Имени Н. П. Огарева

МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

РЕГИОНАЛЬНЫЙ УЧЕБНЫЙ ОКРУГ

ФИЗИКА-3

электростатика,

электрический ток

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Cаранск

Составители: В. В. Батин, А. В. Белянушкин, В.А. Неверов, Н. П. Тихонова

Содержит задачи для выполнения контрольных заданий по второй части курса общей физики, а также примеры их решения.

Предназначено для студентов инженерно-технических специальностей дневной и заочной форм обучения.

Введение

Настоящее пособие имеет своей задачей оказать помощь студентам дневного и заочного отделений инженерно-технических специальностей в изучении курса физики.

Физика - наука о наиболее общих законах природы, о наиболее общих формах движения материи. Занимая центральное место среди других наук в объяснении законов природы, физика имеет первостепенное значение в формировании научного мировоззрения.

Систематическое решение задач является необходимым условием успешного изучения физики. Решение задач помогает уяснить физический смысл явлений, закрепляет в памяти формулы, прививает навыки практического применения теоретических знаний.

Физические задачи весьма разнообразны и дать единый рецепт их решения невозможно. Однако, как правило, физические задачи следует решать в общем виде (алгебраически), не производя вычислений промежуточных величин. В результате этих действий получается алгебраическая формула, анализ которой дает возможность получить дополнительную информацию об особенностях изучаемого явления, а также проверить правильность проведенных действий на основе анализа размерностей. Числовые значения подставляются только в окончательную (рабочую) формулу, выражающую искомую величину через величины, заданные в условии задачи.

При решении задач необходимо:

1. Указать основные законы и формулы, на которых базируется решение задачи, дать словесную формулировку этих законов, а также расшифровать (указать значение) буквенных обозначений, употребленных при написании формул. Не следует пользоваться формулами, полученными для частного случая и не выражающими какой-либо закон.

2. Сделать чертеж, поясняющий содержание задачи, если необходимо.

3. Сопровождать решение задачи краткими, но исчерпывающими пояснениями.

4. Подставить в окончательную формулу числовые значения, выраженные в единицах единой системы (как правило, СИ). Несоблюдение этого правила приводит к неверному числовому результату.

5. Проверить, даст ли рабочая формула правильную размерность величины. Для этого в рабочую формулу следует подставить размерность всех величин и произвести с ними необходимые алгебраические действия. Если полученная таким путем размерность не совпадает с размерностью искомой величины, то задача решена неверно.

6. Подставить в рабочую формулу числовые значения величин, произвести вычисления и записать ответ, содержащий числовое значение и сокращенное наименование (или размерность) единицы измерения искомой величины. Вычисления следует производить в соответствии с правилами приближенных вычислений.

Пример решения задачи.

Найти работу А поля по перемещению заряда Q = 10 нКл из точки 1 в точку 2 (рис.1), находящиеся между двумя разноименно заряженными с поверхностной плотностью s=0,4 мкКл/м2бесконечными параллельными плоскостями, расстояние L между которыми равно 3 см.

Рис.1.

Решение. Возможны два способа решения задачи.

1-ый способ. Работу сил поля по перемещению заряда Q из точки 1 поля с потенциалом j1в точку 2 поля с потенциалом j2найдем по формуле:

A = Q×(j11- j2). (1)

Для определения потенциалов в точках 1 и 2 проведем через эти точки эквипотенциальные поверхности I и II. Эти поверхности будут плоскостями, так как поле между двумя равномерно заряженными бесконечными параллельными плоскостями однородно. Для такого поля справедливо соотношение:

j1-j2= Е×L, (2),

где Е - напряженность поля; L - расстояние между эквипотенциальными поверхностями. Напряженность поля между параллельными бесконечными разноименно заряженными плоскостями:

Е = s/e 0. (3).

Подставив это выражение Е в формулу (2) и затем выражение для (j1 - j2) в формулу (1), получим:

A = Q×(s/e0)/L.

2-ой способ. Так как поле однородно, то сила, действующая на заряд Q, при перемещении постоянна. Поэтому работу перемещения заряда из точки 1 в точку 2 можно подсчитать по формуле:

А = F×Dr×cosa, (4)

где F- сила, действующая на заряд; Dr - модуль перемещения заряда Q из точки 1 в точку 2; a - угол между направлениями перемещения и силы. Но:

F = Q×E = Q×(s/e0). (5).

Подставив это выражение в равенство (4), а также заметив, что:

Dr×cosa = L, (6),

получим:

A = Q×(s/e0)/L. (7)

Таким образом, оба решения приводят к одному и тому же результату.

Подставив в выражение (7) значение величин Q, s, e0и L, найдем:

А = 13,6 мкДж = 1,36×10-5Дж.

Контрольная работа № 3.

Вариант	Номера задач

Задачи

1. В элементарной теории атома водорода принимают, что электрон обращается вокруг ядра по круговой орбите. С какой скоростью движется электрон, если радиус орбиты 5,3·10 см^-9? Сколько оборотов в секунду делает электрон?

2. Два шарика массой 0,1 г каждый подвешены в одной точке на нитях длиной 20 см каждая. Получив одинаковый заряд, шарики разошлись так, что нити образовали между собой угол 60⁰. Найти заряд каждого шарика.

3. Два заряженных шарика, подвешенных на нитях одинаковой длины, опускаются в керосин плотностью 0,8 г/см³. Какой должна быть плотность материала шариков, чтобы угол расхождения нитей в воздухе и в керосине был один и тот же? Диэлектрическая проницаемость керосина 2.

4. Расстояние между двумя точечными зарядами +9q и +q равно 8 см. На каком расстоянии от первого заряда находится точка, в которой находился бы в состоянии равновесия произвольный заряд? Где находилась бы эта точка, если бы второй заряд был отрицательным?

5. В вершинах равностороннего треугольника находятся одинаковые положительные заряды 2 нКл. Какой отрицательный заряд необходимо поместить в центр треугольника, чтобы сила притяжения с его стороны уравновесила силы отталкивания положительных зарядов?

6. Зная заряд электрона и радиус его орбиты в атоме водорода (r = 5,3·10^-9 см), вычислить кинетическую и потенциальную энергию электрона. Определить также полную энергию электрона.

7. Точечные заряды 10^-7 Кл и 10^-6 Кл взаимодействовали в вакууме с силой 0,36 Н. Затем заряды поместили в керосин (e = 2). На сколько надо изменить расстояние между ними, чтобы сила взаимодействия не изменилась?

8. С какой силой взаимодействуют два одинаковых маленьких шарика в вакууме, если один несет заряд 6·10^-9 Кл, а второй -3·10^-9 Кл. Расстояние между шариками 5 см. С какой силой будут взаимодействовать эти шарики, если их привести в соприкосновение и затем удалить на прежнее расстояние?

9. Во сколько раз сила гравитационного притяжения между двумя протонами меньше силы их электростатического отталкивания? Заряд протона равен по модулю и противоположен по знаку заряду электрона.

10. Маленький шарик массой 3∙10^-4 кг подвешен на тонкой невесомой нити и имеет заряд 3∙10^-7 Кл. Каким станет натяжение нити, если снизу на одной вертикали к нему на расстоянии 0,3 м поднести другой шарик с одноимённым зарядом 5∙10^-8 Кл?

11. Два одинаковых металлических шарика заряжены одноимённо так, что величина заряда на одном шарике в n раз больше, чем на другом. Шарики пришли в соприкосновение и раздвинули на прежнее расстояние, много больше размеров шариков. Во сколько раз изменилась сила взаимодействия между шариками?

12. Два маленьких одинаковых металлических шарика заряжены положительным зарядом 5 q и отрицательным зарядом – q и находятся на некотором расстоянии друг от друга в вакууме. Шарики привели в соприкосновение и развели на прежнее расстояние, поместив их в жидкий диэлектрик с диэлектрической проницаемостью 2. Во сколько раз изменится модуль силы взаимодействия шариков?

13. Два точечных заряда находятся на расстоянии L друг от друга. Если расстояние между ними уменьшить на 50 см, то сила взаимодействия этих зарядов увеличивается в два раза. Найдите расстояние L.

14. Расстояние между двумя точечными зарядами q₁ = 1мкКл и q₂ = - q₁ равно 10 см. Определить силу, действующую на точечный заряд 0,1 мкКл, удалённый на 6 см от первого и 8 см второго зарядов.

15. Два одинаковых проводящих заряженных шара находятся на расстоянии 60 см. Сила отталкивания шаров 70 мкКл. После того, как шары привели в соприкосновение и удалили друг от друга на прежнее расстояние, сила отталкивания возросла и стала равной 160 мкКл. Найти заряды на каждом из шаров до соприкосновения.

16. В вершинах квадрата находятся одинаковые заряды по 0,3 нКл каждый. Какой отрицательный заряд нужно поместить в центре квадрата, чтобы сила взаимного отталкивания положительных зарядов была уравновешена силой притяжения отрицательного заряда?

17. Расстояние между свободными зарядами 180 нКл и 720 нКл равно 60 см. Определить точку на прямой, проходящей через заряды, в которую можно поместить третий заряд, чтоб вся система находилась бы в равновесии? Определить величину и знак заряда.

18.На двух одинаковых капельках воды находится по одному лишнему электрону, причём сила электрического отталкивания капелек уравновешивает силу их взаимного притяжения. Каковы радиусы капелек?

19. Два заряженных шарика одинаковых радиуса и массы подвешены на нитях одинаковой длины и опущены в жидкий диэлектрик, плотность которого равна ρ и диэлектрическая проницаемость равна ε. Какова должна быть плотность ρ₀ материала шариков, чтобы углы расхождения нитей в воздухе и в диэлектрике были одинаковыми?

20. Два точечных заряда q₁ и q₂ находятся на некотором расстоянии L друг от друга. Если расстояние между ними увеличить на 50 см, сила взаимодействия уменьшится в 2 раза. Найти расстояние L.

21. Очень длинная тонкая прямая проволока несет заряд, равномерно распределенный по всей ее длине. Определить линейную плотность заряда, если напряженность поля на расстоянии 0,5 м от проволоки равна 1,2 В/см.

22. Металлическому шару сообщен заряд 1 мкКл. Радиус шара 10 см. Определить напряженность и потенциал поля: 1) вне шара на расстоянии 10 см от его поверхности; 2) на поверхности шара; 3) в центре шара.

23. Электрон влетает в плоский конденсатор, находясь на одинаковом расстоянии от каждой пластины со скоростью 10000 км/с, параллельной пластинам. Какую наименьшую разность потенциалов нужно приложить к пластинам, чтобы электрон не вылетел из конденсатора, если расстояние между пластинами 2 см и длина пластин 10 см?

24. Электрическое поле создано двумя точечными зарядами +40 нКл и -10 нКл, находящимися на расстоянии 10 см друг от друга. Определить напряженность поля в точке, удаленной от первого заряда на 12 см и от второго на 6 см.

25. Капелька воды диаметром 0,1 мм находится во взвешенном состоянии в масле при напряженности электрического поля 10⁴Н/Кл. Сколько элементарных зарядов находится на капле? Плотность масла 8·10²кг/м³. Напряженность однородного поля направлена вертикально вверх.

26. На шелковой нити висит бузиновый шарик, масса которого равна 0,5 г, имеющий заряд –9,8·10^-9Кл. На какой угол отклонится нить, если шарик внести в однородное электрическое поле с напряженностью 5·10⁴В/м, направленной горизонтально.

27. Поверхностная плотность заряда на равномерно заряженном шаре 6,4·10^-8Кл/м². Определить напряженность электрического поля в точке, отстоящей от центра на 6 радиусов.

28. Какая сила действует на заряд 0,1 нКл, помещенный в поле равномерно заряженной плоскости с поверхностной плотностью заряда 10^-5Кл/м²? Относительная диэлектрическая проницаемость среды e =5.

29. Пылинка массой 2·10^-12г взвешена в воздухе между двумя горизонтальными разноименно и равномерно заряженными пластинами. Напряженность поля пластин направлена вертикально вверх. Заряд пылинки равен пяти элементарным зарядам. Определить заряд на пластинах. Площадь каждой пластины 100 см².

30. Какова напряженность электрического поля на расстоянии 1 м от точечного заряда 0,1 нКл? Какая сила действует в этой точке на тело, обладающее зарядом –10нКл?

31. Найдите величину точечного заряда, создающий электрическое поле, если на расстоянии 5 см от заряда напряженность поля 1,6·10⁵ В/м.

32. Каков диаметр масляной капли плотностью 900 кг/м3, которую с помощью одного лишнего электрона можно уравновесить в поле напряженностью 10000 В/м?

33. Три равных по величине и знаку заряда расположены в вакууме вдоль одной прямой на одинаковых расстояниях L друг от друга (см. рис.). Каков модуль напряжённости электрического поля, созданного этими зарядами в точке С?

34. Во сколько раз напряжённость поля на поверхности капли, образованной при слиянии N малых капель одинакового радиуса и обладающих одинаковым зарядом, больше напряжённости поля на поверхности одной малой капли до слияния. Считать, что капли имеют сферическую форму.

35. Электрическое поле создаётся двумя точечными электрическими зарядами: q₁ = 9·10^-9 Кл и q₂ = 4·10^-9 Кл. Чему равно расстояние между этими зарядами, если известно, что точка, где напряжённость электрического поля равна нулю, находится на расстоянии 33 см от первого заряда?

36. Свинцовый шарик (ρ = 11,3 г/см³) диаметром 0,5 см помещён в глицерин (ρ₁ = 1,26 г/см³). Определите заряд шарика, если в однородном электростатическом поле шарик оказался взвешенным в глицерине. Электростатическое поле направлено вверх и его напряжённость 4 кВ/см.

37. Два точечных заряда q₁ = 4·10^-9 Кл и q₂ = -2·10^-9 Кл находятся друг от друга на расстоянии 60 см. Определите напряжённость поля в точке, лежащей посередине между зарядами. Чему была бы равна напряжённость, если бы второй заряд был положительным?

38. Бесконечная тонкая нить несёт равномерно распределённый по длине заряд с линейной плотностью 2мкКл/м. На расстоянии 1 см от неё находится точечный заряд 0,1 мкКл. Определить силу, действующую на заряд.

39. Две параллельные, бесконечно длинные прямые нити несут заряд, равномерно распределённой по длине с линейными плотностями 0,1 мкКл/м и 0,2 мкКл/м. Определите силу взаимодействия, приходящуюся на отрезок нити длиной 1м. Расстояние между нитями 10 см.

40. Точечный заряд 1 мкКл находится вблизи бесконечной равномерно заряженной пластины. Вычислить поверхностную плотность заряда пластины, если на точечный заряд действует сила 60 мН.

41. На неподвижный электрон летит другой электрон со скоростью 6000 км/с. На какое расстояние они могут сблизиться?

42. Заряженная частица, пройдя ускоряющую разность потенциалов 106В, приобрела скорость 10000 км/с. Определить отношение заряда к массе для этой частицы.

43. Какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти протон, чтобы приобрести такую же скорость, какую приобретает электрон, пройдя ускоряющую разность потенциалов 1000 В?

44. Разность потенциалов между катодом и анодом электронной лампы 90 В, расстояние 1 мм. С каким ускорением движется электрон от катода к аноду? Какова скорость электрона в момент удара об анод? За какое время электрон пролетает расстояние от катода до анода?

45. Две параллельные пластины площадью 2·10-2м2каждая, находящиеся в воздухе, заряжены разноименными зарядами 100 нКл. Какую работу надо совершить, чтобы увеличить расстояние между пластинами на 0,1 мм? Диэлектрик – воздух.

46. Равномерно заряженный шар радиусом 2 см в вакууме имеет поверхностную плотность заряда 5·10-7Кл/м2. Определить потенциал поля в точке, отстоящей на 0,5 м от центра шара, а также потенциал и напряженность поля внутри шара на расстоянии 1см от поверхности шара.

47. Какова разность потенциалов между точками электрического поля, находящимися в вакууме на расстояниях 0,4 м и 1 м от точечного заряда 2·10-9Кл? Какая работа совершается при перемещении положительного заряда 4·10-10Кл из первой точки во вторую?

48. Разность потенциалов точек, отстоящих от заряженной плоскости на расстоянии 5 см и 10 см, равна 5 В. Чему равен заряд плоскости в вакууме, если ее площадь 400 см2?

49. Сколько электронов находится на поверхности уединенного металлического шара диаметром 4 см, заряженного в вакууме до потенциала 100 В?

50. Какую работу совершает поле при перемещении заряда 20 нКл из точки с потенциалом 700 В в точку с потенциалом 200 В? Из точки с потенциалом 100 В в точку с потенциалом 400 В?

51. В однородном электрическом поле напряженностью 1 кВ/м переместили заряд –25 нКл в направлении силовой линии на 2 см. Найдите работу поля, изменение энергии взаимодействия заряда и поля, напряжение между начальной и конечной точками перемещения.

52. Шарик, заряженный до потенциала 792 В, имеет поверхностную плотность заряда 3,33·10-7Кл/м2. Чему равен радиус шарика?

53. Выразите время, которое потребуется электрону, влетевшему со скоростью υ в однородное электрическое поле с напряжённостью E параллельно силовым линиям, до полной остановки (масса электрона m, заряд – e).

54. Восемь маленьких одинаковых сферических капель ртути заряжены до потенциала j каждая. Капли сливаются в одну большую сферическую каплю. Определить потенциал большой капли.

55. Заряд q, помещённый в т. А, создаёт в т. В электрическое поле, потенциал которого равен j. Каким станет потенциал в т. В, если дополнительно поместить такой же заряд q в т. С.

56. Электростатическое поле создаётся положительно заряженной бесконечной нитью. Протон, двигаясь от нити под действием поля вдоль линии напряжённости с расстояния 1 см до расстояния 5 см, изменил свою скорость от 1 до 10 Мм/с. Определите линейную плотность заряда нити.

57. Электрическое поле создано бесконечной равномерно заряженной плоскостью с поверхностной плотностью заряда 2 мкКл/м². В этом поле вдоль прямой, составляющей угол 60⁰ с плоскостью из одной точки в другую, расстояние между которыми равно 20 см удаляется от плоскости точечный заряд 10 нКл. Определить работу сил поля по перемещению заряда.

58. Электрическое поле создано отрицательно заряженным металлическим шаром (см. рисунок). Определить работу внешних сил по перемещению заряда 40 нКл из точки 1 с потенциалом j₁ = -300 В, в точку 2.

59. Электрон без начальной скорости прошёл разность потенциалов 10 кВ и влетел в пространство между пластинами плоского конденсатора, заряженного до разности потенциалов 100 В, по линии, параллельной пластинам, расстояние между которыми 2 см. Длина пластин конденсатора в направлении первоначального движения 20 см. Определить, как отклонится электрон в направлении, перпендикулярном первоначальному движению, к моменту вылета из конденсатора.

