Раздел 4. Основы Электродинамики
Самостоятельная работа студента | Количество часов |
Работа с расчетными заданиями | |
Ответы на контрольные вопросы | |
Работа с конспектами (подготовка к устному опросу) | |
Всего: 28 часов |
Студент должен уметь:
формулировать понятие электрического поля; определение и свойства магнитного поля, закон электромагнитной индукции, правило Ленца;
решать задачи на применение закона сохранения электрического заряда и закона Кулона; принципа суперпозиции полей; на расчет напряженности, потенциала, работы электрического поля, электрической емкости, энергии электрического поля; на определение силы и плотности тока; с использованием законов Ома для участка цепи и полной цепи; на определение эквивалентного сопротивления для различных способов соединения проводников; с использованием формул зависимости сопротивления проводника от температуры, геометрических размеров, материала проводника; формул работы и мощности электрического тока; с использованием первого и второго законов Фарадея;
объяснять физический смысл Э.Д.С.; график зависимости сопротивления от температуры; принцип работы приборов, использующих тепловое действие тока; физическую сущность термоэлектронной эмиссии; основные положения электронной проводимости металлов; природу электрического тока в электролитах, газах и вакууме; использование электролиза в технике, проводимость газа; физическую сущность индукции и самоиндукции решать задачи на определение ЭДС индукции; физический смысл напряженности, потенциала и разности потенциалов, емкости.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению самостоятельной работы №1
Для решения задач №№ 1-120 изучите материал раздела: «Основы электродинамики», ознакомьтесь с примерами решения задач 1-10.
Задача 1. Определить напряженность поля в точке, в которой на заряд 2·10-8 Кл действует сила 6·10-5Н. Какова величина заряда, создающего поле, если данная точка находится от него на расстоянии 4 см? Среда – воздух (ε = 1).
Дано: | Решение: |
q = 2·10-8 Кл F = 6·10-5 Н r = 0,04 м ε = 1 E, q-? | Определяем напряженность поля в данной точке: Величину заряда, создающего поле, находим из формулы: . Отсюда: q= 4πεε0r2E. Ответ: 5,34·10-10 Кл. |
Задача 2. Заряженная частица после прохождения точек поля, имеющих разность потенциалов 1000 В, приобрела энергию 4,8·10-6Дж. Определить заряд частицы.
Дано: | Решение: |
∆φ = 103 В ∆W = 4,8·10-6 Дж q-? | Работа, совершаемая силами электрического поля при перемещении заряженной частицы, равна изменению энергии частицы Но так как: то, получим , откуда . Производим вычисления: Ответ: 4,8·10 -9(Кл). |
Задача 3. При сообщению конденсатору заряда 5·10-6 Кл, его энергия оказалась равной 0,01 Дж. Определить напряжение на обкладках конденсатора.
Дано: | Решение: |
Q = 5·10-6Кл W = 4,8·10-6 Дж U-? | Энергия электрического поля заряженного конденсатора: Отсюда напряжение на обкладках конденсатора: Ответ: U=4кВ. |
Задача 4. Определить концентрацию электронов проводимости (число электронов в 1 м3) в цинке, если плотность цинка ρ=7,1·103 кг/м3 и его молярная масса M=65,4·10-3 кг/моль. Число электронов проводимости равно числу атомов в металле.
Дано: | Решение: |
M= 65,4·10-3кг/моль NA = 6,02·1023 моль-1 ρ=7,1·103 кг/м3 V=1м3 n-? | Число атомов в металле: Ответ: n=6,5·1028. |
Задача 5. Определить ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока, если при внешнем сопротивлении 3,9Ом сила тока в цепи равна 0,5 А, а при внешнем сопротивлении 1,9 Ом – 1А.
Дано: | Решение: |
R1= 3,9 Ом I1 = 0,5 А R2=1,9 Ом I2=1А Найти ε и r. | Используя закон Ома для полной цепи, составим систему уравнений: |
Задача 6. Телевизор, потребляемая мощность которого 150 Вт, работает от сети напряжением 220 В. Какой плавкий предохранитель следует установить в телевизоре, если в наличии имеются предохранители на 0,5, 1 и 2 А?
