Архив рубрики: Кирик 10 класс

Самостоятельная работа 32: ток в различных средах

Начальный уровень
1. Движение каких частиц создает электрический ток в газах?
A. Электронов.
Б. Молекул.
B. Электронов, положительных и отрицательных ио¬нов.
2. Движение каких частиц создает электрический ток в жид¬костях?
A. Электронов.
Б. Положительных и отрицательных ионов.
B. Электронов, положительных и отрицательных ионов.
3. Движение каких частиц создает электрический ток в ме¬таллах?
A. Электронов.
Б. Положительных и отрицательных ионов.
B. Электронов, положительных и отрицательных ионов.
4. Движение каких частиц создает электрический ток в вакууме?
A. Электронов.
Б. Молекул.
B. Положительных и отрицательных ионов.
5. Укажите прибор, в котором можно создать ток только в од¬ном направлении.
A. Резистор.
Б. Конденсатор.
B. Полупроводниковый диод.
6. Термоэлектронная эмиссия — это явление, при котором…
А. …проводник заряжается, поглощая заряженные час¬тицы из окружающей среды.
168

Б. …молекулы вылетают с поверхности проводника.
В. …свободные электроны вылетают с поверхности про-водника.
Средний уровень
1. а) Почему вокруг электролита нет электрического поля, хотя внутри его имеются заряженные ионы?
б) Чем ионизация газов отличается от диссоциации элект¬ролитов?
в) Какие затруднения встретила бы электротехника, если бы воздух был хорошим проводником электричества?
г) Какого типа — электронная или дырочная — будет про-водимость германия, если к нему добавить в небольших ко-личествах фосфор?
2. а) Можно ли на основании законов Фарадея сделать заклю-чение, что для электролитического выделения одинаковых количеств вещества требуется затрата равных количеств энергии тока?
б) Почему при дуговом разряде для прохождения тока через газовый промежуток не требуется высокого напряжения?
в) В сырых помещениях с земляным или бетонным полом разрешается пользоваться электрическим током только низкого напряжения (не более 36 В). Чем это объясняется?
г) Какого типа — электронная или дырочная — будет про-водимость германия, если к нему добавить в небольших ко-личествах цинк?
3. а) Чистая дистиллированная вода и поваренная соль явля¬ются изоляторами. Почему же раствор соли в воде является проводником?
б) Возможен ли несамостоятельный разряд между провода¬ми линии электропередачи?
в) Достаточно ли изолировать человека от Земли, чтобы ис-ключить поражение током?
г) Ничтожно малые количества примесей, добавленные к полупроводнику, могут резко изменить его электропровод¬ность. Почему даже во много раз большие количества примесей не оказывают заметного влияния на.

4. а) В двух электролитических ваннах, соединенных последо-вательно, находится раствор медного купороса CuS04 и рас¬твор хлористой меди CuCl. Одинаковое ли количество меди выделится в обеих ваннах при прохождении через них тока?
б) При охлаждении газа его проводимость уменьшается. Как объяснить это? Куда деваются ионы?
в) Подключенная к сети спираль электроплитки раскалилась. Как изменится накал, если на часть спирали попадет вода?
г) Можно ли получить р-л-переход, произведя вплавление олова в германий или в кремний?
5. а) При электролизе выделенные из раствора ионы металлов оседают, теряя заряд на катоде. Каким образом пополняет¬ся количество ионов металлов в растворе?
б) Если баллон неоновой лампы потереть о шерсть, то газ в лампе может начать светиться. Как объяснить это явление?
в) По каким признакам можно установить, идет ли в цепи ток или нет? Приведите примеры.
г) Что надо сделать, чтобы электропроводность германия и кремния стала такой же, как электропроводность металла? Сохранятся ли при этом их полупроводниковые свойства?
6. а) Ток проходит через четыре ванны с растворами медного купороса разной концентрации. На катоде первой ванны отло-жилось 2 г меди. Сколько граммов меди отложится на катодах остальных ванн, если все они соединены последовательно?
б) Почему газосветные трубки тлеющего разряда необходи¬мо беречь от попадания в них воздуха?
в) Проводит ли стекло электрический ток?
г) В лаборатории имеется столбик, вырезанный из монокри-сталла германия, а также цинк и фосфор. Каким образом из этих веществ можно получить р-л-переход?
Достаточный уровень
1. а) Изобразите на графике зависимость тока от напряжения в газах для случая, когда интенсивность ионизатора остает¬ся неизменной. Объясните каждый участок графика, б) Определите массу серебра, выделившегося на катоде при электролизе азотнокислого серебра за 2 ч, если к раствору приложено напряжение 2 В, а его сопротивление 5 Ом.
(k = 1,118 • К)’6 кг/Кл)
2. а) Почему катод электронно-лучевой трубки быстро разруша-ется, если внутри находится небольшое количество воздуха? б) При электролизе раствора серной кислоты за 50 мин вы¬делилось 3 г водорода. Определите мощность, расходуемую на нагревание электролита, если его сопротивление 0,4 Ом. (k = 0,01 • 10-® кг/Кл).
3. а) Объясните, почему при питании электрической дуги пос-тоянным током положительный угольный электрод берется толще отрицательного. Нужно ли это делать при питании дуги переменным током?
б) При электролизе раствора серной кислоты за 2,5 ч выде¬лилось 0,45 г водорода. Определите сопротивление раство¬ра, если мощность тока 32,5 Вт. (k = 0,01 • 10 6 кг/Кл).
4. а) Две одинаковые электролитические ванны соединены между собой последовательно. В одной из них — раствор CuCl, в другой — СиС12. В какой из ванн на катоде выделится больше меди?
б) Каковы затраты энергии на получение 1 кг алюминия, если электролиз соли алюминия ведется под напряжением
5,5 В?
(k = 0,093 ■ 10-6 кг/Кл).
5. а) Две одинаковые электролитические ванны заполнены раствором медного купороса; в первой ванне концентрация раствора выше. Сравните количество выделившейся на их катодах меди, если ванны соединены параллельно.
б) Амперметр, включенный в цепь с электролитической ванной, показал 0,2 А. Правильно ли показание ампермет¬ра, если на катоде за 25 мин выделилось 0,25 г серебра?
(k = 1,118 • 10-6 кг/Кл)
6. а) Что произойдет с горящей электрической дугой, если силь¬но охладить отрицательный электрод? положительный?
б) Сколько цинка получено при электролизе раствора, если затрачено 3,6 • 10® Дж энергии при разности потенциалов между зажимами ванны 2 В? (k = 0,34 • 10 6 кг/Кл)
Высокий уровень
1. а) Какую проводимость (электронную или дырочную) имеет кремний с примесью галлия? Индия? Фосфора? Сурьмы?
б) Никелирование металлической пластинки с площадью поверхности 48 см2 продолжалось 4 ч при силе тока 0,15 А. Определите толщину слоя никеля. Валентность никеля — 2.
2. а) Почему увеличение диаметра провода в высоковольтных линиях передач электроэнергии приводит к уменьшению потерь на коронный разряд?
б) Каков расход электроэнергии на получение 1 кг алюми¬ния, если электролиз ведется при напряжении 10 В, а КПД установки равен 0,8?
3. а) После введения в германий примеси мышьяка концентрация электронов проводимости увеличилась. Как изменилась при этом концентрация дырок?
б) При электролизе подкисленной воды через ванну прошел заряд 2500 Кл. Выделившийся кислород находится в объ¬еме 0,5 л под давлением 101 кПа. Какова его абсолютная температура Т?
4. а) Почему требования к чистоте полупроводниковых материалов очень высоки (в ряде случаев не допускается наличие даже одного атома примеси на миллион атомов)?
б) Какой силы ток должен пройти через раствор электро¬лита, чтобы за 1 мин разлагался 1 г воды? Каков объем выделившегося при этом гремучего газа (при нормальных условиях)?
5. а) Две одинаковые электролитические ванны заполнены раствором медного купороса; в первой ванне концентрация раствора выше. Сравните количество выделившейся на их катодах меди, если ванны соединены: а) последовательно; б) параллельно.
б) В электролитической ванне с раствором сульфата цин¬ка (ZnS04) сила тока изменяется по линейному закону 1=2 + 0,02t. Сколько цинка выделится на катоде за 5 мин после начала изменения силы тока?
6. а) Как изменится сопротивление образца кремния с примесью фосфора, если ввести в него примесь галлия? Концентрации атомов фосфора и галлия одинаковы.
б) Определите, какая мощность расходуется при электро¬лизе раствора серной кислоты, если за 25 мин выделяется 150 мг водорода, а сопротивление электролита 0,4 Ом. Потери не учитывать.