60. Электрон со скоростью 1,83∙10⁶ м/с влетел в однородное электрическое поле в направлении, противоположном вектору напряжённости поля. Какую разность потенциалов должен пройти электрон, чтобы обладать энергией 13,6 эВ?

61. Два конденсатора емкостью 3 мкФ и 6 мкФ соединены между собой и присоединены к батарее с ЭДС 120 В. Определить заряд каждого конденсатора и разность потенциалов между его обкладками, если конденсаторы соединены: 1) параллельно; 2) последовательно.

62. Разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора 100 В. Диэлектрик - стеклянная пластинка (e =7). Какова будет разность потенциалов, если стекло вытащить из конденсатора?

63. В плоский конденсатор вдвинули плитку парафина, толщина которого равна 1 см. Плитка вплотную прилегает к пластинам конденсатора. Насколько нужно раздвинуть пластины, чтобы получить прежнюю емкость?

64. Емкость плоского конденсатора равна 400 пФ. Расстояние между пластинами 5 мм. Какова будет емкость конденсатора, если на нижнюю пластину положить лист эбонита толщиной 3 мм?

65. На пластинах плоского конденсатора равномерно распределен заряд с поверхностной плотностью 0,2 мкКл/м2. Расстояние между пластинами равно 1 мм. На сколько изменится разность потенциалов на его обкладках при увеличении расстояния между пластинами до 3 мм?

66. Две круглые металлические пластины радиусом 10 см каждая расположены параллельно друг другу. Расстояние между пластинами 1 см, сила притяжения 10 Н. Определить разность потенциалов между пластинами.

67. Какое количество теплоты выделится при разрядке плоского конденсатора, если разность потенциалов между пластинами равна 15000 В, расстояние 1 мм, площадь каждой пластины 300 см2и диэлектрик – слюда?

68. Сколько электронов должно находиться на поверхности металлического шарика диаметром 1 см, чтобы энергия поля заряженного шарика была равна 1 Дж?

69. Конденсатор емкостью 6 мкФ зарядили до потенциала 1500 В и отключили от источника напряжения. Затем к конденсатору присоединили параллельно второй незаряженный конденсатор емкостью 4 мкФ. Какая энергия была израсходована на образование искры, проскочившей при соединении конденсаторов?

70. Плоский воздушный конденсатор состоит из двух круглых пластин радиусом 10 см каждая. Расстояние между пластинами 1 см. Конденсатор зарядили до разности потенциалов 1200 В и отключили от источника напряжения. Какую работу нужно совершить, чтобы раздвинуть пластины до расстояния в 3 см?

71. Разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора равна 900 В, емкость 2 мкФ, диэлектрик - стекло (e = 6). Конденсатор отключили от источника напряжения. Какую работу нужно совершить, чтобы вынуть стекло из конденсатора?

72. Плоский конденсатор состоит из двух пластин. Диэлектрик – стекло толщиной 2 мм, разность потенциалов между пластинами 15000 В. Определить плотность энергии в стекле и давление, которое производят пластины на стекло.

73. Найти разность потенциалов в воздушном конденсаторе, если между его обкладками поместить плотно прилегающую к ним фарфоровую пластинку. Первоначально конденсатор был заряжен до 200 В, а затем источник отключили.

74. Найти емкость и поверхностную плотность заряда на пластинах воздушного конденсатора, заряженного до разности потенциалов 200 В. Площадь каждой пластины 0,25 м2, расстояние между пластинами 1 мм.

75. Конденсаторы емкостью 2 мкФ и 8 мкФ соединены последовательно и подключены к источнику напряжения 200 В. Определить разность потенциалов на каждом конденсаторе и энергию каждого конденсатора.

76. Плоский конденсатор с размером пластин 25´25 см и расстоянием между ними 0,5 мм заряжен от источника напряжения до разности потенциалов 10 В и отключен от источника. Какой будет разность потенциалов, если пластины конденсатора развернуть на расстояние 5 мм?

77. Какой заряд нужно сообщить двум параллельно соединенным конденсаторам, чтобы зарядить их до разности потенциалов 20000 В, если электроемкости конденсаторов равны 2000 пФ и 1000 пФ?

78. Три последовательно соединенных конденсатора присоединены к источнику напряжения 32 В. Электроемкости конденсаторов равны соответственно 0,1; 0,25 и 0,5 мкФ. Определите напряжения на каждом конденсаторе.

79. Конденсаторы электроемкостью 1 мкФ и 2 мкФ заряжены до разности потенциалов 20 В и 50 В соответственно. После зарядки конденсаторы соединены одноименными полюсами. Определить разность потенциалов между обкладками конденсаторов после их соединения.

80. Конденсатор электроемкостью 4 мкФ заряжен до напряжения 10 В. Какой заряд будет на обкладках этого конденсатора, если к нему подключить другой конденсатор электроемкостью 6 мкФ, заряженный до напряжения 20 В? Соединены обкладки, имеющие разноименные заряды.

81. Разность потенциалов на концах медного провода длиной 1 км равна 3,5 В. Предполагая, что на каждый атом меди в проволоке приходится один свободный электрон, определить среднюю скорость упорядоченного движения электронов вдоль провода.

82. Зашунтированный амперметр измеряет токи силой до 10 А. Какую наибольшую силу тока может измерить этот амперметр без шунта, если сопротивление амперметра равно 0,02 Ом и сопротивление шунта равно 5 мОм?

83. По медному проводнику сечением 1 мм2течет ток 1 А. Определить среднюю скорость упорядоченного движения электронов вдоль проводника, предполагая, что на каждый атом меди приходится один свободный электрон. Плотность меди 8,9 г/см3.

84. Определить во сколько раз возрастет сила тока, проходящая через платиновую печь, если при постоянном напряжении на зажимах ее температура повышается от 20 ⁰С до 1200 ⁰С. Температурный коэффициент сопротивления платины 3,65·10-3 К-1.

85. По медному проводу сечением 0,3 мм2течет ток 0,3 А. Определить силу, действующую на отдельные свободные электроны со стороны электрического поля. Удельное сопротивление меди 0,017 мкОм·м.

86. Два цилиндрических проводника, один из меди, а другой из алюминия, имеют одинаковую длину и одинаковое сопротивление. Во сколько раз медный провод тяжелее алюминиевого?