Дано: | Решение: |
P= 150 Вт U= 220 В Найти I. | Мощность, потребляемая телевизором, определяется по формуле P=IU. Отсюда Ответ: I= 0,68 А. Необходимо поставить предохранитель на 1 А. |
Задача 7. В жилом доме одновременно включены 50 ламп по 40 Вт, 80 ламп по 60 Вт и 10 ламп по 100 Вт. Определить силу тока во внешней цепи, если напряжение в сети 220 В.
Дано: | Решение: |
P1= 40 Вт m= 50 P2=60 Вт n=80 P3=100 Вт k=10 Uоб= 220 В Найти Iоб. | Сила тока в общей (неразветвленной) части цепи: Потребляемая мощность цепи: Pоб = m·P1 +n·P2 +k·P3. Находим: Ответ: 35,5 А. |
Задача 8.Как надо соединить два элемента в батарею – последовательно или параллельно, чтобы во внешней цепи сопротивлением 8 Ом получить наибольшую силу тока? ЭДС элемента 24 В, его внутреннее сопротивление 2 Ом.
Дано: | Решение: |
R= 8 Ом ε= 24 В r=2 Ом Найти I1׃ I2 . | Чтобы ответить на вопрос задачи, надо сравнить силы токов при разных соединениях. При последовательном соединении двух одинаковых элементов в батарею: при параллельном соединении: Сравним I1 и I2: Ответ: При последовательном соединении элементов в батарею, сила тока будет в 1,5 раза больше, чем при параллельном соединении. |
Задача 9.Через раствор серной кислоты прошел заряд 2·105 Кл. Определить массу и объем выделившегося водорода при нормальных условиях. Плотность водорода 9·10-2 кг/м3.
Дано: | Решение: |
Q= 2·105 Кл M= 10-3 кг/моль n=1 ρ0=9·10-2 кг/м3 F=96500 кл/моль Найти m иV0 . | Из закона электролиза Фарадея находим: Из формулы плотности определяем: Ответ: m=2,07·10-3 кг; V0= 0,023 м3. |
Задача 10.Электрон влетает в однородное электрическое поле вдоль линии напряженности со скоростью 1000 км/с. Какое напряжение электрического поля требуется создать, чтобы скорость электрона увеличилась до 5000 км/с?
Дано: | Решение: |
υ1= 106 м/с υ2= 5·106 м/с e=1,6·10-19 Кл me=9,1·10-31 кг Найти U. | Изменение кинетической энергии равно работе электрического поля по его перемещению: Ответ: U=68,25 В. |
ЗАДАНИЯ НА САМОСТОЯТЕЛЬНУЮ РАБОТУ № 3
- Заряды 90 и 10 нКл расположены на расстоянии 4 см друг от друга. Где надо поместить третий заряд, чтобы он находился в равновесии?
- Когда два одинаковых шарика, массой по 400 мг, подвешенные на закрепленных в одной точке нитях равной длины, зарядили одноименными зарядами, эти шарики разошлись на 15 см друг от друга, причем нити образовали прямой угол. Найти заряд каждого шарика.
- Заряды по 49 мкКл расположены на расстоянии 6 см друг от друга. Найти напряженность поля в точке, удаленной на 5 см от каждого из зарядов.
- В однородном поле с напряжённостью 40 кВ/м находится заряд 27 нКл. Найти напряжённость результирующего поля на расстояние
9 см от заряда в точках, лежащих:
а) на силовой линии однородного поля, проходящей через заряд;
б) на прямой, проходящей через заряд и перпендикулярной силовым линиям.
- Одинаковые шарики, подвешенные на закреплённых в одной точке нитях равной длины, зарядили одинаковыми одноимёнными зарядами. Шарики оттолкнулись, и угол между нитями стал равен α=60°. После погружения шариков в жидкий диэлектрик угол между ними уменьшился до α=50°. Найти диэлектрическую проницаемость среды. Выталкивающей силой пренебречь.
- Электрон переместился в ускоряющем поле из точки с потенциалом 200В в точку с потенциалом 300В. Найти кинетическую энергию электрона, изменение потенциальной энергии взаимодействия с полем и приобретённую скорость. Начальную скорость электрона считать равной нулю.
- Электрон, двигаясь под действием электрического поля, увеличил свою скорость с 10 до 30 Мм/с. Найти разность потенциалов между начальной и конечной точками перемещения.
