая N = 1000 одинаковых источников тока с ЭДС E и внутренним сопротивлением r каждый (см. рисунок 6). Между точками A и B (на дуге АСВ) находится m источников тока.


а) Найдите разность потенциалов между точками A и B. б) Какой будет эта разность потенциалов, если элементы будут обращены друг к другу одноименными полюсами:

 Рис. 6 Рис. 7 Рис. 8

39.93. Два источника тока соединены, как показано на рисунке 7.

а) Определите разность потенциалов между точками A и B. б) Какой станет эта разность потенциалов, если изменить полярность включения второго источника?

39.103. Три одинаковых источника с ЭДС E = 1,6 В и внутренним сопротивлением r включены в электрическую цепь по схеме, изображенной на рисунке 8. Миллиамперметр показывает ток I = 100 мА. Сопротивления резисторов R1 = 10 Ом и R2 = 15 Ом, сопротивление резистора R неизвестно. Какое напряжение U показывает вольтметр? Сопротивление вольтметра считать очень большим.

39.112. Батарея из n = 4 одинаковых источников тока с внутренним сопротивлением r = 2 Ом каждый, соединенных в первом случае последовательно, во втором – параллельно, замыкается на резистор с сопротивлением R = 10 Ом. Найдите отношение напряжений на резисторе U1/U2 в первом и во втором случаях.

39.123. Из N = 400 одинаковых источников тока составлена батарея так, что образовано n соединенных последовательно групп, в каждой из которых содержится m источников, соединенных параллельно (см. рисунок а). Внутреннее сопротивление каждого источника r = 1 Ом. При каких значениях пито сила тока через резистор с сопротивлением R = 100 Ом, подключенный к батарее, будет наибольшей? Изменится ли ответ, если источники тока соединить в батарею, как показано на рисунке б (m параллельно соединенных ветвей, в каждой из которых содержится n последовательно соединенных источников)?


Рис. 9

39.133. Источниками электрического тока в системе электрического оборудования автомобиля являются генератор Г постоянного тока и соединенный с ним параллельно аккумулятор A (см. рисунок 10). ЭДС аккумулятора E1 = 12 В, его внутреннее сопротивление r1 = 0,15 Ом. ЭДС генератора E2 = 14 В, его внутреннее сопротивление r2 = 0,05 Ом. Найдите зависимость силы тока IA, Подпись: Рис. 10протекающего через аккумулятор, от силы тока IН, потребляемого нагрузкой – переменным сопротивлением. Нарисуйте график зависимости IA(IН). Определите с помощью графика, при каких значениях силы тока нагрузки IН аккумулятор будет заряжаться, а при каких – разряжаться.

39.143. В конце зарядки аккумулятора сила тока I1 = 3 А, а разность потенциалов на клеммах U1 = 8,85 В. В начале разрядки того же аккумулятора сила тока I2 = 4 А, а разность потенциалов U2 = 8,5 В. Определите силу тока короткого замыкания Iк.з этого аккумулятора.


39.153. Найдите силу тока I через нагрузку R, подключенную к параллельно соединенным источникам тока с ЭДС E1 и E2 и внутренними сопротивлениями r1 и r2 соответственно (см. рисунок 11).

 Рис. 11 Рис. 12 Рис. 13

39.163. В схеме на рисунке внутренние сопротивления источников пренебрежимо малы. Определите силу тока I1 через резистор сопротивления 3R, силу тока I2 через источник тока с ЭДС 4E и разность потенциалов UAB между точками A и B схемы.

39.172. Найдите силу тока I1 через сопротивление R1 участка цепи (см. рисунок 12), если R1 = 10 Ом, R2 = 20 Ом, R3 = 30 Ом и потенциалы точек 1, 2 и 3 равны соответственно j1 = 10 В, j2 = 6 В, j3 = 5 В.

39.183. В схеме, изображенной на рисунке 13, определите сопротивление RAB цепи между точками A и В.

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
Вынужденные колебания и резонанс http://fizhel.ru/ Закон Ома для однородного участка цепи