87. Обмотка катушки из медной проволоки при температуре 14 0С имеет сопротивление 10 Ом. После пропускания тока сопротивление обмотки стало равно 12,2 Ом. До какой температуры нагрелась обмотка? Температурный коэффициент сопротивления меди равен 4,15·10^{-3 0}С^-1.

88. Найти падение потенциала на медном проводе длиной 500 м и диаметром 2 мм, если сила тока в нем 2 А.

89. Амперметр, сопротивление которого 0,16 Ом, зашунтирован сопротивлением 0,04 Ом. Амперметр показывает 8 А. Чему равна сила тока в магистрали?

90. Имеется предназначенный для измерений разности потенциалов до 30 В вольтметр сопротивлением 2000 Ом, шкала которого разделена на 150 делений. 1) Какое сопротивление надо взять и как его включить, чтобы этим вольтметром можно было измерять разности потенциалов до 75 В? 2) Как изменится при этом цена деления вольтметра?

91. Сила тока в проводнике равномерно возрастает от 0 до 2 А в течение времени 5 с. Определите заряд, прошедший по проводнику.

92. По медному проводнику сечением 0,8 мм² течёт ток 80 мА. Найдите среднюю скорость упорядоченного движения электронов вдоль проводника, предполагая, что на каждый атом меди приходится один свободный электрон. Плотность меди 8,9 г/см³.

93. По алюминиевому проводу сечением 0,2 мм² течёт ток 0,2 А. Определите силу, действующую на отдельные свободные электроны со стороны электрического поля.

94. Вольтметр, включённый в сеть последовательно с сопротивлением R₁, показал напряжение 198 В, а при последовательном включении с сопротивлением R₂=2R₁показал 180 В. Определите сопротивление R₁ и напряжение в сети, если сопротивление вольтметра 900 Ом.

95. Четыре сопротивления по 300 Ом каждое соединили сначала последовательно, а затем параллельно. Во сколько раз изменилось общее сопротивление?

96. Найти напряжение на каждом из кусков провода одинакового поперечного сечения и сделанных из одного и того же материала, но разной длины, соединённых последовательно (см. рисунок), если разность потенциалов на концах цепи 300 В.

97. Определить заряд, прошедший по проводу сопротивлением 3 Ом при равномерном возрастании напряжения на концах проводника от 2 В до 4 В в течение 20 с.

98. Медная проволока массы 300 г имеет электросопротивление 57 Ом. Найти длину и площадь поперечного сечения проволоки.

99. Найти полное сопротивление показанной на рисунке цепи, если R₁ = R₂=R₅=R₆= 3 Ом; R₃= 20 Ом, R₄= 24 Ом. Найдите силу тока, идущего через каждый резистор, если к цепи приложено напряжение 36 В.

100. В сети с напряжением 100 В включили катушку с сопротивлением 2 кОм и вольтметр, соединенные последовательно. Показания вольтметра 80 А. Когда катушку заменили другой, вольтметр показал 60 В. Определить сопротивление другой катушки.

101. При токе 2 А КПД батареи равен 0,75. Определить внутреннее сопротивление батареи, если ее ЭДС равна 8 В.

102. К источнику тока с ЭДС 1,5 В присоединили катушку с сопротивлением 0,1 Ом. Амперметр показал силу тока, равную 0,5 А. Когда к источнику тока присоединили последовательно еще один источник тока с такой же ЭДС, то сила тока в той же катушке оказалась равной 0,4 А. Определить внутренние сопротивления первого и второго источников тока.

103. Три источника тока с ЭДС 1,8 В, 1,4 В и 1,1 В соединены накоротко одноименными полюсами. Внутреннее сопротивление первого источника 0.4 Ом, второго -0.6 Ом. Определить внутреннее сопротивление третьего источника, если через первый источник идет ток 1,13 А.

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

105. Батарея с ЭДС 16 В замкнута на прибор. Сила тока в приборе 2 А. Коэффициент полезного действия батареи 0,75. Определить внутреннее сопротивление батареи.

106. Элемент с ЭДС 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.

107. ЭДС 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.

108. При замыкании источника тока на внешнее сопротивление 4 Ом в цепи протекает ток 0,3 А, а при замыкании на сопротивление 7 Ом протекает ток 0,2 А. Определить ток короткого замыкания этого источника.

109. Цепь состоит из источника тока с ЭДС e и внутренним сопротивлением r и внешнего сопротивления R. Во сколько раз изменится падение напряжения во внешней цепи при увеличении в 2 раза внешнего и внутреннего сопротивлений?

110. Батарея с ЭДС 20 В, амперметр и реостаты с сопротивлениями R₁ и R₂ соединены последовательно. При выведенном реостате R₁ амперметр показывает ток 8 А, при введённом реостате R₁ – ток 5 А. Найти сопротивления R₁ и R₂ реостатов и падения напряжения на каждом из них, когда реостат R₁ полностью введён.

111. Элемент, амперметр и некоторое сопротивление соединены последовательно. Если взять сопротивление из медной проволоки длиной 100 м и поперечным сечением 2 мм², то амперметр показывает ток 1,43 А. Если же взять сопротивление из алюминиевой проволоки длиной 57,3 м и поперечным сечением 1 мм², то амперметр покажет ток 1 А. Найти ЭДС элемента и его внутреннее сопротивление.

112. Батарея с ЭДС 10 В и внутренним сопротивлением 1 Ом имеет КПД 0,8 (см. рисунок). Падения напряжения на сопротивлениях R₁ и R₄ равны U₁ = 4 В и U₄ = 2 В соответственно. Какой ток показывает амперметр? Найти падение потенциала на сопротивлении R₂.

113. При замыкании источника тока на внешнее сопротивление 455 Ом в цепи протекает ток 2 А, а при замыкании на сопротивление 300 Ом протекает ток 3 А. Определить внутреннее сопротивление и ЭДС источника тока.

114. Найти ЭДС батареи при силе тока в цепи 1 А, если внутреннее сопротивление батареи 5 Ом, а КПД батареи при данных условиях 90 %.

115. При внешнем сопротивлении, равном 10 Ом, сила тока в цепи равна 2 А, а падение потенциала внутри элемента 5 В. Найти сопротивление источника тока и его ЭДС.

116. Элемент, имеющий ЭДС 1,1 В и внутреннее сопротивление 1 Ом, замкнут на внешнее сопротивление 9 Ом. Найти ток в цепи, падение потенциала внутри элемента и во внешней цепи. С каким КПД работает элемент?

117. Элемент с ЭДС 1,6 В имеет внутреннее сопротивление 0,5 Ом. Найти КПД элемента при токе 2,4 А.

118. Элемент, сопротивление и амперметр соединены последовательно. Элемент имеет ЭДС 2 В и внутреннее сопротивление 0,4 Ом. Амперметр показывает ток 1 А. С каким КПД работает элемент?

119. Элемент с ЭДС 20 В соединён с алюминиевым цилиндрическим проводником длиной 10 м и диаметром 0,3 мм. Найти КПД источника при токе 2 А. Определить ток короткого замыкания этого источника.

120. Два цилиндрических проводника диаметрами по 0,2 мм и длинами по 5 м один железный, другой медный, соединены параллельно друг другу и замкнуты на источник тока с ЭДС 10 В. Внутреннее сопротивление источника 2 Ом. Найти силу тока, проходящую через каждый проводник.

121. Источник тока замкнут на потенциометр с сопротивлением 2000 Ом. ЭДС источника 50 В, внутренним сопротивлением можно пренебречь. Вольтметр, включенный между началом и серединой обмотки потенциометра, показывает 20 В. Применив правила Кирхгофа, определить сопротивление вольтметра.

122. Две батареи аккумуляторов (ε₁ = 10 B, r₁ = 1 Ом; ε₂ = 8 В, r₂ = 2 Ом) и реостат (R = 6 Ом) соединены, как показано на рисунке. Найти силу тока в батареях и реостате.

123. Два источника тока (ε₁ = 8 B, r₁ = 2 Ом; ε₂ = 6 В, r₂ = 1,5 Ом) и реостат (R = 10 Ом) соединены, как показано на рисунке. Вычислить силу тока, текущего через реостат.

124. Определить силу тока I₃ в резисторе сопротивлением R₃ (см. рисунок) и напряжение U₃ на концах резистора, если ε₁ = 4 В, ε₂ = 3 В, R₁ = 2 Ом, R₂ = 6 Ом, R₃ = 1 Ом. Внутренними сопротивле­ниями источников тока пренебречь.

125. Три источника тока с ЭДС ε₁ = 11 В, ε₂ = 4 В и ε₃ = 6 В, и три реостата с сопротивлениями R₁ = 5Ом, R₂ = 10Ом и R₃ = 2Ом соединены, как показано на рисунке. Определить силы токов в реостатах. Внутреннее сопротивление источников мало.

126. Три сопротивления R₁ = 5Ом, R₂ = 1Ом и R₃ = 3Ом, а также источник с ЭДС ε₁ = 1,4 В, соединены, как показано на рисунке. Определить ЭДС источника тока, который надо включить между точками А и В, чтобы в сопротивлении R₃ шёл ток 1 А в направлении, указанном стрелкой. Сопротивлением источника тока пренебречь.

127. На рисунке ε₁ = ε₂ = ε₃, R₁ = 48Ом, R₂ = 24 Ом, падение напряжения на сопротивлении R₂ равно 12 В. Пренебрегая внутренним сопротивлением элементов, определите: 1) силу тока на всех участках цепи; 2) сопротивление R₃.

128. ЭДС элементов ε₁ = 2,1 В и ε₂ = 1,9 В, сопро­тивления R₁ = 45Ом, R₂ = 10Ом и R₃ = 10Ом, как показано на рисунке. Найти токи во всех участках цепи.

129. Два элемента с одинаковы­ми ЭДС ε₁ = ε₂ = 2 В и внутренними сопротивлениями r₁ = 1Ом и r₂ = 2Ом. замкнуты на внешнее сопротивление R (см. рисунок). Через элемент с ЭДС ε₁ течет ток I₁ = 1 А. Найти сопротивление R и ток I₂, текущий через элемент с ЭДС ε₂. Какой ток I течет через сопротивление R?

130. Батареи имеют э. д. с. ε₁ = 110 В и ε₂ =220 В, со­противления R₁ = R₂ = 100 Ом, R₃ = 500 Ом (см. рисунок). Найти показание амперметра.

131. Батареи имеют ЭДС ε₁ = 2 В и ε₂ = 4 В, сопро­тивление R₁ = 0,5 Ом (см. рисунок к задаче 130). Падение потенциала на сопротивлении R₂ равно 1 В (ток через R₂ направлен справа налево). Найти показание амперметра.

132. Батареи имеют э. д. с. ε₁ = 30 В и ε₂ = 5 В, со­противления R₂= 10 Ом, R₃ = 20 Ом (см. рисунок к задаче 130). Через амперметр течёт ток 1 А, направленный справа налево. Найти сопротивление R₁.

133. Батареи имеют ЭДС ε₁ = 2 В и ε₂ = 1 В, сопро­тивления R₁ = 1 кОм, R₂ = 0,5 кОм и R₃ = 0,2 кОм, сопро­тивление амперметра 0,2 кОм (см. рисунок). Найти пока­зание амперметра.

134. Батареи имеют ЭДС ε₁ = 2 В и ε₂ = 3 В, сопротивление R₃ = 1,5 кОм сопротивление амперметра R_А =0,5 кОм (см. рисунок к задаче 133). Падение потенциала на сопротивле­нии R₂ равно 1 В(ток через R₂ направлен сверху вниз). Найти показание амперметра.

135. Батареи имеют ЭДС ε₁ = ε₂ = 100 В, сопро­тивления R₁ = 20 Ом, R₂ = 10 Ом, R₃ = 40 Ом и R₄ = 30 Ом (см. рисунок). Найти показания амперметра.

136. Батареи имеют ЭДС ε₁ = 2 ε₂, сопро­тивления R₁ = R₃ = 20 Ом, R₂ = 15 Ом, и R₄ = 30 Ом (см. рисунок к задаче 135).Через амперметр течёт ток, направленный снизу вверх и равный 1,5 А. Найти ЭДС ε₁ и ε₂, а также токи, текущие через сопротивления R₂ и R₃.

137. Два одинаковых элемента имеют ЭДС ε₁ = ε₂ = 2 В и внутренние сопротивления r₁ = r₂ = 0,5 Ом (см. рисунок). Найти токи, текущие через сопротивления R₁ = 0,5 Ом и R₂ = 1,5 Ом, а также ток через элемент питания с ЭДС ε₁.