- Альфа-частица (m=6,7·10-27 кг, q=3,2·10-19Kл) вылетает из ядра радия со скоростью υ =20 Мм /с и попадает в однородное электрическое поле, линии напряжённости которого направлены противоположно направлению движения частицы. Какую разность потенциалов должна пройти частица до остановки? Какой должна быть напряжённость поля, чтобы частица остановилась, пройдя расстояние s = 2м?
- Между двумя пластинами, расположенными горизонтально в вакууме на расстоянии 4,8 мм друг от друга, находится в равновесии отрицательно заряженная капелька масла массой 10 нг. Сколько «избыточных» электронов имеет капелька, если на пластины подано напряжение 1 кВ?
- На сколько изменится кинетическая энергия заряда 1 нКл при его движении под действием поля точечного заряда 1мкКл из точки, удалённой на 3 см от этого заряда, в точку, отстоящую на 10 см от него? Начальная скорость равна нулю.
- При введении в пространство между пластинами воздушного конденсатора твёрдого диэлектрика напряжение на конденсаторе уменьшилось с 400 до 50 В. Какова диэлектрическая проницаемость диэлектрика?
- Плоский конденсатор состоит из двух пластин площадью 200 см2 каждая, расположенных на расстоянии 2 мм друг от друга. Между пластинами находится слой слюды. Какой наибольший заряд можно сообщить конденсатору, если допустимое напряжение 3 кВ?
- Плоский конденсатор состоит из двух пластин площадью 50 см2 каждая. Между пластинами находится слой стекла. Какой наибольший заряд можно накопить на этом конденсаторе, если при напряжённости поля 10 МВ/м в стекле происходит пробой конденсатора?
- В импульсной фотовспышке лампа питается от конденсатора ёмкостью 800 мкФ, заряженного до напряжения 300 В. Найти энергию вспышки и среднюю мощность, если продолжительность разрядки 2,4 мс.
- Определить заряд в плоском конденсаторе емкостью 0,020 мкФ, если напряженность поля в конденсаторе 320 В/см, а расстояние между пластинами 0,50 см. Каким будет напряжение, если зазор между пластинами увеличить в два раза?
- Определить электроемкость конденсатора, обкладками которого являются листы станиоля площадью 4,7·10 см2, проложенные 15 листами парафинированной бумаги толщиной 0,03 мм.
- Конденсатор состоит из 21 латунного листа. Между этими листами проложены стеклянные прокладки толщиной 2 мм. Площади латунных листов и стеклянных прокладок одинаковы и равны 200 см2 каждая. Листы соединены так, что образуют батарею параллельно соединенных конденсаторов. Определить электроемкость этой батареи, если относительная диэлектрическая проницаемость стекла равна 7.
- Конденсатор емкостью 6,0 мкФ, заряженный до напряжения 4,0·102 В соединили параллельно с незаряженным конденсатором емкостью 10,0 мкФ. Какое установилось напряжение на обоих конденсаторах? Как распределился заряд?
- Конденсатор неизвестный емкости, заряженный до напряжения 1000 В соединили параллельно с другим конденсатором емкостью
2,0 мкФ и напряжением на обкладках 400 В. Какова емкость первого конденсатора, если после соединения установилось напряжение 570 В определить общий заряд.
- Площадь пластины слюдяного конденсатора 36 см2, толщина слоя диэлектрика 0,14 см. Вычислить электроемкость, заряд и энергию конденсатора, если разность потенциалов на его обкладках 3·102 В.
- Плоский воздушный конденсатор имеет электроемкость С. Определить емкость этого конденсатора, когда он наполовину погружен в трансформаторное масло так, что его пластины перпендикулярны к поверхности масла. Относительная диэлектрическая проницаемость масла 2,2.
- Вычислить общую емкость двух конденсаторов С1 =0,6 мкФ, С2=0,2 мкФ, если они соединены последовательно; параллельно.
- Какой из двух конденсаторов обладает большей энергией, если их параметры С1 =2 мкФ, U1=10 В; С2=10 мкФ, U2=2 В?
- Три конденсатора соединены, как показано на рис. 1. Какой заряд накоплен всеми конденсаторами? Напряжение подведенное к точкам А и В равно250 В, С1 =1,5 мкФ, С2=3 мкФ, С3=4 мкФ. Чему равна энергия всех конденсаторов?
Рис. 1
- Электроемкость батареи конденсаторов на рис.2 равна 5,8 мкФ. Каковы электроемкость и заряд первого конденсатора, если
С2=1,0 мкФ, С3=4,0 мкФ, а подведенное напряжение 220 В?