Самостоятельная работа 31: сила Лоренца

Начальный уровень
1. Какое из приведенных ниже выражений позволяет рассчи¬тать силу действия магнитного поля на движущийся заряд?
A. BBsina.
Б. Bqv sina.
B. Eq.
2. Сила Лоренца — это сила, с которой магнитное поле дейст¬вует на…
A. …движущийся электрический заряд.
Б. …проводник с током.
B. …неподвижный электрический заряд.
3. Как изменится сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в однородном магнитном поле, при увеличе¬нии магнитной индукции в 3 раза?
A. Уменьшится в 3 раза.
Б. Увеличится в 3 раза.
B. Не изменится.
4. Как изменится сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в однородном магнитном поле, при уменьше¬нии скорости частицы в 2 раза?
А. Уменьшится в 2 раза.
Б. Увеличится в 2 раза.
В. Не изменится.
5. Как изменится сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в однородном магнитном поле, если заряд час¬тицы уменьшится в 2 раза?
A. Уменьшится в 2 раза.
Б. Увеличится в 2 раза.
B. Не изменится.
6. Назовите прибор (устройство), в котором используется дви¬жение заряженной частицы в магнитном поле по криволи¬нейной траектории.
A. Масс-спектрограф.
Б. Амперметр.
B. Электромагнит.
Средний уровень
1. В направлении, перпендикулярном линиям индукции, влетает в магнитное поле электрон со скоростью 10 Мм/с. Найдите индукцию поля, если электрон описал в поле ок¬ружность радиусом 1 см
2. В однородное магнитное поле с индукцией 0,085 Тл влетает электрон со скоростью 4,6 • 107 м/с, направленной перпен-дикулярно линиям индукции поля. Определите радиус ок-ружности, по которой движется электрон.
3. Протон в однородном магнитном поле с индукцией 0,01 Тл описал окружность радиусом 10 см. Найдите скорость дви¬жения протона.
4. Электрон движется в вакууме со скоростью 3 • 10б м/с в од-нородном магнитном поле с магнитной индукцией 0,1 Тл. Чему равна сила, действующая на электрон, если угол меж¬ду направлением скорости электрона и линиями индукции равен 90°.
5. Электрон влетает в однородное магнитное поле, индукция которого 20 мТл, перпендикулярно силовым линиям поля со скоростью 108 см/с. Вычислите радиус окружности, по которой будет двигаться электрон.
6. Электрон и протон, двигаясь с одинаковой скоростью, попа¬дают в однородное магнитное поле. Сравните радиусы кривизны траекторий протона и электрона.
Достаточный уровень
1. Изобразите траекторию, по кото- • рой будет двигаться электрон в магнитном поле.
2. Изобразите траекторию, по кото¬рой будет двигаться протон в маг¬нитном поле.
3. Электрон в однородном магнитном поле вращается против часовой стрелки. Куда направлен вектор В?
4. Протон в однородном магнитном поле вращается по часовой стрелке. Куда направлен вектор В?
5. Сформулируйте и решите задачу. Однозначно ли ее решение?
6. Сформулируйте и решите задачу. Однозначно ли ее реше¬ние?

7. а-частица, имеющая скорость 106 м/с, влетела в однород¬ное магнитное поле, индукция которого 0,3 Тл. Скорость частицы перпендикулярна направлению линий индукции магнитного поля. Найдите радиус окружности, по которой будет двигаться частица, и период обращения.
8. Найдите кинетическую энергию электрона, движущегося по дуге окружности радиуса 8 см в однородном магнитном поле, индукция которого равна 0,2 Тл. Направление индукции магнитного поля перпендикулярно плоскости окруж¬ности.
9. В однородное магнитное поле индукцией 10 мТл перпендикулярно линиям индукции влетает электрон с кинетической энергией 30 кэВ. Каков радиус кривизны траектории движения электрона в поле?
10. Электрон описывает в магнитном поле окружность радиу¬сом 4 мм. Скорость электрона 3,6 • 106 м/с. Найдите индук¬цию магнитного поля.
11. Протон движется со скоростью 108 см/с перпендикулярно однородному магнитному полю с индукцией 1 Тл. Найдите силу, действующую на протон, и радиус окружности, по которой он движется.
12. Электрон влетает в однородное магнитное поле, индукция которого 9,1 • 10 5 Тл. Скорость электрона 1,9 • 107 м/с и на-правлена перпендикулярно вектору магнитной индукции. Определите радиус окружности, по которой будет двигаться электрон, период и частоту его вращения.
Высокий уровень
1. Протон и а-частица влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Сравните радиусы ок-ружностей, которые описывают частицы, если у них оди¬наковые энергии. Заряд а-частицы в 2 раза больше заряда протона, а масса в 4 раза больше.
2. Электрон, обладающий скоростью и, попадает в однородное магнитное поле, вектор индукции которого В составляет угол а с V. Окружность какого радиуса будет описывать электрон? Чему равна работа силы, действующей на элект¬рон? По какой траектории будет двигаться электрон?
3. Электрон движется в магнитном поле, индукция которого 2 мТл, по винтовой линии радиусом 2 см и шагом винта 5 см. Определите скорость электрона.
4. Заряженные частицы, заряд которых 3,2 • 10_19Кл, ускоря¬ются в циклотроне в однородном магнитном поле с индук¬цией 0,1 Тл и частотой ускоряющего напряжения 6 МГц. Найти кинетическую энергию частиц в момент, когда они движутся по окружности радиусом 2 м.
5. Электрон движется в однородном магнитном поле с индук¬цией 10 2 Тл. В некоторый момент вектор его скорости, рав¬ный 106 м/с, составляет угол 30° с направлением магнитно¬го поля. Вычислите радиус R и шаг h винтовой линии, по которой движется электрон.
6. Однородные магнитное и электрическое поля индукцией 1 мТл и напряженностью 0,5 кВ/м расположены взаимно перпендикулярно. С какой скоростью должен лететь элек¬трон, чтобы двигаться в этих скрещенных полях равномер¬но и прямолинейно?
7. Протон влетает в область пространства, занятую сонаправ- ленными электрическим и магнитным однородными поля¬ми, перпендикулярно силовым линиям этих полей со скоро¬стью 105 м/с. Напряженность электрического поля 210 В/м, индукция магнитного поля 3,3 мТл. Определите ускорение протона в начальный момент времени.
8. Электроны ускоряются в электронной пушке электричес¬ким полем, проходя отрезок пути, напряжение на концах которого 103 В. Вылетев из пушки в точке Т, электроны движутся затем по прямой ТТу В точке М на расстоянии d = 5 см от точки Т находится мишень, причем прямая ТМ образует угол 60° с прямой ТТу Какой должна быть индукция однородного магнитного поля, перпендикулярного плоскости рисунка, чтобы электроны, вылетевшие из пушки, попали в мишень?

Самостоятельная работа 30: закон Ампера

Какое из приведенных ниже выражений позволяет рассчи¬тать силу действия магнитного поля на проводник с током?
A. B/isina.
Б. Bgysina.
B. Eq.
2. Что наблюдалось в опыте Ампера?
A. Магнитная стрелка поворачивается вблизи провод-ника с током.
Б. Два проводника с током взаимодействуют друг с
другом.
B. Две магнитные стрелки взаимодействуют друг с другом.
3. Как изменится сила Ампера, действующая на прямолиней¬ный проводник с током в однородном магнитном поле при увеличении индукции магнитного поля в 2 раза? Проводник расположен перпендикулярно вектору индукции.
A. Увеличится в 2 раза.
Б. Уменьшится в 2 раза.
B. Не изменится.
4. Как изменится сила Ампера, действующая на прямолиней¬ный проводник с током в однородном магнитном поле при уменьшении длины проводника в 2 раза? Проводник распо¬ложен перпендикулярно вектору индукции.

N

Самостоятельная
работа

ЗАКОН АМПЕРА
Начальный уровень
159

A. Увеличится в 2 раза.
Б. Уменьшится в 2 раза.
B. Не изменится.
5. Как изменится сила Ампера, действующая на прямолиней¬ный проводник с током в однородном магнитном поле при увеличении силы тока в проводнике в 3 раза? Проводник расположен перпендикулярно вектору индукции.
A. Увеличится в 3 раза.
Б. Уменьшится в 3 раза.
B. Не изменится.
6. Назовите прибор (устройство), в котором используется по¬ворот рамки с током в магнитном поле.
A. Электромагнит.
Б. Амперметр.
B. Громкоговоритель.
Средний уровень
1. Какова индукция магнитного поля, в котором на проводник с длиной активной части 5 см действует сила 50 мН? Сила тока в проводнике 25 А. Проводник расположен перпенди¬кулярно индукции магнитного поля.
2. В однородном магнитном поле с индукцией 0,8 Тл на про¬водник с током в 30 А, длина активной части которого 10 см, действует сила 1,5 Н. Под каким углом к вектору индукции расположен проводник?
3. Какова сила тока в проводнике, находящемся в однородном магнитном поле с индукцией 2 Тл, если длина активной части проводника 20 см, сила, действующая на проводник, 0,75 Н, а угол между направлением линий индукции и током 49°?
4. Какова индукция магнитного поля, в котором на проводник с током в 25 А действует сила 0,05 Н? Длина активной час¬ти проводника 5 см. Направление линий индукции и тока взаимно перпендикулярны.
5. На прямой проводник длиной 0,5 м, расположенный пер-пендикулярно силовым линиям поля с индукцией 0,02 Тл, действует сила 0,15 Н. Найдите силу тока, протекающего по проводнику.
6. На проводник длиной 50 см с током 2 А в однородном маг¬нитном поле с индукцией 0,1 Тл действует сила 0,05 Н.
160

Определите угол между направлением тока и вектором маг-нитной индукции.
Достаточный уровень
Сформулируйте и решите задачу:
I

Сформулируйте и решите задачу:

‘А •«—0

Сформулируйте и решите задачу:

В
Сформулируйте и решите задачу:

Сформулируйте и решите задачу:

6. Сформулируйте и решите задачу:

7. Вектор В направлен вниз, сила FA направлена влево. Куда направлен ток? Однозначен ли ответ?
8. Вектор В направлен к нам, сила FA направлена вверх. Куда направлен ток? Однозначен ли ответ?
9. Что можно сказать о направлении вектора В, зная направ¬ление силы тока и направление силы Ампера?
10. Вектор В направлен вверх, сила FA направлена вправо.
Куда направлен ток? Однозначен ли ответ?
Высокий уровень
1. Объясните, почему два провода, по которым токи протека¬ют в одном направлении, притягиваются с некоторой силой друг к другу.
2. По двум параллельным проводникам течет ток, направле¬ние которого указано стрелками. Как взаимодействуют про¬водники? Докажите правильность ответа.
h

3. Объясните, почему два параллельных провода, по которым токи протекают в противоположных направлениях, оттал¬киваются друг от друга с некоторой силой.
4. По двум параллельным проводникам течет ток, направле¬ние которого указано стрелками. Как взаимодействуют про¬водники? Докажите правильность ответа.
h

5. В однородном магнитном поле, индукция которого равна 2 Тл и направлена под углом 30° к вертикали, вертикально
162

вверх движется прямой проводник массой 2 кг, по которо¬му течет ток 4 А. Через 3 с после начала движения провод¬ник имеет скорость 10 м/с. Определите длину проводника.
6. На горизонтальных рельсах, находящихся в вертикальном однородном магнитном поле, лежит стальной брусок, пер-пендикулярный рельсам. Расстояние между рельсами 15 см. Масса бруска 300 г, коэффициент трения между бруском и рельсами 0,2. Чтобы брусок сдвинулся с места, по нему необходимо пропустить ток силой 40 А. Какова индукция магнитного поля?

Самостоятельная работа 29: магнитное поле

Начальный уровень
1. Магнитное поле оказывает силовое действие…
A. …только на покоящиеся электрические заряды.
Б. …только на движущиеся электрические заряды.
B. …как на движущиеся, так и на покоящиеся элек-трические заряды.
2. Магнитные поля создаются…
A. …как неподвижными, так и движущимися электри-ческими зарядами.
Б. …неподвижными электрическими зарядами.
B. …движущимися электрическими зарядами.
3. Что наблюдается в опыте Эрстеда?
A. Проводник с током действует на электрические за-ряды.
Б. Магнитная стрелка поворачивается вблизи провод¬ника с током.
B. Магнитная стрелка поворачивается вблизи заряжен-ного проводника.
4. Чем объясняется взаимодействие двух параллельных про-водников с постоянным током?
A. Взаимодействием электрических зарядов.
Б. Действием электрического поля одного проводника с током на ток в другом проводнике.
B. Действием магнитного поля одного проводника на ток в другом проводнике.
5. Поворот магнитной стрелки вблизи проводника с током объясняется тем, что на нее действует…
А. …магнитное поле, созданное движущимися в провод¬нике зарядами.
156

Б. …электрическое поле, созданное зарядами проводника.
В. …электрическое поле, созданное движущимися заря¬дами проводника.
6. Движущийся электрический заряд создает…
A. …только электрическое поле.
Б. …как электрическое, так и магнитное.
B. …только магнитное поле.
Средний уровень
1. В чем проявляется магнитное действие электрического тока?
2. На какие частицы действует электрическое поле? магнитное?
3. Каким образом можно обнаружить наличие в пространстве магнитного поля?
4. Молния ударила в ящик со стальными ножами и вилками. После этого они оказались намагниченными. Как это объяс¬нить?
5. Отклонится ли магнитная стрелка, если ее разместить вбли¬зи пучка движущихся частиц: а) электронов; б) атомов;
в) положительных ионов?
6. Магнитная стрелка, помещенная около провода, отклони¬лась при пропускании по нему тока. За счет какой энергии совершена работа, необходимая для поворота стрелки?
Достаточный уровень
1. Как взаимодействуют два воздушных провода троллейбус¬ной линии: притягиваются или отталкиваются?
2. Шнур настольной лампы, питаемой постоянным током, поднесли к магнитной стрелке. Окажет ли магнитное поле тока действие на стрелку?
3. Деформируется ли проволочная катушка, если по ней про-пускается постоянный ток?
4. Почему сужается струя расплавленного металла при про-пускании через нее тока?
5. Сложенный вдвое гибкий провод лежит на столе. Будут ли взаимодействовать части, если по нему пропустить сильный ток?
6. Почему корпус компаса делают из меди, алюминия, пласт¬массы и других материалов, но не из железа?
157

Высокий уровень
1. Как расположены магнитные полюсы соленоида, по обмот¬ке которого течет ток указанного на рисунке направления?
I I

2. Как взаимодействуют токи, направленные так, как указано на рисунке?
© О © ©
а б
3. Круглый виток провода свободно висит на подводящих про¬водах. По витку течет ток указанного на рисунке направле¬ния. Как поведет себя виток, если к нему поднести магнит южным полюсом от читателя к рисунку?

4. Направление тока в обмотке подковообразного электромаг¬нита показано стрелками. Определите полюсы сердечника.

5. Как направлен ток в проводах, если силы взаимодействия направлены так, как показано на рисунке?
UH
а б
158

6. В каком направлении должен протекать ток в соленоиде, чтобы наблюдалось отталкивание соленоида от магнита?
1. Какое из приведенных ниже выражений позволяет рассчи¬тать силу действия магнитного поля на проводник с током?
A. B/isina.
Б. Bgysina.
B. Eq.
2. Что наблюдалось в опыте Ампера?
A. Магнитная стрелка поворачивается вблизи провод-ника с током.
Б. Два проводника с током взаимодействуют друг с
другом.
B. Две магнитные стрелки взаимодействуют друг с другом.
3. Как изменится сила Ампера, действующая на прямолиней¬ный проводник с током в однородном магнитном поле при увеличении индукции магнитного поля в 2 раза? Проводник расположен перпендикулярно вектору индукции.
A. Увеличится в 2 раза.
Б. Уменьшится в 2 раза.
B. Не изменится.
4. Как изменится сила Ампера, действующая на прямолиней¬ный проводник с током в однородном магнитном поле при уменьшении длины проводника в 2 раза? Проводник распо¬ложен перпендикулярно вектору индукции.

N

Контрольная работа 4: электрический ток

Какое из приведенных ниже выражений может служить определением понятия «электрический ток»?
A. Изменение положения одних частиц относительно
других.
Б. Направленное движение заряженных частиц.
B. Хаотическое движение заряженных частиц.
© Собрана цепь из источника тока, амперметра и лампы. Изменится ли показание амперметра, если в цепь включить последовательно еще такую же лампу?
A. Не изменится, так как при последовательном соеди-нении сила тока на всех участках цепи одинакова.
Б. Увеличится, так как сопротивление цепи уменьшится.
B. Уменьшится, так как сопротивление цепи возрастет.
© Используя схему электрической цепи, изображенной на ри¬сунке, выберите правильное утверждение.
«1
+
R,
-0-с
R
Rs
A. Амперметр показывает силу тока через резистор Rr Б. Резистор R2 включен с резистором R4 последовательно.
B. Резистор Д1 включен с резистором R3 параллельно.
ВАРИАНТ
а
О Какое из приведенных ниже выражений может служить определением понятия «электрическое напряжение»?
144

A. Величина, численно равная работе сторонних сил
при перемещении единичного положительного заряда
по участку цепи.
Б. Величина, численно равная работе кулоновских и
сторонних сил при перемещении единичного положи-
тельного заряда по участку цепи.
B. Величина, характеризующая любые действия элек-
трического поля на заряженную частицу.
© Необходимо измерить силу тока в лампе и напряжение на
ней. Как следует включить по отношению к лампе ампер-
метр и вольтметр.
A. Амперметр и вольтметр последовательно.
Б. Амперметр и вольтметр параллельно.
B. Амперметр последовательно, вольтметр параллельно.
© Используя схему электрической
зистором Rx последовательно.
Б. Резистор R3 соединен с резистором Rx последовательно.
В. Амперметр показывает силу тока через резистор Rv
О Какое из приведенных ниже выражений может служить оп-ределением понятия «электрическое сопротивление»?
A. Свойство проводника ограничивать силу тока в цепи.
Б. Физическая величина, характеризующая действие
тока.
B. Физическая величина, являющаяся энергетической
характеристикой электрической цепи.
© Последовательно с электрическим бытовым прибором в квартире или параллельно включают плавкий предохрани¬тель на электрическом щите?
A. Параллельно.
Б. Последовательно.
B. Независимо от электрического прибора.
© Используя схему электрической цепи, изображенной на ри¬сунке, выберите правильное утверждение.
цепи, изображенной на рисунке,
выберите правильное утверждение.
А. Резистор R2 соединен с ре-

ВАРИАНТ GQ
145

A. Вольтметр показывает на¬пряжение на резисторе Rx.
Б. Амперметр показывает силу тока через резистор Rx.
B. Резисторы i?2 и i?3 включе¬ны параллельно.
R 2= 12 Ом
R]= 6 Ом,
R 3= 60 Ом
<£>
U = 120 В
ВАРИАНТ
а
О Работа электрического тока на участке цепи определяется следующим выражением.
A. I ■ U.
Б. I-U-t.
B. I ■ R.
© Для измерения силы тока и напряжения на ней в электри¬ческую цепь включают амперметр и вольтметр. Какой из этих электроизмерительных приборов должен быть включен параллельно лампе? Выберите правильное утверждение.
A. Только вольтметр.
Б. Только амперметр.
B. Ни амперметр, ни вольтметр.
© Используя схему электрической цепи, изображенной на ри¬сунке, выберите правильное утверждение.
A. Резисторы Rx и R3 включены параллельно.
Б. Амперметр показывает силу тока через резистор R3.
B. Резистор R, соединен с резистором Я, последовательно.
О Мощность электрического тока определяется следующим выражением.

ВАРНА нТТв] A. I-U-t.
146

В. I и.
Собрана цепь из источника тока, амперметра и лампы. Изменится ли показание амперметра, если в цепь включить параллельно еще такую же лампу?
A. Уменьшится, так как сопротивление цепи возрастет. Б. Увеличится, так как сопротивление цепи уменьшится.
B. Не изменится.
Используя схему электрической цепи, изображенной на ри¬сунке, выберите правильное утверждение.
A. Показания амперметра А2 больше показаний ампер-метра Aj.
Б. Резистор .Rj соединен с резистором R3 последовательно.
B. Амперметр Аг показывает силу тока через резистор R .
Количество теплоты, выделившейся в проводнике при про-хождении электрического тока, определяется следующим выражением.
В. I2Rt.
Через медный провод пропускают электрический ток.
A. Если провод укоротить, его сопротивление увеличится. Б. Сопротивление провода прямо пропорционально приложенному напряжению.
B. Сила тока прямо пропорциональна приложенному напряжению.

A. PR.
147
Используя схему электрической
цепи, изображенной на рисунке,
выберите правильное утверждение.
A. Амперметр А показывает та-
кую же силу тока, что и ампер-
метр Аг
Б. Показания амперметра Аг больше показаний ампер-
метра А.
B. Резистор i?3 соединен с резистором i?j параллельно.
Средний уровень ВАРНА
О За какое время через поперечное сечение проводника про¬шел электрический заряд 100 Кл при силе тока 25 мА?
© Сила тока в электрической лампе, рассчитанной на напря¬жение 110 В, равна 0,5 А. Какова мощность тока в этой лампе?
© К источнику тока с ЭДС 8 В и внутренним сопротивлени¬ем 3,2 Ом подключен нагреватель сопротивлением 4,8 Ом. Чему равна сила тока в цепи?
ВАРИАНТ
а
О Через раствор азотнокислого серебра прошло 180 Кл элек-тричества при напряжении на электродах 4 В. Чему равна работа, совершенная током?
© Какое количество теплоты выделится в резисторе сопротив¬лением 25 Ом при протекании по нему тока силой 1,2 А за
1,5 мин?
© Каково внутреннее сопротивление элемента, если его ЭДС равна 1,2 В и если при внешнем сопротивлении 5 Ом сила тока равна 0,2 А?
ВАРИАНТ
а
О Каково напряжение на участке цепи, сопротивление кото¬рого 0,2 кОм, если сила тока в нем 100 мА?
© Мощность электрической лампы 60 Вт. Какую работу совер¬шает электрический ток, проходя через лампу за 5 мин?
148

ЭДС батареи 3 В. Внешнее сопротивление цепи 12 Ом, а внут-реннее — 0,5 Ом. Какова сила тока короткого замыкания?
Сила тока в проводнике 0,7 А при напряжении на его кон¬цах 35 В. Чему равно сопротивление этого проводника? Какое количество теплоты выделяется за 1 мин в нити на¬кала лампы сопротивлением 250 Ом при силе тока 0,2 А? ЭДС элемента 1,5 В, а внутреннее сопротивление 0,5 Ом. Какова сила тока в цепи, если сопротивление внешней цепи равно 2 Ом?
Какой заряд проходит по участку электрической цепи, если при напряжении на концах участка 24 В работа тока в нем равна 96 Дж?
Электрический паяльник рассчитан на напряжение 12 В и силу тока 5 А. Какое количество теплоты выделится в па¬яльнике за 30 мин работы?
При сопротивлении внешней цепи 5 Ом сила тока 2 А. Найдите ЭДС батареи, если ее внутреннее сопротивление 0,5 Ом.
На цоколе электрической лампочки написано 3,5 В; 0,28 А. Найдите сопротивление спирали лампочки.
Какую работу совершает электрический ток за 10 мин на участке цепи, если напряжение на этом участке 36 В, а сила тока 0,5 А?
ЭДС источника тока равна 5 В. К источнику присоединили лампу, сопротивление которой 12 Ом. Найдите силу тока в лам¬пе, если внутреннее сопротивление источника равно 0,5 Ом.
Ученик по ошибке включил вольтметр вместо амперметра при измерении величины тока в лампе. Что при этом про¬изойдет с накалом нити лампы?

Достаточный уровень
© Батарея аккумуляторов с внутренним сопротивлением 0,2 Ом питает десять параллельно соединенных ламп сопро¬тивлением 250 Ом каждая. Определите ЭДС батареи, если ток в каждой лампе 0,5 А.
© Как надо соединить обмотки двух нагревателей, опущен¬ных в стакан с водой, чтобы вода скорее закипела?
© Найдите распределение сил токов и напряжений в цепи, изображенной на рисунке, если вольтметр показывает 110 В, a R1 = 6,4 Ом, R2 = 4 Ом, i?3 = 12 Ом, Ri = 6 Ом,
R.
3 Ом, R = 8 Ом, R = 20 Ом.

О Как изменятся показания вольтметра, если последователь-
но с ним включить резистор?
© Дуговая печь потребляет ток 200 А от сети с напряжени-
ем 120 В через ограничивающее сопротивление 0,2 Ом.
Найдите мощность, потребляемую печью.
© Медный и алюминиевый проводники имеют одинаковые
массы и сопротивления. Какой проводник длиннее и во
сколько раз?
© Каковы показания амперметра и
вольтметра в цепи, изображенной
на рисунке, если ЭДС источника
6 В, его внутреннее сопротивление
0,2 Ом, Rj = 1,8 Ом, R2 = 10 Ом?

ВАРИАНТ
При каких условиях сила тока от данного элемента будет наибольшей?
150

Батарея элементов с ЭДС 21 В и внутренним сопротивлени¬ем 0,5 Ом подключена к внешней цепи, состоящей из трех параллельно соединенных проводников сопротивлениями 2, 6 и 12 Ом. Определите силу тока в проводнике сопротив¬лением 6 Ом,
Вагон освещается пятью лампами, включенными после-довательно. Уменьшится ли расход электроэнергии, если уменьшить число ламп до четырех?
Найдите распределение сил токов и напряжений в цепи, изображенной на рисунке, если амперметр показывает 11 А, ай, — 6,4 Ом, i?2 = 4 Ом, R3 = 12 Ом, i?4 = 6 Ом, i?5 = 3 Ом, R6 = 8 Ом, i?7 = 20 Ом.

ВАРИАНТ
Можно ли точно измерить ЭДС при помощи чувствительно-
го электрометра?
Какой длины надо взять нихромовый проводник диаметром
0,5 мм, чтобы изготовить электрический камин, работающий
при напряжении 120 В и дающий 1 МДж теплоты в час?
На батарее карманного фонаря имеется надпись: ЭДС 4,5 В,
а на лампочке указано напряжение 3,5 В. Почему допуска-
ется такая разница?
Цепь состоит из источника тока, £
ЭДС которого 7,5 В, а внутрен- 11. 11_
нее сопротивление 0,3 Ом, и двух 1 1
параллельно соединенных про-
водников Rt = 3 Ом и Rt> = 2 Ом.
Определите силу тока во втором
проводнике.
Я,
Rr
151

ВАРИАНТ
а
О На участке электрической цепи включали поочередно два
исправных амперметра, причем первый показывал мень-
шую величину тока, чем второй. Объясните явление.
© При ремонте электроплитки ее спираль укоротили на 0,1
ее первоначальной длины. Во сколько раз при этом измени-
лась мощность плитки?
© Возможен ли электрический ток в отсутствие электрическо-
го поля?
О Цепь состоит из источника тока с ЭДС
4.5 В и внутренним сопротивлением
1.5 Ом и проводников сопротивлени-
ем Rx = 1,5 Ом и R2 = 3 Ом. Каковы
показания амперметра и вольтмет-
ра? Каковы будут показания этих же
приборов, если параллельно провод-
нику R подключить проводник R сопротивлением 3 Ом?

ВАРИАНТ
а
О Почему при коротком замыкании напряжение на клеммах источника близко к нулю, ведь ток в цепи имеет наиболь¬шее значение?
© Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора, если при токе 15 А он отдает во внешнюю цепь мощность 135 Вт, а при токе 6 А — мощность 64,8 Вт.
© В замкнутой цепи сторонние силы совершили работу 20 Дж. Какую работу совершили за это время кулоновские силы?
© Найдите распределение сил токов и напряжений в цепи, изображенной на рисунке, если вольтметр показывает 30 В, ai?( = 6,4 Ом, R2 = 4 Ом, R3 = 12 Ом, i?4 = 6 Ом, i?5 = 3 Ом,
R6 = 8 Ом, i?7 = 20 Ом.
R<

152

Высокий уровень ВАРИАНтГП
О Является ли работа, совершаемая источником тока во внут¬ренней части цепи, величиной постоянной для данного ис¬точника?
© Две электрические плитки включены в сеть параллельно. Сопротивление первой плитки 60 Ом, второй — 24 Ом. Какая из плиток потребляет большую мощность и во сколь¬ко раз?
© Начертите график зависимости напряжения U на клеммах источника тока с параметрами 1 и R от сопротивления R потребителя.
© Электрический двигатель подключен к источнику электри¬ческой энергии с напряжением 220 В. Сопротивление обмотки двигателя 1,8 Ом, а сила потребляемого тока 12 А. Определите потребляемую мощность и КПД электродвигателя.
О При каких условиях в потребителе и в источнике тока вы¬делится одинаковая мощность?
© Элемент с ЭДС 6 В дает максимальный ток 3 А (при корот¬ком замыкании). Какова наибольшая мощность, которая может быть выделена на внешнем сопротивлении?
© При каком сопротивлении внешней цепи напряжение во внешней цепи равно половине ЭДС источника?
© Трамвайный вагон от остановки движется с постоянным ус-корением 1 м/с2 в течение 8 с при силе тяги 28 кН и КПД 88%. Какова сила тока в момент окончания спуска, если напряжение в линии 550 В?
О Остается ли постоянной мощность, потребляемая лампоч¬кой, при различных накалах?
© На резисторе сопротивлением 9 Ом, подключенным к источ¬нику с ЭДС 3,1 В, выделяется мощность 1 Вт. Определите внутреннее сопротивление источника тока.

153

© Начертить график зависимости напряжения на клеммах ис-точника тока, ЭДС которого 1, от силы тока I в замкнутой цепи.
© Электровоз массой 300 т движется вниз по горе со скоро¬стью 36 км/ч. Уклон горы 0,01, сила сопротивления дви¬жению электровоза составляет 3% от действующей на него силы тяжести. Какой ток протекает через мотор электрово¬за, если напряжение в сети 3 кВ и КПД электровоза 80%?
О В сеть включаются два амперметра, показывающие одну и ту же величину тока. В каком амперметре поглощается большая мощность, если сопротивления у них разные?
© Электроплитка, рассчитанная на потребление от сети мощности 0,8 кВт, присоединена к сети с напряжением 120 В проводами, сопротивление которых равно 4 Ом. Определите, какое сопротивление должна иметь плитка. Ответ объясните.
© При каком соотношении сопротивлений источника и по¬требителя R2 КПД источника будет максимальным?
© Трамвайный вагон при силе тока 110 А и напряжении 600 В развивает силу тяги 3 кН. С какой скоростью он будет дви¬гаться по горизонтальному участку пути, если КПД элек¬троустановки 60%?
О Почему нельзя при помощи вольтметра магнитоэлектричес¬кой системы непосредственно измерить ЭДС элемента?
© Найдите КПД источника тока с внутренним сопротивлени¬ем 0,1 Ом, если он работает на нагрузку с сопротивлением
1,5 Ом.
© Две плитки, спирали которых имеют одинаковое сопротив¬ление, включены в сеть: в одном случае последовательно, в другом — параллельно. В каком случае выделится большее количество теплоты и во сколько раз?
© Электродвигатель подъемного крана работает под напряже¬нием 380 В и потребляет ток 20 А. Каков КПД установки,

ВАРНА нТТб] 154

если груз массой 1 т кран поднимает равномерно на высоту 19 м за 50 с?
По проводнику переменного сечения проходит постоянный ток. Будет ли постоянным ток в различных сечениях про¬водника?
Найдите внутреннее сопротивление и ЭДС источника тока, если при силе тока 30 А мощность во внешней цепи равна 180 Вт, а при силе тока 10 А эта мощность равна 100 Вт.
В электрическую цепь включены лампочки, каждая из которых рассчитана на 110 В. Напряжение между точка¬ми А и В 220 В. Какая из лампочек будет светиться наибо¬лее ярко?
Троллейбус массой 11т движется равномерно со скоростью 36 км/ч. Найдите силу тока в обмотке двигателя, если на¬пряжение равно 550 В, а КПД — 80%. Коэффициент сопро¬тивления движению равен 0,02.

Самостоятельная работа 28: закон Джоуля

Начальный уровень
1. Приведите примеры использования теплового действия тока в быту.
2. В чем проявляется тепловое действие тока? При каких ус¬ловиях 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 проволо¬ки одинаковой длины и сечения подключены к аккумуля¬тору. В какой из них выделится большее количество тепло¬ты за одинаковое время?
1. Какое количество теплоты выделится за 1 мин в электри¬ческой печи, включенной в сеть силой тока 4 А, если сопро¬тивление печи 30 Ом?
2. Какое количество теплоты ежесекундно выделяется ксено- новым электрическим светильником мощностью 300 кВт?
3. Электрическая печь для плавки металла потребляет ток 800 А при напряжении 60 В. Какое количество теплоты выделяется в печи за 1 мин?
4. Какое количество теплоты выделится в нити электрической лампы в течение 1 ч, если лампа потребляет ток силой 1 А при напряжении 110 В?
5. В спирали электроплитки, включенной в сеть с напряжени¬ем 220 В, при силе тока 3,5 А выделилось 690 кДж тепло¬ты. Сколько времени была включена плитка?
6. Какое количество выделится за 1 ч в реостате, сопротивле¬ние которого 100 Ом, при силе тока в цепи 2 А?
Средний уровень
7. Сила тока в электрической печи для плавки металла равна 850 А при напряжении 220 В. Какое количество теплоты выделяется в печи за 1 мин?
8. Определите количество теплоты, выделяемое в проводнике током за 1,5 мин, если сила тока в цепи равна 5 А, а напря¬жение на концах проводника 200 В.
Достаточный уровень
1. Два проводника сопротивлением 10 и 23 Ом включены в сеть напряжением 100 В. Какое количество теплоты выделится за 1 с в каждом проводнике, если их соединить последовательно?
2. Два проводника сопротивлением 10 и 23 Ом включены в сеть напряжением 100 В. Какое количество теплоты выделится за 1 с в каждом проводнике, если их соединить параллельно?
3. Два проводника, сопротивление которых 5 и 7 Ом, соединяют параллельно и подключают к источнику электрической энер¬гии. В первом выделилось 17,64 Дж энергии. Какое количество энергии выделилось во втором проводнике за это же время?
4. В кипятильнике емкостью 5 л с КПД 70% вода нагревается от 10 до 100 °С за 20 мин. Какой силы ток проходит по об¬мотке нагревателя, если напряжение равно 220 В?
5. Сколько времени будут нагреваться 1,5 л воды от 20 до 100 °С в электрическом чайнике мощностью 600 Вт, если КПД его 80% ?
6. Определите, на какое напряжение рассчитан электрокипя-тильник, который за 5 мин нагревает 0,2 кг воды от 14 °С до кипения, при условии, что по его обмотке протекает ток силой 2 А. Потерями энергии пренебречь.
7. Элемент с внутренним сопротивлением 4 Ом и ЭДС 12 В замк¬нут проводником с сопротивлением 8 Ом. Какое количество теплоты будет выделяться во внешней части цепи за 1 с?
8. В электрическом паяльнике при напряжении 220 В проте¬кает ток 0,22 А. Сколько олова, взятого при температуре 293 К, можно расплавить выделившемся за 1 мин количеством теплоты?
Высокий уровень
1. За время 40 с в цепи, состоящей из трех одинаковых про-водников, соединенных параллельно и включенных в сеть,
выделилось некоторое количество теплоты. За какое время выделится такое же количество теплоты, если проводники соединить последовательно?
2. Элемент замыкается проволокой один раз с сопротивлением 4 Ом, другой — 9 Ом. В этом и другом случаях количество тепла Q, выделяющегося в проводнике за одно и то же вре¬мя, оказывается одинаковым. Какое внутреннее сопротив¬ление элемента?
3. Два чайника, каждый из которых потребляет при напря¬жении 220 В мощность 400 Вт, закипают при последова¬тельном и при параллельном подключении за одно и то же время. Чему равно сопротивление подводящих проводов?
4. Электрокипятильник со спиралью 160 Ом поместили в со¬суд, содержащий 0,5 л воды при 20 °С, и включили в сеть напряжением 220 В. Через 20 мин спираль выключили. Какое количество воды выкипело, если КПД спирали 80%? Удельная теплота парообразования воды L = 2,3 МДж/кг. Удельная теплоемкость воды с = 4,2 кДж/(кг • К).
5. Воздух, находящийся в закрытом сосуде вместимостью 1 л при нормальных условиях, нагревается электрическим на¬гревателем, рассчитанным на ток 0,2 А и напряжение 10 В. Через сколько времени давление в сосуде повысится до 1 МПа? КПД нагревателя 50%.
6. Нагреватель электросамовара состоит из двух элементов. При подключении к сети первого элемента вода в самоваре заки¬пает через 15 мин, при подключении только второго элемен¬та — через 20 мин. Через какое время закипит вода в самова¬ре, если подключить к сети оба элемента последовательно?
7. Нагреватель электросамовара состоит из двух элементов. При подключении к сети первого элемента вода в самоваре заки¬пает через 15 мин, при подключении только второго элемен¬та — через 20 мин. Через какое время закипит вода в самова¬ре, если подключить к сети оба элемента параллельно?
8. Какой длины надо взять никелиновую проволоку сечением 0,84 мм2, чтобы изготовить нагреватель на 220 В, при по¬мощи которого можно было бы нагреть 2 л воды от 20 °С до кипения за 10 мин при КПД 80%?
143

Самостоятельная работа 27: работа и мощность тока

1. Две одинаковые лампочки, рассчитанные на напряжение 6,3 В, включены в электрическую цепь. Одна лампочка светила 1 мин, другая — 2 мин. В какой лампочке работа электрического тока была больше?
2. Какие вы знаете единицы мощности и работы, используе¬мые в электричестве?
3. Имеются две лампы мощностью 60 и 100 Вт, рассчитанные на напряжение 220 В. Какая из них будет гореть ярче при включении в осветительную сеть?
4. Одна электрическая лампа включена в сеть напряжением 127 В, а другая — в сеть напряжением 220 В. В какой лам¬пе при прохождении 1 Кл совершается большая работа?
5. Какими приборами и как можно измерить мощность элект-рического тока на каком-либо участке цепи?
6. Как на практике можно определить работу электрического тока в цепи? Какие для этого нужны приборы?
1. Какую работу совершит ток силой 3 А за 10 мин при напря¬жении в цепи 15 В?
2. Вычислите силу тока в обмотке электрического утюга, если известно, что при включении в цепь с напряжением 220 В он потребляет мощность 537 Вт.
3. Какова сила тока в лампе велосипедного фонаря, если при напряжении 4 В в ней за 1 с расходуется 0,8 Дж электро¬энергии?
4. Мощность, потребляемая из сети электрокамином, равна 0,98 кВт, а сила тока в его цепи 7,7 А. Определите величи¬ну напряжения на зажимах электрокамина.
5. Сила тока в электролампе прожектора 2 А. Как велико напряжение, подведенное к прожектору, если он потребляет 45,6 кДж за 1 мин?
Средний уровень

6. Лампа работает под напряжением 6,3 В при силе тока 0,5 А. Определите мощность этой лампы.
7. В лампочке карманного фонаря сила тока равна 0,2 А. Вы-числите электрическую энергию, получаемую лампочкой за каждые 2 мин, если напряжение на лампочке составляет 3,6 В.
8. Определите мощность тока в электрической лампе, вклю¬ченной в сеть напряжением 220 В, если известно, что со¬противление нити накала лампы 484 Ом.
Достаточный уровень
1. Лампа, рассчитанная на напряжение 127 В, потребляет мощность 50 Вт. Какое дополнительное сопротивление нужно присоединить к лампе, чтобы включить ее в сеть с напряжением 220 В?
2. Во сколько раз сопротивление лампы, рассчитанной на на-пряжение 220 В, должно быть больше сопротивления лам¬пы такой же мощности, рассчитанной на 127 В?
3. Какую работу совершает двигатель полотера за 30 минут, если он потребляет в цепи с напряжением 220 В ток силой 1,25 А, а его КПД равен 80%?
4. Найдите внутреннее сопротивление и ЭДС источника тока, если при силе тока 30 А мощность во внешней цепи равна 180 Вт, а при силе тока 10 А эта мощность равна 100 Вт.
5. При подключении электромагнита к источнику с ЭДС 30 В и внутренним сопротивлением 2 Ом напряжение на за¬жимах источника стало 28 В. Найдите силу тока в цепи. Какую работу совершают сторонние силы источника за 5 мин? Какова работа тока во внешней и внутренней час¬тях цепи за то же время?
6. ЭДС источника тока равна 2 В, внутреннее сопротивление равно 1 Ом. Определите силу тока, если внешняя цепь по¬требляет мощность 0,75 Вт.
7. ЭДС источника тока 2 В, внутреннее сопротивление 1 Ом. Определите сопротивление внешней цепи, если в ней выде-ляется мощность 0,75 Вт.
8. Определите силу тока короткого замыкания батареи, если при силе тока 2 А во внешней цепи выделяется мощность 24 Вт, а при силе тока 5 А — мощность 30 Вт.
139

Высокий уровень
1. Какой ток пойдет по подводящим проводам при корот¬ком замыкании, если на двух плитках с сопротивлениями
= 200 Ом и R2 = 500 Ом, выделяется при поочередном включении одинаковая мощность 200 Вт?
2. При подключении к источнику тока с ЭДС 15 В сопротивле¬ния 15 Ом КПД источника 75%. Какую максимальную мощ¬ность во внешней цепи может выделять данный источник?
3. При изменении внешнего сопротивления с б Ом до 21 Ом КПД схемы увеличился вдвое. Чему равно внутреннее со¬противление источника тока?
4. При каком сопротивлении мощность, выделяемая во внеш¬ней цепи, такая же, как и при сопротивлении 10 Ом. Чему равен КПД в каждом случае? Внутреннее сопротивление ис¬точника тока 2,5 Ом.
5. Два источника с одинаковыми ЭДС 120 В соединены парал-лельно. Определите напряжение на зажимах источников и мощность, развиваемую каждым из них, если сопротивле¬ние внешней цепи 10 Ом, а внутреннее сопротивление ис¬точников 0,5 и 0,6 Ом.
6. Электродвигатель подъемного крана работает под напря¬жением 380 В и потребляет ток силой 20 А. Определите сопротивление обмотки мотора, если груз массой 1 т кран поднимает на высоту 19 м за время 50 с.
7. Трамвай массой 22,5 т движется со скоростью 36 км/ч по горизонтальному пути. Коэффициент трения 0,01, напря¬жение в линии 500 В, КПД двигателя 75%. Определите силу тока, проходящего через двигатель. С какой скоро¬стью будет двигаться трамвай вверх по горе с уклоном 0,03, расходуя ту же мощность?
8. Реостат с максимальным сопротивлением 6 Ом подключен к источнику тока с ЭДС 6 В и внутренним сопротивлением 1 Ом. При каком сопротивлении R реостата мощность Р тока в нем будет наибольшей? Постройте график зависимо¬сти Р — f(R).

Самостоятельная работа 26: закон Ома для полной цепи

Начальный уровень
1. Какое из приведенных ниже выражений позволяет рассчи¬тать силу тока в полной цепи?
2. Как называется физическая величина, характеризующая работу сторонних сил по разделению заряда 1 Кл внутри источника тока?
A. Напряжение.
Б. Сила тока.
B. Электродвижущая сила.
3. Какое из приведенных ниже выражений позволяет рассчи¬тать работу сторонних сил по перемещению заряда внутри источника тока?
4. Какая физическая величина определяется отношением ЭДС в цепи к полному сопротивлению этой цепи?
A. Напряжение.
Б. Работа электрического тока.
B. Сила тока.
5. Какая физическая величина определяется отношением ра¬боты, совершаемой сторонними силами при перемещении заряда q по всей замкнутой электрической цепи, к значе¬нию этого заряда?
А. Сила тока.
Б. Электродвижущая сила.
А. —.
R
В.
R + г

A. 6q.
Б. IAq.
В. —.
R
134

В. Напряжение.
б. Режим короткого замыкания в цепи возникает, когда…
A. …внутреннее сопротивление источника тока очень
мало.
Б. …внешнее сопротивление цепи R => 0.
B. …внешнее сопротивление цепи Д=>оо.
Средний уровень
1. Аккумулятор мотоцикла имеет ЭДС 6 В и внутреннее со-противление 0,5 Ом. К нему подключен реостат сопротив¬лением 5,5 Ом. Найдите силу тока в реостате.
2. ЭДС батарейки карманного фонарика равна 3,7 В, внутрен¬нее сопротивление 1,5 Ом. Батарейка замкнута на сопро¬тивление 11,7 Ом. Каково напряжение на зажимах батарей¬ки?
3. К источнику с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключен реостат, сопротивление которого 5 Ом. Найдите силу тока в цепи и напряжение на зажимах источника.
4. ЭДС батареи 6 В. Внешнее сопротивление цепи равно
11,5 Ом, а внутреннее — 0,5 Ом. Найдите силу тока в цепи и напряжение на зажимах батареи.
5. Проводник какого сопротивления надо включить во внеш¬нюю цепь генератора с ЭДС 220 В и внутренним сопротивле¬нием 0,1 Ом, чтобы на его зажимах напряжение оказалось равным 210 В?
в. При подключении внешней цепи напряжение на полюсах источника равно 9 В, а сила тока в цепи — 1,5 А. Каково внутреннее сопротивление батареи и сопротивление внеш¬ней цепи? ЭДС источника 15 В.
Достаточный уровень
1. Определите силу тока при коротком замыкании батарейки с ЭДС 9 В, если при замыкании ее на внешнее сопротивление 3 Ом ток в цепи равен 2 А.
2. Источник тока с ЭДС 2 В и внутренним сопротивлением 0,8 Ом замкнут никелиновой проволокой длиной 2,1 м и сечением 0,21 мм2. Определите напряжение на зажимах ис¬точника тока.
135

3. Напряжение на зажимах генератора 36 В, а сопротивление внешней цепи в 9 раз больше внутреннего сопротивления. Какова ЭДС генератора?
4. При подключении к батареи гальванических элементов ре-зистора сопротивлением 18 Ом сила тока в цепи была 1 А, а при подключении резистора сопротивлением 8 Ом сила тока стала 1,8 А. Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление батареи.
5. Какова ЭДС элемента, если при измерении напряжения на его зажимах вольтметром, внутреннее сопротивление кото¬рого 20 Ом, мы получаем напряжение 1,37 В, а при за¬мыкании элемента на сопротивление 10 Ом получаем ток 0,132 А?
6. Гальванический элемент дает во внешнем сопротивлении
= 4 Ом ток 7j = 0,2 А. Если же внешнее сопротивление R2 = 7 Ом, то элемент дает ток 12 = 0,14 А. Какой ток даст элемент, если его замкнуть накоротко?
7. Определите внутреннее сопротивление аккумулятора, если известно, что при замыкании его на внешнее сопротивление
= 1 Ом напряжение на зажимах аккумулятора £/, = 2 В, а при замыкании на сопротивление R2 = 2 Ом напряжение на зажимах U2 — 2,4 В. Сопротивлением подводящих прово¬дов пренебречь.
8. Батарея аккумуляторов с общим внутренним сопротивле¬нием R = 1 Ом замкнута на сопротивление R. Вольтметр, подключенный к зажимам батареи, показывает напряже¬ние U = 20 В. Когда параллельно R присоединяется такое же сопротивление, показания вольтметра уменьшаются до U2 = 15 В. Определите R, считая, что сопротивление воль¬тметра намного больше R. Сопротивлением подводящих проводов пренебречь.
Высокий уровень
1. Два элемента соединены параллельно. Первый элемент име¬ет ЭДС 2 В и внутреннее сопротивление 0,6 Ом. Второй имеет ЭДС 1,5 В и внутреннее сопротивление 0,4 Ом. Определите напряжение на зажимах батареи.
2. Вольтметр, подключенный к зажимам источника тока, по¬казал 6 В. Когда к тем же зажимам подключили резистор,
136

вольтметр стал показывать 3 В. Что покажет вольтметр, если вместо одного подключить два таких же резистора, соединенных параллельно?
Чему равна разность потенциалов между точками А и В, если ЭДС источников равны 1,8 и 1,3 В соответственно, а сопротивление цепи Rl = 10 и i?2 = 5 Ом? Внутренним со-противлением источников можно пренебречь.
R1
ч
В
4. Два элемента, ЭДС которых 1,9 и 1,1 В, внутренние сопро-тивления 0,8 и 0,1 Ом, замкнуты параллельно на внешнее сопротивление 10 Ом. Определите силу тока во внешней цепи.
5. Элементы с ЭДС 1,8 и 2 В и внутренними сопротивлениями 0,3 и 0,2 Ом соединены в батарею так, что во внешней цепи с сопротивлением 0,2 Ом идет ток 4 А. Как в этом случае соединены элементы?
6. В цепи с внешним сопротивлением 2 Ом необходимо обеспе¬чить силу тока 2 А. Какое наименьшее число N элементов потребуется для этого, и как они должны быть соединены в батарею, если ЭДС каждого элемента 2 В, а внутреннее сопротивление 1 Ом?
7. Три одинаковые гальванических элемента с ЭДС 1,5 В и внутренним сопротивлением 0,3 Ом соединены: а) последо-вательно; б) параллельно. Чему равны ЭДС и внутреннее со-противление батареи.
8. Источник тока имеет сопротивление, сравнимое с сопро-тивлением вольтметров. Один вольтметр, подключенный к зажимам источника, показал 10 В. Другой вольтметр, при-соединенный к источнику вместо первого, показал 15 В. Когда же эти вольтметры соединили последовательно и подключили к зажимам источника, то первый показал 4 В, а второй 12 В. Найдите ЭДС источника.

Самостоятельная работа 25: соединие проводников

На рисунке изображена схема со-единения проводников.

R
ь
126

A. Резисторы Rx и R3 включены последовательно.
Б. Резисторы Rx и R2 включены параллельно.
B. Резисторы R2 и R3 включены последовательно.
2. На рисунке изображена схема соединения проводников.
Я,
Я,
Я,
—L pL
пг я, т я3
± я2 1 я4

A. Резисторы R1 и R3 включены параллельно.
Б. Резисторы R2 и R3 включены последовательно.
B. Резисторы Rx и R2 включены параллельно.
3. На рисунке изображена схема со-
единения проводников.
A. Резисторы Rx и Я4 включе-
ны последовательно. _
Б. Резисторы Rx и R3 включе-
ны параллельно.
B. Резисторы R2 и Я4 включе-
ны параллельно.
4. Резисторы с сопротивлениями 5 и 10 Ом соединены после-
довательно. Чему равно их общее сопротивление.
A. 15 Ом.
Б. 3,3 Ом.
B. 5 Ом.
5. Резисторы с сопротивлениями 2 и 3 Ом соединены парал-
лельно. Чему равно их общее сопротивление.
A. 5 Ом.
Б. 1,2 Ом.
B. 1 Ом.
6. На рисунке изображена схема соединения проводников.

127

A. Резисторы R1 и R3 включены параллельно.
Б. Резисторы Rz и R4 включены параллельно.
B. Резисторы R4 и R3 включены последовательно.
Средний уровень
1. Проводники с сопротивлениями -Rj = 2 Ом, R2 = 3 Ом, R3 = 5 Ом соединены по схеме, изображен¬ной на рисунке. Найдите сопро¬тивление этой цепи.
2. Чему равно общее сопротивление участка, изображенного на рисун¬ке, если Rj = 60 Ом, R2 = 12 Ом, R„ = 15 Ом, R = 3 Ом?
3 7 4

3. Вычислите общее сопротивление участка цепи, изображен¬ного на рисунке, если R4 = 6 Ом, R2 = 3 Ом, R3 = 5 Ом,
R, = 24 Ом.
Rc, R.
ь-
RA
4. Четыре сопротивления R4 = 1 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 3 Ом, i?4 = 4 Ом соединены по схеме, изображенной на рисунке. Определите общее сопротивление цепи.

128

5. Найдите общее сопротивление цепи, если R1 = 4 Ом, R2 = 12 Ом, R3 = 5 Ом, i?4 = 15 Ом.

6. Определите сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, между точками Си Z), если = 20м, R2 = 50м, R3 =
= 20 Ом, Д4 = 5 Ом, i?5 = 10 Ом.

7. Пять резисторов соединены так, как показано на рисун¬ке. Определите общее сопротивление цепи, если Д4 = 1 Ом, R2 = 1 Ом, R3 = 10 Ом, i?4 = 8 Ом, R5 = 1 Ом.
Д,
^HZZZh—[
д<
Д<
д*
д,
8. Найдите полное сопротивление Д показанной на рисунке це¬пи, если R1 = R2 = Д5 = Дв = 3 Ом, Д4 = 24 Ом, Д3 = 20 Ом.
R^
Дс
R,
/HZZF
RR
Г“1
W
д*
д,
129

Достаточный уровень
1. Найдите сопротивление цепи, изображенной на рисунке, если сопротивление каждое из резисторов равно 2 Ом.

2. Найдите сопротивление цепи, изображенной на рисунке, если сопротивление каждое из резисторов равно 1 Ом.

3. Из проволоки сопротивлением R = 32 Ом сделано кольцо. В каких точках кольца следует подключить провода, чтобы получить сопротивление R — 6 Ом?
4. Из одинаковых резисторов по 10 Ом требуется составить цепь сопротивлением 6 Ом. Какое наименьшее количество резисторов для этого потребуется? Начертите схему цепи.
5. Найдите сопротивление цепи, показанной на рисунке. Сопротивление каждого резистора R, сопротивлением со-единительных проводов можно пренебречь.
В
{=>
D
130

6. Определите сопротивление участ¬ка АВ, если R = 1 Ом.
7. Вычислите сопротивление цепи, представленной на рисунке, если R = 1 Ом.

8. Вычислите сопротивление цепи, представленной на рисун-
ке, если R = 1 Ом.
2 R R R
HI
2 R
2 R
2 R
9. Вычислите сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, если R = 2 Ом.
R
R
R
R
R
R
R
R
R
-{ZZW
10. Определите общее сопротивление цепи, изображенной на рисунке, если Rl = 1/2 Ом, R2 = 3/2 Ом, R3 = R4 = R6 = 1 Ом, R6 = 2/3 Ом.
I
HZZH
R1 р LVJ и—J
R4 L

131

Высокий уровень
1. Определите общее сопротивление электрической цепи, изо-
браженной на рисунке, если R = 2 Ом.
R R R 2 R
fi-

2. Найдите сопротивление участка электрической цепи, если R1 = R2 = 0,5 Ом, R3 = 8 Ом, Ri = 12 Ом, Rb = R6 = 1 Ом, R7 = 2 Ом, Ra = 15 Ом, Rg = 10 Ом, R10 = 20 Ом.

R
ю
3. Определите общее сопротивление контура, составленного из одинаковых звеньев сопротивлением г.
4. Определите общее сопротивление контура, составленного из одинаковых звеньев сопротивлением г.

132

5. Найдите сопротивление R цепи между точками А и В, если со-противление каждого звена г.
6. Найдите сопротивление R цепи между точками А и В, если со-противление каждого звена г.
7. Найдите сопротивление R цепи между точками А и В, если со-противление каждого звена г.
8. Найдите сопротивление R цепи между точками А и Б, если со-противление каждого звена г.
9. Найдите сопротивление R цепи
между точками А и В, если со-
противление каждого звена г.
10. Найдите сопротивление R
участка цепи между точками А
иБ, еслиБ1 = Б5 = Б8 = 12 0м,
R2 = R6 = R7 = бОм ,RZ = ЗОм,
R4 = 24 Ом.

R,
133

Самостоятельная работа 24: закон Ома

Начальный уровень
1. Необходимо вдвое уменьшить силу тока в данном проводни¬ке. Что для этого надо сделать?
2. О связи каких электрических величин идет речь в зако¬не Ома для участка цепи?
3. Почему электрическую лампу, рассчитанную на напряже¬ние 127 В, нельзя включать в цепь с напряжением 220 В?
4. Напряжение на концах проводника уменьшили в три раза. Как изменилась сила тока, протекающего в проводнике?
5. Необходимо вдвое увеличить силу тока в цепи. Как это можно сделать?
6. Напряжение на концах проводника увеличили вдвое. Как изменилась сила тока, протекающего в проводнике?
Средний уровень
1. Электрический утюг включен в сеть с напряжением 220 В. Какова сила тока в нагревательном элементе утюга, если сопротивление его 48,4 Ом?
2. Какое нужно приложить напряжение к проводнику сопро-тивлением 0,25 Ом, чтобы в проводнике была сила тока 30 А?
3. Определите сопротивление электрической лампы, сила тока в которой 0,5 А при напряжении 120 В.

4. Определите напряжение на концах проводника сопротивле¬нием 20 Ом, если сила тока в проводнике 0,4 А.
5. Найдите сопротивление обмотки амперметра, у которой сила тока равна 30 А при напряжении на зажимах 0,06 В.
6. Чему равно сопротивление спирали электрической лампы, если на цоколе написано 6,3 В, 0,22 А?
Достаточный уровень
1. Через проводник длиной 12 м и сечением 0,1 мм2, находящий¬ся под напряжением 220 В, протекает ток 4 А. Определите удельное сопротивление проводника.
2. Длина провода, подводящего ток к потребителю, равна 60 м. Какое сечение должен иметь медный провод, если при силе протекающего по нему тока 160 А потеря напряжения составляет 8 В?
3. Рассчитайте силу тока, проходящего по медному проводу длиной 100 м и площадью поперечного сечения 0,5 мм2 при напряжении 6,8 В.
4. Определите напряжение на концах стального проводника длиной 140 см и площадью поперечного сечения 0,2 мм2, в котором сила тока 250 мА.
5. В спирали электронагревателя, изготовленного из никели¬новой проволоки площадью поперечного сечения 0,1 мм2, при напряжении 220 В сила тока 4 А. Какова длина прово¬локи, составляющей спираль?
6. Линия электропередачи имеет длину 200 км. Для ее изготов-ления использован провод из алюминия сечением 150 мм2. Сила тока в линии 150 А. Определите падение напряжения в линии.
Высокий уровень
1. а) К концам медного и алюминиевого проводников одно¬го сечения и массы приложены одинаковые напряжения. В каком проводнике сила тока больше?
б) Дуговой фонарь, требующий для своего питания напря¬жение 40 В и силу тока 10 А, включен в сеть с напряжением 120 В через реостат, изготовленный из константановой про¬волоки сечением 2 мм2. Определите сопротивление реостата и длину проволоки, необходимой для его изготовления.
2. а) В одну и ту же цепь включены электрическая лампа и электрическая плитка. Сила тока в плитке больше, чем в лампе. Почему?

б) Какое напряжение можно приложить к катушке, имею¬щей 1000 витков медного провода со средним диаметром витков 6 см, если допустимая плотность тока 2 А/мм2.
3. а) К концам медного и алюминиевого проводников оди¬наковых размеров приложены одинаковые напряжения. Одинаковы ли силы тока в них?
б) Какова напряженность поля в алюминиевом проводнике сечением 1,4 мм2 при силе тока 1 А?
4. а) Требуется увеличить в 4 раза ток в цепи при возросшем вдвое сопротивлении. Что нужно для этого сделать?
б) В цепь источника тока, дающего напряжение 6 В, вклю¬чили кусок никелиновой проволоки длиной 25 см и сечени¬ем 0,1 мм2. Какая сила тока установилась в цепи?
5. а) Как можно определить сопротивление катушки, на кото¬рой намотан провод, не измеряя длины и сечения намотан¬ной части провода?
б) Определите напряжение на концах стального проводника длиной 140 см и площадью поперечного сечения 0,2 мм2, в котором сила тока 250 мА.
6. а) Как по данным, указанным на цоколе электрической лам¬пы для карманного фонарика, определить ее сопротивление?
б) Определите удельное сопротивление сплава, если напря-жение на концах проволоки сечением 0,5 мм2 и длиной 4 м, сделанной из него, равно 9,6 В, а сила тока в ней 2 А.