138. Источники питания имеют ЭДС ε₁ = ε₂,

сопротивления R₂ = 2 R₁ (см. рисунок). Во

сколько раз ток, текущий через вольтметр,

больше тока, текущего через сопротивление R₂?

139. Источники питания имеют ЭДС ε₁ = ε₂ =

110 В, сопротивления R₂ = R ₁ = 0,2 кОм,

сопротивление вольтметра R_V = 1 кОм

(см. рисунок к задаче 138). Найти показания вольтметра.

140. Источники питания имеют ЭДС ε₁ = ε₂, сопротивления R₂ = R₁ = 100 Ом, сопротивление вольтметра R_V = 150 Ом (см. рисунок к задаче 138). Показания вольтметра 150 В. Найти ЭДС ε₁ и ε₂ источников.

141. При силе тока 5 А за время 10 мин в электролитической ванне выделилось 1,02 г двухвалентного металла. Определить его относительную атомную массу.

142. Две электролитические ванны соединены последовательно. В первой ванне выделилось 3,9 г цинка, во второй за тоже время 2,24 г железа. Цинк двухвалентен. Определить валентность железа.

143. Определить толщину слоя меди, выделившейся за время 5 ч при электролизе медного купороса, если плотность тока 80 А/м².

144. Сила тока, проходящего через электролитическую ванну с раствором медного купороса, равномерно возрастает в течение времени 20 с от 0 до 20 А. Найти массу меди, выделившейся за это время на катоде ванны.

145. В электролитической ванне через раствор прошёл заряд 193 кКл. При этом на катоде выделится металл, количеством вещества 1 моль. Определить валентность металла.

146. Определить количество вещества и число атомов двухвалентного металла, отложившегося на катоде электролитической ванны, если через раствор в течение 5 мин шёл ток силой 2 А.

147. Сколько атомов двухвалентного металла выделится на 1 см² поверхности электрода за время 5 мин при плотности тока 10 А/м²?

148. Никелирование с помощью электролиза металлической пластинки, имеющей площадь поверхности 48 см², продолжалось 4 ч при силе тока 0,15 А. Найдите толщину слоя никеля. Валентность никеля 2.

149. При никелировании изделий в течение времени 2 ч отложится слой никеля толщины 0,03 мм. Найти плотность тока при электролизе. Плотность никеля 8900 кг/м³.

150. Амперметр, включенный последовательно с электролитической ванной, показывает ток 1,5 А. Какую поправку надо внести в показания амперметра, если за время 10 мин на катоде отложилась масса меди 0,316 г?

151. Найти массы веществ, выделившихся за время 10 ч на катодах трёх электролитических ванн, включенных последовательно в сеть постоянного тока. Аноды в ваннах – медный, никелевый и серебряный. Плотность тока при электролизе 40 А/м², площадь катода в каждой ванне 500 м².

152. Сколько времени длилось никелирование, если на изделие осел слой никеля массой 1,8 г? Сила тока 2 А.

153. Найти отношение масс одновалентного серебра и трёхвалентного алюминия, выделенных на катодах при последовательном соединении электролитических ванн.

154. В двух последовательно соединённых электролитических ваннах находятся двухвалентная медь и трёхвалентный хром. Найти отношение масс меди и хрома, выделенных на катодах.

155. Деталь необходимо покрыть слоем хрома толщиной 50 мкм. Сколько времени потребуется для покрытия, если норма плотности тока при хромировании 2 кА/м²? Плотность хрома 7200 кг/м³.

156. Сила тока, проходящего через электролитическую ванну с раствором хрома, равномерно возрастает в течение времени 10 мин от 0 до 10 А. Найти толщину выделившегося за это хрома время на катоде ванны, если площадь катода 50 см², а плотность хрома 7200 кг/м³.

157. Определите электрохимический потенциал меди, если за время 40 мин при силе тока 0,5 А масса катода изменилась от 70,4 г до 70,76 г.

158. При покрытии изделий медью в течение времени 3 ч отложится слой никеля толщины 0,06 мм. Найти плотность тока при электролизе.

159. Сила тока, проходящего через электролитическую ванну с раствором медного купороса, равномерно убывает в течение времени 2 мин от 20 до 0 А. Найти толщину меди, выделившейся за это время на катоде ванны площадью 100 см², если плотность меди 8900 кг/м³.

160. Найти отношение масс двухвалентных никеля и цинка, выделенных на катодах при последовательном соединении электролитических ванн.

161. Электродвижущая сила батареи равна 12 В. Максимальная сила тока, которую может дать батарея, равна 6 А. Определить максимальное количество теплоты, которое может выделиться в 1 с во внешней цепи батареи.

162. Сила тока в проводнике сопротивлением 10 Ом равномерно убывает от 3А до нуля за 30 с. Определить количество теплоты, выделившееся за это время в проводнике.

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

164. Сила тока в проводнике равномерно увеличивается от нуля до некоторого максимального значения в течение 20 с. За это время в проводнике выделилась теплота 4 кДж. Определить скорость нарастания тока в проводнике, если сопротивление его 5 Ом.

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

166. Имеется 120-вольтовая электрическая лампочка мощностью Р=40 Вт. Какое добавочное сопротивление R надо включить последовательно с лампочкой. чтобы она давала нормальный накал при напряжении в сети 220 В? Какую длину l нихромовой проволоки диаметром d=0,3 мм надо взять, чтобы получить такое сопротивление?

167. Электрический чайник имеет две обмотки. При включении одной из них вода в чайнике закипит через 15 мин, при включении другой – через 30 мин. Через сколько времени закипит вода в чайнике, если включить обе обмотки: 1) последовательно, 2) параллельно?

168. Какую силу тока надо пропустить через железную проволоку диаметра 0,5 мм, чтобы через время 1 с она начала плавиться? Начальная температура проволоки 0 ⁰С, теплопередачу в окружающую среду и зависимость сопротивления от температуры не учитывать.

169. Электрический чайник, содержащий объём 2 л воды при начальной температуре 15 ⁰С забыли выключить. Сопротивление нагревателя чайника 20 Ом. Через какое время после включения вода в чайнике выкипит? Напряжение в сети 220 В, КПД нагревателя 70 %.