C2 C3
Рис. 2
- Два конденсатора, емкости которых 4,0 мкФ и 1,0 мкФ, соединены последовательно и подключены к источнику постоянного напряжения 220 В. Определить общую электроемкость. Как распределится напряжение между конденсаторами?
- Три конденсатора с емкостями С1=190 мкФ, С2=1,0 мкФ и С3=1,5 мкФ соединены по схеме, изображенной на рис.3, и подключены к источнику постоянного напряжения 120 В. Какова общая электроемкость? Определить заряд и напряжение на каждом из конденсаторов.
Рис.3
- Электрическую лампу сопротивлением 240 Ом, рассчитанную на напряжение 120 В, надо питать от сети с напряжением 220 В. Какой длины нихромовый проводник сечением 0,55 мм2 надо включить последовательно с лампой?
- Кабель состоит из двух стальных жил сечением 0,6 мм2 каждая и четырех медных жил сечением 0,85 мм2 каждая. Каково падение напряжения на каждом километре кабеля при силе тока 0,1 А?
- Четыре лампы, рассчитанные на напряжение 3 В и силу тока 0,3 А, надо включить параллельно и питать от источника напряжением 5,4 В. Резистор какого сопротивления надо включить последовательно лампам. Как изменится накал ламп, если одну из них выключить?
- В цепи, схема которой изображена на рисунке 4, сопротивления всех резисторов одинаковы и равны 2 Ом. Найти распределение токов и напряжений.
Рис. 4
- Определить падение напряжения в линии электропередачи, протянутой на расстоянии 500 м, при токе в ней 15 А. Проводка выполнена алюминиевым проводом сечением 14 мм2.
- От генератора до потребителя 250 м. Определить, насколько изменится потеря напряжения в линии, если произвести замену медного провода с сечением 25 мм2 на алюминиевый того же сечения. Ток в линии 50 А. Какова потеря напряжения при наличии медных и алюминиевых проводов?
- Определить плотность тока, если за 0,4 с через проводник сечением 1,2 мм2 прошло 6·1018 электронов.
- Необходимо изготовить реостат на 6,0 Ом из никелиновой проволоки диаметром 0,80 мм. Какой длины проводник необходимо взять?
- Определить, сколько по весу потребуется меди для изготовления проволоки сопротивлением 1,72 Ом и сечением 0,500 мм2?
- Определить падение напряжения на полностью включенном реостате, изготовленном из никелинового провода длиной 7,5 м, при плотности тока 1,5 А/мм2.
- При включении в электрическую цепь проводника диаметром 0,50 мм и длиной 4,5 м разность потенциалов на его концах оказалась 1,2 В при токе в 1,0 А. Чему равно удельное сопротивлении материала проводника?
- Вольфрамовая нить электрической лампы накаливания имеет сопротивление 484 Ом при температуре 2100°С. Определить сопротивление нити в холодном состоянии при 20°С.
- Константановая проволока, предназначенная для изготовления термопар, имеет массу 89 г и сечение 0,10 мм2. Определить сопротивление проволоки при температуре 100°С.
- Три проводника, сопротивления которых 10 Ом, 20 Ом и 30 Ом, соединены последовательно и подключены к сети с постоянным напряжением 120 В. определить общее сопротивление и падение напряжения на каждом из сопротивлений в отдельности.
- При последовательном включении в сеть трех сопротивлений 4 Ом, 6 Ом, 10 Ом возник ток 5 А. Определить напряжение в сети и падение напряжения на каждом сопротивлении.
- Цепь составлена, как показано на рис.5. Каково сопротивление реостата и лампочки, если наименьшее и наибольшее значения тока в цепи 1,5 А и 2,5 А? Напряжение на зажимах А-В постоянно и равно 12 В.
Рис. 5
- К источнику с постоянным напряжением последовательно подключены три потребителя, сопротивления которых 10 Ом, 16 Ом и 18 Ом. Определить эквивалентное сопротивление, ток в цепи, падение напряжения в первом и третьем проводниках, напряжение на зажимах источника, если падение напряжения во втором проводнике 80 В.
- В проводнике при напряжении 120 В был ток 1,5 А. Когда в цепь ввели дополнительное сопротивление, ток стал 1,2 А при том же напряжении. Определить величину включенного сопротивления.
- К дуговой лампе с сопротивлением 5,0 Ом последовательно присоединен реостат с сопротивлением 4,5 Ом. Определить ток в лампе, если напряжение на зажимах генератора 127 В, а проводка выполнена медным проводом длиной 20 м и сечением 1,8 мм2.
- В сеть с напряжением 220 В включены последовательно десять ламп сопротивлением по 24 Ом и напряжением 12 В каждая. Лишнее напряжение поглощается реостатом. Определить величину тока в цепи и сопротивление реостата.
- Щелочной аккумулятор дает ток 0,8 А, если его замкнуть на сопротивление 1,5 Ом. При замыкании аккумулятора на сопротивление 3,25 Ом получается ток 0,4 А. Определить Э.Д.С. и внутреннее сопротивление аккумулятора.
- Генератор имеет внутреннее сопротивление 0,6 Ом. При замыкании на внешнее сопротивление 6,0 Ом напряжение на зажимах становится равным 120 В. Определить ток в цепи и Э.Д.С. генератора.
Рис. 6
- Определить Э.Д.С. источника электрической энергии, внутреннее сопротивление которого 0,250 Ом, если при замыкании его железным проводником длиной 5,00 м и сечением 0,200 мм2 в цепи возникает ток 0,500 А.
- Генератор с Э.Д.С. 132 В и внутренним сопротивлением 0,4 Ом дает ток для питания пятидесяти параллельно соединенных ламп сопротивлением 180 Ом каждая. Определить величину тока в цепи. Во сколько раз изменится ток, если нагрузку увеличить в два раза? Сопротивление соединительных проводов не учитывать.
- Вольтметр, подключенный к зажимам источника электрической энергии с Э.Д.С. 24 В, показал 18 В. Определить величину тока в цепи и сопротивление источника энергии, если сопротивление внешней цепи 9 Ом.
- Гальванический элемент дает ток 0,30 А при замыкании его на сопротивление 6,0 Ом и 0,15 А – при замыкании на сопротивление
14 Ом. Определить ток короткого замыкания.
- Внутреннее сопротивление генератора 0,20 Ом, а напряжение на его зажимах 380 В. Цепь состоит из ста параллельно включенных ламп сопротивлением 400 Ом каждая. Определить Э.Д.С. генератора. Сопротивление подводящих проводов не учитывать.
- Аккумулятор с внутренним сопротивлением 0,20 Ом и Э.Д.С. 2 В замкнут проволокой длиной 5,0 м и удельным сопротивлением 0,10·106 Ом·м. Определить площадь поперечного сечения проводника, если ток в цепи 5 А.
- Батарея аккумуляторов с внутренним сопротивлением 0,20 Ом питает десять параллельно соединенных ламп сопротивлением 250 Ом каждая. Соединительные провода медные длиной 2,2 м и сечением 0,40 мм2, ток в каждой лампе 0,50 А. Определить Э.Д.С.
- Сколько параллельно включенных электрических ламп, рассчитанных на напряжение 20 В, может питать батарея аккумуляторов с Э.Д.С. 130 В и внутренним сопротивлением 2,6 Ом, если сопротивление каждой лампы 200 Ом, а сопротивление подводящих проводов 0,40 Ом?
- Генератор с Э.Д.С. 130 В и внутренним сопротивлением 1,8 Ом питает током несколько параллельно соединенных ламп общим сопротивлением 24 Ом. Сопротивление подводящих проводов 0,2 Ом. Определить ток в цепи, напряжение на лампах, падение напряжения на подводящих проводах и напряжение на зажимах генератора.
- Найти величину тока в цепи и в сопротивлении R3 (рис. 7), если батарея состоит из трех параллельно соединенных элементов с Э.Д.С. по 1,44 В и внутренним сопротивлением 0,60 Ом каждый, a R1=R2=1,2 Ом, R3=2,0 Oм, R4=3,0 Ом.
- Определить сопротивление и длину никелинового проводника, присоединенного к полюсам батареи из трех последовательно соединенных аккумуляторов с Э.Д.С. по2,0 В и внутренним сопротивлением 0,040 Ом каждый, если ток в цепи 1,5 А, а сечение проводника 0,20 мм2.
- Найти распределение токов и напряжений на внешней цепи (рис.7), если ее питают четыре щелочных аккумулятора с Э.Д.С. по 1,4 В и внутренним сопротивлением 0,20 Ом каждый, соединенные в батарею последовательно, a R1=0,90 Ом, R2=R3=0,60 Ом.
Рис.7
- Как следует соединить три аккумулятора с Э.Д.С. по 2 В и внутренним сопротивлением 0,20 Ом каждый, чтобы, замкнув их на сопротивление 0,60 Ом, получить наибольший ток?
- При каком способе соединения двух элементов с Э.Д.С. по 1,45 В и внутренним сопротивлением 0,30 Ом каждый в проводнике с сопротивлением 13,9 Ом будет наибольший ток?
- Три одинаковые элемента, соединенные последовательно и замкнутые проводником с сопротивлением 1,5 Ом, дали ток 2 А. При параллельном соединении элементов в том же проводнике возникает ток 0,9 А. Найти Э.Д.С. и внутреннее сопротивление каждого элемента.
- Какое количество аккумуляторов с Э.Д.С. по 2,1 В и внутренним сопротивлением 0,20 Ом необходимо соединить в батарею последовательно, чтобы в проводнике сопротивлением 6,0 Ом получить ток 1,5 А?
- Шесть элементов с Э.Д.С. 1,1 В и внутренним сопротивлением 3,0 Ом каждый соединяют по два последовательно в три параллельные группы. Определить силу тока, если сопротивление внешней цепи 2,0 Ом.
- Батарея, составленная из трех последовательно соединенных аккумуляторов с Э.Д.С. по 2 В и внутренним сопротивлением 0,25 Ом каждый, питает внешнюю цепь, состоящую из двух параллельно соединенных сопротивлений 3,0 Ом и 9 Ом. Определить разность потенциалов на зажимах батареи и токи в проводниках.
- Два элемента с Э.Д.С. 1,7 В и 1,4 В и внутренними сопротивлениями 0,80 Ом и 0,40 Ом соединены последовательно и подключены к сопротивлению 5,0 Ом. Определить ток в цепи, напряжение на внешней части цепи.
- В бытовой электроплитке, рассчитанной на напряжение 220 В, имеются две спирали, сопротивление каждой из которых в рабочем режиме равно 80,7 Ом. С помощью переключателя в сеть можно включить одну спираль, две спирали последовательно или две спирали параллельно. Найти мощность тока в каждом случае.
- Электрические настольные часы питаются от элемента 373, имеющего Э.Д.С. 1,5 В и емкость 6 А-ч, в течение 1,5 лет. Найти энергию, которая будет потреблена часами в течение этого срока, и мощность часов.
- Десять параллельно соединенных ламп сопротивлением по 0,5 кОм, рассчитанных каждая на напряжение 120 В, питаются через реостат от сети напряжением 220 В. Какова мощность электрического тока в реостате?
- Сила тяги электровоза при скорости 13 м/с равна 380 кН. Найти КПД электровоза, если напряжение контактной сети 3 кВ и сила тока в обмотке каждого из восьми двигателей равна 230 А.
- Троллейбус массой 11т движется равномерно со скоростью 36 км/ч. Найти силу тока в обмотке двигателя, если напряжение равно
550 В и КПД равен 80%. Коэффициент сопротивления движению равен 0,02.
- Электродвигатель подъемного крана работает под напряжением 380 В, при этом сила тока в его обмотке равна 20 А. Каков КПД установки, если груз массой 1 т кран поднимает на высоту 19 м за 50 с?
- Какой длины надо взять никелиновую проволоку сечением 0,84 мм2, чтобы изготовить нагреватель на 220 В, при помощи которого можно было бы нагреть 2 л воды от 20 °С до кипения за 10 мин при КПД 80%?
- Электрокипятильник со спиралью сопротивлением 160 Ом поместили в сосуд, содержащий 0,5 л воды при 20 °С, и включили в сеть напряжением 220 В. Через 20 мин кипятильник выключили. Сколько воды выкипело, если КПД спирали 80 %?
- Вычислить энергию, запасенную в стартерной аккумуляторной батарее, если Э.Д.С. ее 12 В, а емкость 54 А-ч.
- Сопротивление нити накала лампы в рабочем состоянии 144 Ом, номинальное напряжение 120 В. Определить ток в лампе, потребляемую мощность и расход энергии за 10 ч горения.
- Сопротивления двух ламп, включенных параллельно в сеть с напряжением 120 В, относятся как 3:2. Определить потребляемые лампами мощности и их сопротивления в рабочем состоянии, если ток в первой лампе 0,40 А.
- Емкость батареи аккумуляторов 54 А-ч при напряжении на зажимах 12 В. Определить энергию, необходимую для зарядки батареи, если ее КПД 81%.
- Определить количество израсходованной энергии за 5 ч работы электродвигателя токарного станка, если при напряжении 220 В в двигателе идет ток 5,0 А.
- Три лампы, сопротивлением 240 Ом каждая, соединены параллельно и включены в сеть с напряжением 120 В. Определить мощность, потребляемую всеми лампами, общий ток и энергию, израсходованную за 8 ч работы.
- Лампа от эпидиаскопа мощностью 500 Вт рассчитана на напряжение 220 В. Определить сопротивление лампы в рабочем состоянии. Какое потребуется дополнительное сопротивление для включения ее в сеть с напряжением 127 В?
- Дуговая лампа включена последовательно с сопротивлением 7,3 Ом в сеть с напряжением 110 В. Потребляемая лампой мощность составляет 410 Вт. Определить ток в лампе и ее сопротивление в рабочем состоянии.
- Определить величину тока в шести электродвигателях, установленных на электровозе, если напряжение на линии 3000 В, а механическая мощность каждого двигателя 350 кВт и КПД 92%.
- Мощность тока в реостате 30 Вт, а напряжение на его зажимах 15 В. Определить длину никелиновой проволоки, пошедшей на изготовление реостата, если ее сечение 0,50 мм2.
- Две лампы накаливания мощностью 100 Вт и 80 Вт рассчитаны на напряжение 120 В. Какую мощность будет потреблять каждая лампа, если их включить в сеть не параллельно, а последовательно? Какая лампа будет гореть ярче? Как распределится напряжение между лампами?
- Напряжение на зажимах генератора 132 В, а у потребителя 127 В. Определить падение напряжения в магистральных проводах и их сопротивление, если мощность у потребителя 5,0 кВт.
- Сопротивление одной электрической лампочки в рабочем состоянии 420 Ом. Какое количество ламп включено параллельно в цепь, если мощность тока, питающего лампы при напряжении 127 В, равна 1,52 кВт? Сопротивление соединительных проводов не учитывать.
- В сеть с напряжением 220 В параллельно включены пять электродвигателей электрической мощностью 1,5 кВт каждый. Длина подводящих медных проводов 250 м, а их сечение 25 мм2. Определить ток в цепи, напряжение на зажимах генератора и потерю мощности в подводящих проводах.
- Сколько времени длилось никелирование, если на изделии осел слой никеля массой 1,8 г? Сила тока 2 А.
- Последовательно с электролитической ванной, заполненной солью никеля, включена ванна, в которой находится соль хрома. После размыкания цепи в первой ванне выделилось 10 г никеля. Сколько хрома выделилось во второй ванне?
- Зная постоянную Фарадея и используя таблицу Менделеева, найти электрохимические эквиваленты двух- и четырехвалентного олова.
- При электрическом получении алюминия используются ванны, работающие под напряжением 5 В при силе тока 40 кА. Сколько потребуется времени для получения 1 т алюминия и каков при этом расход энергии?
- Каков расход энергии на рафинирование 1 т меди, если напряжение на электролитической ванне по техническим нормам равно 0,4 В?
- Деталь надо покрыть слоем хрома толщиной 50 мкм. Сколько времени потребуется для покрытия, если норма плотности тока при хромировании 2 кА/м2?
- Расстояние между электродами в трубке, наполненной парами ртути, 10 см. Какова средняя длина свободного пробега электрона, если самостоятельный разряд наступает при напряжении 600 В? Энергия ионизации паров ртути 1,7·10-18 Дж. Поле считать однородным.
- Плоский конденсатор подключен к источнику напряжением 6 кВ. При каком расстоянии между пластинами произойдет пробой, если ударная ионизация воздуха начинается при напряженности поля 3 МВ/м?
- В телевизионном кинескопе ускоряющее анодное напряжение равно 16 кВ, а расстояние от анода до экрана составляет 30 см. За какое время электроны проходят это расстояние?
- В электроннолучевой трубке поток электронов с кинетической энергией 8 кэВ движется между пластинами плоского конденсатора длиной 4 см. Расстояние между пластинами 2 см. Какое напряжение надо подать на пластины конденсатора ,чтобы смещение электронного пучка на выходе из конденсатора оказалось равным 0,8 см?
- Сила тока в горизонтально расположенном проводнике длиной 20 см и массой 4 г равна 10 А. Найти индукцию магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновесилась силой Ампера.
- В проводнике с длиной активной части 8 см сила тока равна 50 А. Он находится в однородном магнитном поле с индукцией
20 мТл. Какую работу совершил источник тока, если проводник переместился на 10 см перпендикулярно линиям индукции?
- В направлении, перпендикулярном линиям индукции, влетает в магнитное поле электрон со скоростью 10 Мм/ с. Найти индукцию поля, если электрон описал в поле окружность радиусом 1 см.
- Протон в магнитном поле с индукцией 0,01 Тл описал окружность радиусом 10 см. Найти скорость протона.
- В однородном магнитном поле с индукцией В=10 мТл перпендикулярно линиям индукции влетает электрон с кинетической энергией равной 30 кэВ. Каков радиус кривизны траектории движения электрона в поле?
- Сколько витков провода должна содержать обмотка на стальном сердечнике с поперечным сечением 50 см2, чтобы в ней при изменении магнитной индукции от 0,1 до 1,1 Тл в течение 5 мс возбуждалась Э.Д.С. индукции 100 В?
- Найти Э.Д.С. индукции в проводнике с длиной активной части 0,25 м, перемещающемся в однородном магнитном поле 8 мТл со скоростью 5 м/с под углом 30 0 к вектору магнитной индукции.
- С какой скоростью надо перемещать проводник, длина активной части которого 1 м, под углом 60 0 к линиям индукции магнитного поля, чтобы в проводнике возбуждалась Э.Д.С. индукции 1 В? Индукция магнитного поля равна 0,2 Тл.
- Найти индуктивность проводника, в котором равномерное изменение силы тока на 2 А в течение 0,25 с возбуждает Э.Д.С. самоиндукции 20 мВ.
- В соленоиде, индуктивность которого 0,4 мГн и площадь поперечного сечения 10 см2, сила тока равна 0,5 А. Какова индукция поля внутри соленоида, если он содержит 100 витков? Поле считать однородным.
- В катушке с индуктивностью 0,6 Гн сила тока равна 20 А. Какова энергия магнитного поля этой катушки? Как изменится энергия поля, если сила тока уменьшится вдвое?
- Найти энергию магнитного поля соленоида, в котором при силе тока 10 А возникает магнитный поток 0,5 Вб.
- При увеличении силы тока, проходящего через катушку индуктивностью 0,5 Гн, в 2 раза энергия магнитного поля возросла на 3 Дж. Найти начальные значения силы тока и энергии поля.
- Автомобиль едет со скоростью 120 км/ч. Определить разность потенциалов на концах передней оси машины, если длина оси 180 см, а вертикальная составляющая напряженности магнитного поля Земли 40 А/м.
- Проволочная прямоугольная рамка со сторонами 18 см и 5,0 см расположена в однородном магнитном поле перпендикулярно к силовым линиям. Определить индукцию этого поля, если при его исчезновении за 0,015 с в рамке наводится средняя Э.Д.С
4,5·103 В.
- Конденсатор подсоединен к аккумулятору. Раздвигая пластины конденсатора, мы преодолеваем силы электростатического притяжения между его пластинами и, следовательно, совершаем положительную работу. На что идет эта работа? Что происходит с энергией конденсатора?
- Два одинаковых шунтовых электромотора включены каждый в цепь с напряжением U. Один мотор вращается вхолостую, другой совершает некоторую работу. Который из них скорее нагреется?
- Могут ли изменения температуры влиять на показания амперметра и вольтметра?
- Одинаковую ли работу нужно совершить для того, чтобы вставить магнит в катушку, когда ее обмотка замкнута и когда разомкнута?
- Почему незаряженная бумажная гильза всегда притягивается к телу, заряженному любым по знаку зарядом?
Таблица №3
№ задания | Варианты заданий | |||||||||||||||||||||||||||||||
| + | + | + | + | + | + | + | |||||||||||||||||||||||||
| + | + | + | + | + | + | + | |||||||||||||||||||||||||
| + | + | + | + | + | + | + | |||||||||||||||||||||||||
| + | + | + | + | + | + | + | |||||||||||||||||||||||||
| + | + | + | + | + | + | ||||||||||||||||||||||||||
| + | Наши рекомендации
|