Залежність опору від температури
Причиною виникнення опору є розсіювання (зіткнення) носіїв заряду на атомах ґратки. При збільшенні температури, по-перше, збільшується теплова швидкість електронів; по-друге, збільшується амплітуда коливання атомів відносно їхнього рівноважного положення. Необхідно зазначити, що вплив першого процесу, а саме — збільшення теплової швидкості, в меншій мірі впливає на опір провідника, ніж коливання атомів, оскільки при кімнатній температурі (20o С) теплова швидкість становить близько 105 см/сек, або 100 км/сек. Тому підвищення температури, наприклад на Δt = 40 — 60 °C, не приведе до суттєвого збільшення швидкості. А от амплітуда коливання атомів може збільшитися в кілька разів. Це викличе збільшення ефективного перетину розсіювання носіїв заряду на атомах і, як наслідок, приведе до збільшення ймовірності розсіювання. Зазначені явища призводять до втрат енергії носіями заряду. Струм через провідник при цьому зменшиться, тобто опір провідників при нагріванні збільшується.
Задачі
9.13. Как изменится сила взаимодействия между двумя точечными зарядами, если каждый заряд увеличить в четыре раза, а расстояние между зарядами уменшить вдвое?
Відповідь: Увеличится в 64 раза.
9.18. Два одинаковых по модулю и знаку точечных заряда, расположенных на растоянии 3,0 м друг от друга в вакууме, отталкиваются с силой 0,4 Н. Определить каждый заряд.
Відповідь:
9.20. Два заряда, один из которых в три раза больше другого, находясь в вакууме на расстоянии 0,30 м взаимодействуют с силой 30 Н. Определить эти заряды. На каком расстоянии в воде заряды будут взаимодействовать с силой, в три раза большей?
Відповідь:
10.10. На заряд 0,20 мкКл в некоторой точке электрического поля действует сила 0,015 Н. Определить напряженность поля в этой точке.
Відповідь:
10.11. Напряженность электрического поля в некоторой точке равна 0,40 кН/Кл. Определить силу, с которой поле в этой точке будет действовать на заряд 4,5* Кл.
Відповідь:
10.12. Определить напряженность электрического поля в воздухе на расстоянии 30 см от точечного заряда, равного 8* Кл.
Відповідь:
10.14. Поле образовано точечным зарядом 1,6* Кл. Определить напряженность поля на расстоянии 6,0 см от заряда. С какой силой будет действовать поле в этой точке на заряд, равный 1,8 нКл.
Відповідь: F=
10.15. Проводящему шару, радиус которого равен 24,0 см, сообщается заряд 6,26 нКл. Определить напряженность электрического поля в центре шара, на расстоянии от центра, равном половине радиуса, и на расстоянии 24,0 см от поверхности шара.
Відповідь: 0
10.25. Два заряда, равных 20,0 нКл и 0,16 мкКл, помещены на расстоянии 5,0 см друг от друга. Определить напряженность поля в точке, удаленной от первого заряда на 3,0 см и от второго – на 4,0 см.
Відповідь:
10.41. Заряд 120 мкКл внесен в электрическое поле. При этом совершенная работа, равная 0,6 мДж. Найти электрический потенциал поля в той точке, в которую помещен заряд.
Відповідь:
10.42. Определить электрический потенциал уединенного проводящего заряженного шара. Диаметр шара равен 6 см, его заряд равен 20нКл. Шар находится в вакууме.
Відповідь:
10.49. Какую работу необходимо совершить, чтобы перенести в вакууме точечный заряд 20 нКл из бесконечности на расстояние 28 см от поверхности уединенного проводящего заряженного шара, радиус которого равен 2 см, а потенциал составляет 300 В?
Відповідь:
10.50. Определить электрический потенциал уединенного заряженного шара, радиус которого равен 10,0 см, если на расстоянии 1,00м от его поверхности потенциал поля равен 20,0 В. Найти заряд шара. Шар находится в вакууме.
Відповідь: 220 В.
10.51. Чему равна разность электрических потенциалов между точкой на поверхности проводящего заряженного шара и любой точкой, расположенной внутри него?
Відповідь: Нулю.
11.8. При сообщении проводящему шару заряда 30 нКл его потенциал становится равным 6,0 кВ. Определить радиус шара и его емкость в воздухе.
Відповідь:
11.12. Определить емкость конденсатора, обкладками которого являются листы станиоля площадью 47,0 , проложенные 15-ю листами парафинированной бумаги толщиной 0,03 мм.
Відповідь: 0,04 мкФ.
11.13. Какую опасность представляют собой обесточенные цепи с имеющимися в них конденсаторами? Что следует сделать после размыкания такой цепи?
Відповідь: Опасность удара током. Необходимо подождать пока конденсаторы разрядятся. Коротить выводы конденсаторов, чтобы быстрей их разрядить – нельзя.
11. 14. Латунные листы с проложенными между ними стеклянными прокладками образуют батарею параллельно соединенных конденсаторов. Определить емкость этой батареи, если чисто латунных листов равно 21, площадь каждого листа равна площади стеклянной прокладки и составляет 200 , толщина каждой прокладки равна 2мм, а диэлектрическая проницаемость стекла равна 7.
Відповідь: 0,012 мкФ.
11.17. Площадь пластины слюдяного конденсатора равна 36 , толщина слоя диэлектрика равна 0,14 см. Вычислить емкость, заряд и энергию конденсатора, если разность потенциалов на его пластинах составляет 30* В, а диэлектрическая проницаемость слюды равна 7.
Відповідь: 160 пФ.
11. 21. Шесть конденсаторов емкостью 0,0050 мкФ каждый соединили параллельно и зарядили до 4,0 кВ. Какой заряд накоплен такой батареей конденсаторов и какое количество теплоты выделится при ее разрядке?
Відповідь: 1,2*
11.35. Три конденсатора соединены параллельно-последовательно. Напряжение подведено к точкам А и В, равно 250 В, =1,5 мкФ, =3,0 мкФ, =4,0 мкФ. Какой заряд накоплен всеми конденсаторами? Чему равна суммарная энергия конденсаторов?
Відповідь: 1,25 мКл; 0,16 Дж.
11.36. Емкость батареи конденсаторов равна 5,8 мкФ. Каковы емкость и заряд первого конденсатора, если =1,0 мкФ, =4,0 мкФ, а подведенное к точкам А и В напряжение равно 220 В?
Відповідь: 5 мкФ; 1,1 мКл.
11.37. Два конденсатора с емкостями 4,0 и 1,0 мкФ соединены последовательно и подключены к источнику постоянного напряжения 220 В. Определить общую емкость. Как распределится напряжение между конденсаторами?
Відповідь: 0,8 мкФ; 44В; 176 В;
11.38. Три конденсатора с емкостями =1,0 мкФ, =1,0 мкФ, =2,0 мкФ соединены параллельно-последовательно и подключены к источнику постоянного напряжения 120 В. Какова их общая емкость? Определить заряд и напряжение на каждом из конденсаторов.
Відповідь: 0,75 мкФ;
11.39. Какой заряд необходимо передать плоскому конденсатору, чтобы пылинка потерявшая 20 электронов могла находится в равновесии в поле этого конденсатора? Расстояния между пластинами конденсатора равно 2,5 мм, его емкость равна 0,015 мкФ, а масса пылинки равна 1,0* г.
Відповідь:
12.11. Длина линии электропередачи от генератора до потребителя составляет 250 м. Определить потерю напряжения в линии, если площадь поперечного сечения проводов равна 25 , а сила тока в линии составляет 50 А. Решить задачу для двух случаев, когда провод медный и алюминиевый.
Відповідь: 17 В; 27 В;
12.18. Нихромовый провод, сопротивление которого равно 24 Ом, имеет длину 4,8 м. Определить диаметр провода.