170. По проводнику сопротивлением 3 Ом течёт ток, сила которого равномерно возрастает. Количество теплоты, выделившейся в проводнике за время 8 с равно 200 Дж. Определить заряд, протёкший за это время по проводнику. В момент времени, принятый за начальный, сила тока в проводнике равна нулю.

171. Сила тока в проводнике сопротивлением 12 Ом равномерно убывает от 5 А до 0 в течение времени 10 с. Какое количество теплоты выделяется в этом проводнике за указанный промежуток времени?

172. 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.

173. Разность потенциалов между точками А и В равна 9 В. Имеются два проводника с сопротивлениями 5 Ом и 3 Ом. Найти количество теплоты, выделяющееся в каждом проводнике в единицу времени, если проводники между точками А и В соединены последовательно.

174. Разность потенциалов между точками А и В равна 9 В. Имеются два проводника с сопротивлениями 5 Ом и 3 Ом. Найти количество теплоты, выделяющееся в каждом проводнике в единицу времени, если проводники между точками А и В соединены параллельно.

175. В цепь включены параллельно медная и стальная проволоки равной длины и диаметра. Найти отношение количества теплоты, выделяющегося в этих проволоках.

176. Нагревательная спираль электроаппарата для испарения воды имеет при температуре 100 ⁰С сопротивление 10 Ом. Какой ток надо пропускать через эту спираль, чтобы аппарат испарял массу воды 100 г за время 1 мин? Удельная теплота парообразования воды 2,3 МДж/кг.

177. Электропечь должна давать количество теплоты 0,1 МДж за время 10 мин. Какова должна быть длина нихромовой проволоки сечения 0,5 мм², если печь предназначена для сети с напряжением 36 В?

178. Комната теряет в сутки количество теплоты 87 МДж. Какой длины надо взять нихромовую проволоку диаметра 1 мм для намотки электропечи, поддерживающей температуру комнаты постоянной? Печь включается в сеть напряжением 120 В.

179. За 40 с в цепи из трёх одинаковых проводников, соединённых параллельно и включенных в сеть, выделилось некоторое количество теплоты. За какое время выделилось такое же количество теплоты, если проводники соединить последовательно?

180. Электронагревательный прибор должен выделять количество теплоты 500000 Дж за время 20 мин. Каков диаметр нихромовой проволоки длиной 0,5 м, если печь предназначена для сети с напряжением 220 В?

181. ЭДС батареи 6 В, внутреннее сопротивление 1 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность 8 Вт. Определить силу тока и сопротивление внешней цепи.

182. Плотность электрического тока в алюминиевом проводе равна 5 А/см2. Определить удельную тепловую мощность тока, если удельное сопротивление алюминия 26 нОм∙м.

183. Определить внутреннее сопротивление источника тока, если во внешней цепи при силе тока 5 А выделяется мощность 10 Вт, а при силе тока 8А - мощность 12 Вт.

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

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

186. К зажимам батареи присоединен нагреватель. ЭДС батареи 24 В, внутреннее сопротивление 1 Ом. Нагреватель, включенный в цепь, потребляет мощность 80 Вт. Вычислить силу тока в цепи и КПД нагревателя.

187. Элемент замыкают сначала на внешнее сопротивление R1 = 2 Ом, а затем на внешнее сопротивление R 2= 0,5 Ом. Найти ЭДС элемента и его внутреннее сопротивление, если известно, что в каждом из этих случаев мощность, выделяемая во внешней цепи, одинакова и равна 2,54 Вт.

188. Элемент, ЭДС которого Е и внутреннее сопротивление r, замкнуты на внешнее сопротивление R. Наибольшая мощность во внешней цепи равна 9 Вт. Сила тока, текущего при этих условиях по цепи, равна 3 А. Найти Е и r.

189. 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?

190. Определить ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока, если во внешней цепи при силе тока 4 А развивается мощность 10 Вт, а при силе тока 2 А мощность 8 Вт.

191. Какую мощность потребляет нагреватель электрического чайника, если объём воды 3 литра закипает через 10 мин? Каково сопротивление нагревателя, если напряжение сети 220 В? Начальная температура воды 20 ⁰С. Потерями энергии на теплопередачу в окружающую среду пренебречь.

192. Какая мощность выделится во внешней цепи сопротивлением 10 Ом, если на него замкнуть элемент питания с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 2 Ом?

193. Троллейбус массой 11 т движется равномерно со скоростью 36 км/ч. Найти силу тока в обмотке двигателя, если напряжение 550 В и КПД 80 %. Коэффициент сопротивления движению равен 0,02.

194. Батарея с ЭДС 240 В и внутренним сопротивлением 1 Ом замкнута на внешнее сопротивление 23 Ом. Найти полную мощность, полезную мощность и КПД батареи.

195. Найти внутреннее сопротивление генератора, если известно, что мощность, выделяющаяся во внешней цепи, одинакова при внешних сопротивлениях 5 Ом и 0,2 Ом. Найти КПД генератора в каждом из этих случаев.

196. Найти площадь сечения проводов, отводящих ток от генератора мощности 1 ГВт, если ток передаётся на трансформатор под напряжением 15 кВ. Плотность тока в проводе 10 А/мм².

197. В сосуд, содержащий массу воды 480 г, помещён электронагреватель мощности 40 Вт. На сколько изменилась температура воды в сосуде, если ток через нагреватель проходил в течение времени 21 мин? Удельная теплоёмкость воды 4,2 кДж/(К∙кг), теплоёмкость сосуда вместе с нагревателем 100 Дж/К.

198. Найти мощность электронагревателя кастрюли, если в ней за время 20 мин можно вскипятить объём воды 2 л. КПД электронагревателя 70 %. Начальная температура воды 20 ⁰С.

199. Какое сопротивление имеют 40 и 75 – ваттные лампы, рассчитанные на включение в сеть с напряжением 120 В? Какой ток течёт через каждую лампу?

200. Какую мощность будет потреблять 25-ваттная лампочка, рассчитанная на напряжение 120 В, если её включить в сеть напряжением 220 В?

Таблицы физических величин.

Удельные электросопротивления металлов при 20 ⁰С.

Вещество	Удельное электросопротивление, нОм·м
Медь
Железо
Алюминий
Нихром

Электрохимические эквиваленты.

Вещество	Электрохимические эквиваленты, мг/Кл
Медь (Cu2+)	0,33
Никель (Ni2+)	0,3
Алюминий (Al3+)	0,093
Серебро (Ag+)	1,12
Хром (Cr3+)	0,18