Самостоятельная работа №22.ЗАКОН ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА

Начальный уровень

1. Приведите примеры использования теплового дейст­вия тока в быту.

2. В чем проявляется тепловое действие тока? При каких условиях оно наблюдается?

3. Почему при прохождении тока проводник нагревается?

4. Почему, когда по проводнику пропускают электриче­ский ток, проводник удлиняется?

5. В чем причина короткого замыкания? К чему оно при­водит в электрической цепи?

6. Последовательно соединенные медная и железная проволоки одинаковой длины и сечения подключены к аккумулятору. В какой из них выделится большее количество теплоты за одинаковое время?

Средний уровень

1. Сколько теплоты выделится в электрическом нагрева­теле в течение 2 мин, если его сопротивление 20 Ом, а сила тока в цепи 6 А?

2. Какое количество теплоты выделится в нити элек­трической лампы в течение 1 ч, если лампа потреб­ляет ток силой 1 А при напряжении 110 В?

3. В спирали электроплитки, включенной в розетку с напряжением 220 В, при силе тока 3,5 А выделилось 690 кДж теплоты. Сколько времени была включена в сеть плитка?

4. Сколько теплоты выделится за 1 ч в реостате, сопро­тивление которого 100 Ом, при силе тока в цепи 2 А?

5. Электрическая печь для плавки металла потребляет ток 800 А при напряжении 60 В. Сколько теплоты выделяется в печи за 1 мин?

6. Определите количество теплоты, выделяемое в провод­нике током за 1,5 мин, если сила тока в цепи равна 5 А, а напряжение на концах проводника 200 В.

Достаточный уровень

1. Два резистора сопротивлением 6 Ом и 10 Ом вклю­чены в цепь последовательно. Какое количество теп­лоты выделится в каждом резисторе за 2 мин, если напряжение на втором равно 20 В?

2. Два резистора сопротивлением 3 Ом и 6 Ом включе­ны в цепь параллельно. В первом течет ток силой 2 А. Какое количество теплоты выделится обоими резисторами за 10 с?

3. Три проводника соединены последовательно. Первый имеет сопротивление 2 Ом, второй — 6 Ом, а в треть­ем за 1 мин выделилось 2,4 кДж теплоты. Каково сопротивление третьего проводника, если напряже­ние на втором равно 12В?

4. Два проводника соединены параллельно. В первом за 1 мин выделилось 3,6 кДж теплоты, а во втором за то же время — 1,2 кДж. Вычислите сопротивление второ­го проводника, если сопротивление первого равно 2 Ом.

5. Сколько теплоты выделится за 40 мин в медных про­водниках с поперечным сечением 1,5 мм² и длиной 3 м, подводящих электрический ток к плитке, если сила тока в спирали 5 А?

Контрольная работа №2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Начальный уровень

ВАРИАНТ 1

1. Какой физической величиной пользуются для изме­рения напряжения?

2. Два медных провода одинакового сечения имеют различную длину. Как это различие сказывается на величине сопротивления проводников?

3. Какие опыты подтверждают, что лампы в квартире включены параллельно?

ВАРИАНТ 2

1. Какой физической величиной пользуются для изме­рения силы тока?

2. Что из себя представляет источник электрического тока? Приведите примеры.

3. Как изменится сила тока на участке цепи, если на­пряжение на концах участка в два раза увеличить?

ВАРИАНТ 3

1. Какой физической величиной пользуются для изме­рения сопротивления?

2. Приведите примеры действия электрического тока.

3. К резистору сопротивлением 5 Ом параллельно подключили резистор сопротивлением 2 Ом. Как изменилось общее сопротивление участка цепи?

ВАРИАНТ 4

1. Какой физической величиной пользуются для из­мерения мощности электрического тока?

2. Почему в плавких предохранителях не применяют проволоку из тугоплавких металлов?

3. К резистору сопротивлением 10 Ом последовательно подключили резистор сопротивлением 5 Ом. Как изменилось общее сопротивление участка цепи?

ВАРИАНТ 5

1. Для чего используют вольтметр, и как его подключают к электрической цепи?

2. Объясните, почему провода, подводящие ток электрической лампочке, практически не нагреваются, в то время как нить накала лампочки раскаляется добела?

3. В цепь включены последовательно медный и стальной проводники одинакового сечения и длины. Какой из этих проводников нагреется больше?

ВАРИАНТ 6

1. Для чего используют амперметр, и как его подключают к электрической цепи?

2. Изменяется ли внутренняя энергия проводника, по которому протекает электрический ток?

3. Имеются две лампы мощностью 100 Вт и 200 Вт, рас­считанные на напряжение 220 В. Какая из них будет гореть ярче при включении в осветительную сеть?

Средний уровень

ВАРИАНТ 1

1. Каков физический смысл выражения удельное сопротивление нихрома составляет 1,1 (Омּмм²)/м»?

2. Какой ток течет через вольтметр, если его сопро­тивление 12 кОм и он показывает напряжение 120В?

3. Какую работу совершил в проводнике электриче­ский ток, если заряд, прошедший по цепи, равен 1,5 Кл, а напряжение на концах этого проводника равно 6 В?

ВАРИАНТ 2

1. Сила тока в цепи составляет 2 А. Что это означает?

2. Какое напряжение надо создать на концах провод­ника сопротивлением 50 Ом, чтобы в нем возникла сила тока 2 А?

3. Сила тока в электрической лампе, рассчитанной на напряжение 110 В, равна 0,5 А. Какова мощность тока в этой лампе?

ВАРИАНТ 3

1. Напряжение на участке цепи равно 6 В. Что это озна­чает?

2. На цоколе электрической лампочки написано 3,5 В; 0,28 А. Найдите сопротивление спирали лампочки.

3. Какое количество теплоты выделится в резисторе сопротивлением 25 Ом при протекании по нему тока силой 1,2 А за 1,5 мин?

ВАРИАНТ 4

1. Сопротивление проводника 5 Ом. Что это означает?

2. Вычислите силу электрического тока в спирали электроплитки, включенной в сеть напряжением 220 В, если сопротивление спирали в рабочем со­стоянии равно 55 Ом.

3. Какой заряд проходит по участку электрической цепи, если при напряжении на концах участка 24 В работа тока в нем равна 96 Дж?

ВАРИАНТ 5

1. Работа электрического тока 1 Дж. Что это означает?

2. Каково напряжение на участке цепи, сопротивление которого 0,2 кОм, если сила тока в нем 100 мА?

3. Мощность электрической лампы 60 Вт. Какую ра­боту совершает электрический ток, проходя через лампу за 5 мин?

ВАРИАНТ 6

1. Мощность электрического тока 20 Вт. Что это оз­начает?

2. Сила тока в проводнике 0,7 А при напряжении на его концах 35 В. Чему равно сопротивление этого проводника?

3. Какое количество теплоты выделяется за 1 мин в нити накала лампы сопротивлением 250 Ом при силе тока 0,2 А?

Достаточный уровень

ВАРИАНТ 1

Зависит ли величина сопротивления проводника от напряжения на его концах? силы тока в нем? Объясните.

Электрическая печь, сделанная из никелиновой проволоки длиной 56,25 м и сечением 1,5 мм², присоединена к сети напряжением 120 В. Опреде­лите силу тока, протекающего по спирали.

Используя схему электрической це­пи, изображенной на рисунке 1, опреде­лите общее напря­жение на участке АС, если амперметр показывает 5 А, а R₁=2 Ом, R₂=3 Ом, R₃=6 Ом, R₄=5 Ом.

ВАРИАНТ 2

1. Имеются три проводника одинаковой длины и сече­ния. Один из них содержит чистый алюминий, дру­гой — чистую медь, а третий — сплав алюминия и меди. Какой из этих проводников обладает наиболь­шим сопротивлением и почему? Объясните.

2. Через алюминиевый проводник длиной 70 см и площадью поперечного сечения 0,75 мм² протекает ток силой 0,5 А. Каково напряжение на концах этого проводника?

3. Участок цепи состоит из трех проводников: R₁=20 Ом, R₂=10 Ом, R₃=15 Ом. Определите по­казания вольтметров V1 и V2 и амперметров A₁ и А₂, если амперметр А₃ показывает силу тока 2 А.

ВАРИАНТ 3

1. Как сказалась бы на яркости свечения электриче­ской лампы замена всех медных соединительных проводников на нихромовые?

2. Определите величину силы тока, проходящего че­рез реостат, изготовленный из нихромовой прово­локи длиной 40 м и площадью поперечного сече­ния 1 мм², если напряжение на зажимах реостата 80В.

3. Участок электрической цепи состоит из трех па­раллельно соединенных сопротивлений: R₁=2 Ом, R₂=4 Ом, R₃=5 Ом. Амперметр A₁ показывает силу тока 20 А. Определите пока­зания вольтметра V и амперметров А₂ и А₃.

ВАРИАНТ 4

1. Почему при соединении проводников их не только скручивают, но и спаивают?

2. Ток силой 1,8 А течет по вольфрамовой проволоке длиной 6 м и поперечным сечением 0,5 мм2. Какое напряжение покажет вольтметр, подключенный к концам этой проволоки?

3. Участок цепи состоит из трех последовательно со­единенных резисторов: R₁=20 Ом, R₂=25 Ом, R₃=30 Ом. Начертите схему этого участка и опреде­лите напряжение на концах каждого из сопротив­лений, если известно, что к концам всего участка приложено напряжение 150 В.

ВАРИАНТ 5

1. Объясните наличие электрического сопротивления у проводника с точки зрения молекулярной теории строения вещества.

2. Реостат, изготовленный из никелиновой проволоки сечением 2,5 мм² и длиной 50 м, полностью введен в цепь с напряжением 40 В. Какова сила тока в нем? Как она изменится при передвижении ползунка?

3. Определите показа­ния амперметра (см. рис. 1).

ВАРИАНТ 6

1. Две электрические лампочки, мощность которых 40 Вт и 100 Вт, рассчитаны на одно и то же напря­жение. Сравните нити накала обеих ламп.

2. В реостате, сделанном из нихромовой проволоки сечением 1,5 мм² и длиной 45м, установилась си­ла тока 2 А. Каково напряжение на клеммах рео­стата?

3. Найдите напряжение на сопротивлениях R₁=3 Ом, R₂=2 Ом, R₃=4 Ом, если амперметр показывает 6 А.

Высокий уровень

ВАРИАНТ 1

1. Две электрические лампочки рассчитаны на одина­ковое напряжение, но имеют различную мощность. По спирали какой из них течет больший ток?

2. В какой из ламп (N₁ или N₂), включенных так, как показано на ри­сунке 1, мощность элект­рического тока больше? Во сколько раз?

3. Сколько времени требуется для нагревания 2 кг воды от 20°С до 100°С в электрическом чайнике мощностью 600 Вт, если его КПД 80 %?

ВАРИАНТ 2

1. Почему каждая из двух одинаковых электрических лампочек, включенных последовательно в цепь, го­рит менее ярко, чем одна лампочка, включенная в сеть с тем же напряжением?

2. В какой из ламп (N₁ или N₂) сила тока больше? Какая из них имеет большее сопротивление?

3. Электрический кипятильник за 11 мин 12 с нагре­вает 2 кг воды от 20°С до кипения. Определите сопротивление нагревательного элемента кипя­тильника, по которому протекает ток силой 5 А, если считать, что вся выделившаяся в нем теплота пошла на нагревание воды.

ВАРИАНТ 3

1. После ремонта электроплитки перегоревшая спи­раль несколько уменьшилась. Изменилась ли мощ­ность плитки? Как? Объяснить.

2. В электрические цепи (a и б) включены одинако­вые лампы. При каком соединении этих ламп мощность тока в них больше?

3. Электрическая печь, имеющая спираль из никели­новой проволоки сечением 1,7 мм² и длиной 51 м, подключена к сети напряжением 220 В. Определи­те мощность печи и количество теплоты, выде­ляющееся в нагревательном элементе за 1 ч.

ВАРИАНТ 4

1. Сопротивление вольтметра всегда должно быть зна­чительно больше, чем сопротивление того участка, на концах которого измеряется напряжение. Почему?

2. Параллельно лампе N₁ (рис. а) присоединили такую же лампу N₂ (рис. б). Изменилось ли при этом количество те­плоты, выделяемое лам­пой N₁ за 1 с?

3. С помощью электрического кипятильника можно нагреть 3 л воды от 20°С до, кипения за 15 мин. Кипятильник имеет КПД, равный 80%, и вклю­чается в сеть с напряжением 220 В. Какую силу тока он будет потреблять от сети?

ВАРИАНТ 5

1. В каком случае вольтметр даст большее показание: при присоединении к лампе или к амперметру? Почему?

2. Последовательно с лам­пой N₁ (рис. а) вклю­чили в цепь вторую такую же лампу N₂ (рис. б). Как измени­лось при этом количе­ство теплоты, выде­ляемое лампой N₁ за единицу времени?

3. Электрический кипятильник, включенный в сеть с напряжением 220 В, помещен в сосуд, содержащий смесь воды и льда. Масса воды 1 кг, льда — 100 г. Через 5 мин температура содержимого в со­суде оказалась равной 10°С. Каково сопротивление спирали кипятильника?

ВАРИАНТ 6

1. Елочная гирлянда рассчитана на 20 ламп. Ее уко­ротили до 15 ламп. Изменилось ли количество теп­лоты, выделяющееся в гирлянде?

2. В электрическую цепь «б» введена еще одна такая же, как в цепи «а», электрическая лампа. В какой цепи через каждую лампу проходит электрический ток большей мощности?

3. Электрический кипятильник со спиралью сопро­тивлением 160 Ом помещен в сосуд, содержащий 0,5кг воды при 20°С, и включен в сеть с напря­жением 220 В. Через 20 мин спираль выключили. Сколько воды выкипело, если КПД спирали 80%?