Відповідь: 0,52 мм.
12.19. Определить сопротивление и длину никелиновой проволоки, масса которой равна 88 г и площадь поперечного сечения составляет 0,50 .
Відповідь: 17 Ом; 20м.
12.21. Сколько меди потребуется для изготовления электропровода длиной 5,0 км, чтобы его сопротивление было 0,5 Ом?
Відповідь: 750 кг.
12.22. Для изготовления медного провода, сопротивление которого равного 16,8 Ом, израсходовано 4,45 кг меди. Какова длина провода и площадь его поперечного сечения?
Відповідь: 710 м; 0,71 мм.
12.23. Электрическая проводка выполнена медным проводом, длина которого 200,0 м и площадь поперечного сечения 10,0 . Каково сопротивление проводки? Какую площадь поперечного сечения должен иметь алюминиевый провод, чтобы его сопротивление было таким же?
Відповідь: 0,34 Ом; 16 .
12.34. Вольфрамовая нить электрической лампы имеет сопротивление 484 Ом при температуре 2100 оС. Определить сопротивление при нагревании нити при 20 оС.
Відповідь:46 Ом.
12.35. Нагревательный элемент из фехраля при 18 оС имеет сопротивление 15,0 Ом. При какой температуре его сопротивление станет равным 15,3 Ом.
Відповідь:При oC.
12.75. Найти общее сопротивление и силу тока в проводниках, соединенных по схеме, приведенной на рисунке, если напряжение на зажимах А, В равно 12 В.
Відповідь: 6 Ом; 2A; 1A; 1A; 0.5A; 0.5A; 0.5 A;
12.76. Четыре проводника соединены по схеме приведенной на рисунке. Напряжение между точками А и В равно 18 В. Определить общее сопротивление и силу тока в отдельных проводниках.
Відповідь: 3,6 Ом; 5A; 1.7A; 2.5A; 0.8A.
12.86. Определить напряжение между точками А и В проволочного каркаса, имеющего вид куба, ребро которого имеет сопротивление 6 Ом, если сила тока в проводящем проводе составляет 2 А. Найти сопротивление куба. Відповідь: 10 B; 5 Ом.
12.124. Что покажет вольтметр при подключении его к источнику тока с э.д.с. 150 В и внутренним сопротивлением 4,00 Ом? Сопротивление вольтметра равно 100,0 Ом.
Відповідь: 149 В.
12.126. Батарея имеет э.д.с. 28 В и внутренне сопротивление 0,80 Ом. При подключении к батарее лампы напряжение на полюсах батарее становится равным 24 В. Определить сопротивление лампы и силу тока в ней.
Відповідь: 4,8 Ом; 5A.
12.134. Три одинаковых элемента, соединенных последовательно и замкнутых проводником с сопротивлением 1,5 Ом, дали ток силой 2 А. При параллельном соединении элементов в том же проводнике возникает сила тока 0,09 А. Найти э.д.с и внутреннее сопротивление каждого элемента.
Відповідь: 1,4 B; 0,1 Ом.
13.15. Определить стоимость израсходованной энергии за 22 рабочих дня, если в мастерской работают четыре электродвигателя мощностью 3,68 кВт каждый. Тариф 4 коп. за 1 кВт/ч. Продолжительность рабочего дня составляет 8 ч.
Відповідь: 103 грн, 60 коп;
1. Знайти силу взаємодії двух точкових зарядів Q1=Q2=1 Кл, що знаходяться у вакуумі на відстані r=1 м один від одного.
=9* Н
Відповідь: 9* Н.
2. Дві однакові кульки, підвішені на ізольованих нитках, були заряджені однаковим зарядом и розійшлись на відстань 15 см. При цьому рівнодійна сил тяжіння и натягу нитки, яка урівноважує силу відштовхування, стала рівною 3∙10-4Н. Визначити величину заряду кульок.
q=0.15м *
Відповідь:
Запитання