Тема 8. Постоянный электрический ток. Законы Ома и Джоуля-Ленца

 

1. Найдите заряд, прошедший по проводнику сопротивлением 3 Ом при равномерном нарастании напряжения на концах проводника от 2 В до 4 В в течение 20 с.

2. Найдите заряд, который был перенесен через сечение проводника, если ток в проводнике равномерно возрастал от 0 до 3 А в течение 10 с.

3. Сила тока в проводнике меняется за первую секунду равномерно от 0 до 2 А. В течение последующего времени сила тока не изменяется и остается разной 2 А. Найдите, во сколько раз заряд, прошедший через сечение проводника за вторую секунду, больше, чем за первую.

4. Электрическая цепь состоит из двух последовательно соединенных кусков медных проводов сечениями 2 мм² и 3 мм². Найдите отношение скоростей направленного движения электронов проводимости в проводах.

5. Для цепи, состоящей из источника тока с ЭДС ε, внутренним сопротивлением г и внешним сопротивлением R, постройте график зависимости силы тока в цепи от внешнего сопротивления R.

6. Батарея замкнута на сопротивление 10 Ом, и в цепи течет ток 3 А. Если эту же батарею замкнуть на сопротивление 20 Ом, то сила тока будет 1,6 А. Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление этой батареи.

7. Два последовательно соединенных источника тока одинаковой ЭДС имеют различные внутренние сопротивления r1 и r2, причем r1 > r2Найдите внешнее сопротивлениеR, при котором разность потенциалов на клеммах одного из источников тока станет равной нулю.

8. Найдите разность потенциалов между точками А и В

(см, рис.). ЭДС источников тока ε 1= 1 В, ε 2 = 1,3 В, внутренние сопротивления r1= 3 Ом, г₂ = 5 Ом, внешнее сопротивление R = 7 Ом.

 

9. Найдите разность потенциалов   φ1 - φ2   между точками 1 и 2 схемы (см. рисунок), если R1= 10 Ом, R2 = 20 Ом, ε 1 =5 В и

ε 2  = 2 В. Внутренние сопротивления источников тока пренебрежимо малы.

10.Найдите показания вольтметра в схеме (см. рис.). Током через вольтметр пренебречь. Заданные величины указаны на рисунке.

11.Два аккумулятора с ЭДС ε 1= 57 В и ε 2  = 32 В

соединены, как показано на рисунке. Найдите разность потенциалов между точками А и В, если отношение внутренних сопротивлений аккумуляторов r 1/  r 2  =1,5.

12.Концентрация электронов проводимости в медном проводнике составляет 8,5 10²² см^-3 Найдите среднюю скорость направленного движения электронов, если плотность тока равна 10 А/(мм²). е = 1,6.10^-19 Кл.

13.По прямому проводнику длиной 1000 м протекает ток 70 А. Найдите суммарный импульс электронов проводимости в проводнике. Удельный заряд электрона е/т= 1,76.10¹¹ Кл/кг.

И.Найдите длину проводника, по которому течет ток 70,4 А., если суммарный импульс электронов в нем составляет 4 мкНс. Удельный заряд электрона elm= 1,76.10¹¹ Кл/кг.

15.Найдите количество теплоты, которая выделится на однородном участке цепи,

имеющем сопротивление 120 Ом, если ток в течение 5 с равномерно увеличивать от

0   до 10 А.

16.В проводнике с удельным сопротивлением 10^-6 Омм градиент потенциала вдоль проводника равен 2 Н/Кл. Найдите количество теплоты, которое выделяется в

1 см² проводника за 2 с.

17.Найдите количество теплоты, которое выделится в проводнике сопротивлением 50 Ом при прохождении через него заряда 100 Кл, если ток в проводнике возрастает по пароболическому закону от нуля в течение 10 с.

18.Сила тока в проводнике сопротивлением 5 Ом равномерно увеличивалась в течение 20 с от нуля до некоторого максимального значения. За это время в проводнике выделилось 4 кДж теплоты. Найдите скорость нарастания тока а проводнике.

19.Найдите мощность, которая выделяется в 1 см объема проводника длины 0,2 м, если на его концах поддерживается разность потенциалов 4 В.Удельное сопротивление проводника 10 Ом.м.

20.Найдите среднюю напряженность электрического поля в проводнике, удельное сопротивление которого равно 10 Омм, если в единице объема проводника выделяется мощность 10 Дж/(м³с).

21.Найдите сопротивление R, которое надо подключить к п одинаковым

параллельно соединенным источникам тока с внутренним сопротивлением г каждый, чтобы потребляемая сопротивлением R мощность была максимальна.

22.Найдите сопротивление R, которое нужно подключить к и одинаковым

последовательно соединенным источникам тока с внутренним сопротивлением г каждый, чтобы потребляемая этим сопротивлением мощность была максимальна.

23.По железному проводнику течет ток плотностью 10 А/м. Считая, что на каждый атом приходится один свободный электрон, найдите скорость направленного движения электронов проводимости. Плотность железа 7800 кг/м ³  , атомная масса 56 кг/кмоль, число Авогадро 6,02. 10²⁶ 1 /кмоль, заряд электрона           1,6 10^-16Кл.

24.По прямому медному проводу длины 1000 м течет ток 4,5 А. Считая, что на каждый атом меди приходится один свободный электрон, найдите суммарную силу, действующую на все свободные электроны проводника. Плотность меди 8900 кг/м  ^3,,атомная масса 64 кг/кмоль, число Авогадро 6,02. 10²⁶ 1 /кмоль, заряд электрона 1,6 10^-16Кл, удельное сопротивление меди 1,6 10^-9Кл Ом.м.

25.По прямому медному проводу длиной 1000 м и сечением 1 мм течет ток 4,5 А. Считая, что на каждый атом меди приходится один свободный электрон, найдите время, за которое электрон переместится от одного конца провода до другого. Плотность меди 8900 кг/м³, атомная масса 64 кг/кмоль, число Авогадро 6.02.10²⁶ 1/кмоль, заряд электрона 1,6.10¹⁶ Кл.

 

 

Тема 9. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции.