экзаменационные задачи сессия 2015 постоянный ток

Постоянный ток
1.
Пренебрегая внутренним сопротивлением
источников ЭДС, определить мощность, выделяющуюся на сопротивлении R4. Параметры
элементов цепи: R1=R2=R3=R4=10 Ом,
1=2=3=10 В.
E1
R2
E2
E3
R4
R1
R3
2. Сила тока в проводнике сопротивлением R =
20 Ом нарастает в течение времени ∆ t=2 c по
линейному закону от I0 = 0 до Imax =6 A
(рис.).
3. Два источника ЭДС 1 = 2 В и 2 = 1,5 В с
внутренними сопротивлениями r1 = 0,5 Ом и r2 =
0,4 Ом включены параллельно сопротивлению R
= 2 Ом. Определить силу тока через это сопротивление.
2
1
R
4. На рисунке 1 = 10 В, 2 = 20 В, 3 = 40 В, а
сопротивления R1 = R2 = R3 = R = 10 Ом. Внутренние сопротивления источников ЭДС одинаковы и равны 1 Ом. Определить силы токов,
протекающих через сопротивления.
R1
R2
1
R3
2
3
5. Определить ток короткого замыкания источника ЭДС, если при внешнем сопротивлении R1 = 50 Ом ток в цепи I1 = 0,2 A, а при R2 = 110 Ом I2 = 0,1 А.
6. По железному проводнику, диаметр d сечения которого равен 0,6 мм, течет ток 16 А.
Определить среднюю скорость υ направленного движения электронов, считая, что концентрация n свободных электронов равна концентрации n′ атомов проводника.
7. Электрический ток силой I = 8 A протекает по стальной проволоке круглого сечения.
Радиус сечения r = 0,5 мм. Рассчитать скорость направленного движения (дрейфа)
электронов в проволоке. Концентрацию электронов проводимости принять равной 10 29
м-3.
8. Определить заряд Q, прошедший по проводу с сопротивлением R=3 Ом при равномерном нарастании напряжения на концах провода от U0 =2 B до U = 4 B в течение t = 20
с.
9. В цепь источника постоянного тока с ЭДС E= 6 B включен резистор сопротивлением
R = 80 Ом. Определить: 1) плотность тока в соединительных проводах площадью попе-
речного сечения S = 2 мм2; 2) число N электронов, проходящих через сечение проводов
за время t =1 c. Сопротивлением источника тока и соединительных проводов пренебречь.
10. Обкладкам конденсатора емкости C сообщили разноименные заряды q 0 . Затем обкладки замкнули через сопротивление R. Найти: 1) заряд, прошедший через сопротивление за время τ; 2) количество тепла, выделившееся в сопротивлении за то же время.
11. В схеме на рисунке 1 и 2 – два элемента с
1
2
одинаковой ЭДС в 2 В и с одинаковым внутренним сопротивлением, равным 0,5 Ом. Найти силу тока, текущего: 1) через сопротивление R1 =
0,5 Ом; 2) через сопротивление R2 = 1,5 Ом,
R1
R2
C
12. На рисунке R1=R2=100 Ом, R3=10 Ом, С = 10
нФ. Определите ЭДС источника, пренебрегая
его внутренним сопротивлением, если заряд на
конденсаторе Q = 4,4 мкКл.
R1
R3
R2
E
13. Конец алюминиевой проволоки диаметром dAl = 2 мм и длиной lA1=l м припаян к
концу медной проволоки диаметром dCu =1 мм и длиной lCu = 2 м. К концам этой составной проволоки приложено напряжение U=1 ,5 B. Найти ток через составную проволоку и
плотность тока в каждом из ее элементов. Какая мощность выделяется в элементах цепи?
14. Определите разность потенциалов Uab, которая возникает в медном проводнике с концентрацией электронов n = 8,5·1028 м–3 , толщиной d = 100 мкм, помещенная в магнитное
поле с индукцией B = 0,6 Тл, направленное перпендикулярно к поверхности полоски с
током I = 20 А.
15. Определите плотность j электрического тока в медном проводе (удельное сопротивление ρ =17 нОм⋅м), если удельная тепловая мощность тока ω=1,7Дж /(м3с).
16. ЭДС батареи 12 В. При силе тока 4 А коэффициент полезного действия батареи равен
0,6. Определить внутреннее сопротивление батареи.
17. Напряжение на проводнике сопротивлением 10 Ом равномерно снижается от 50 В до 0
за 10 секунд. Определить количество теплоты, выделяющееся в проводнике за это время.
18. Сила тока в проводнике сопротивлением 10 Ом за 50 секунд возрастает от 5 А до 10 А.
Определить количество теплоты, выделяющееся в проводнике за это время.
19. Сила тока в проводнике сопротивлением 10 Ом изменяется по закону I=10cos100t.
Определить количество теплоты, выделяющееся в проводнике за половину периода колебания тока.
20. Напряженность электрического поля в стальном проводнике Е = 20 мВ/м, диаметр поперечного сечения проводника d = 0,8 мм. Найти силу тока I в этом проводнике. Удельное
сопротивление  = 1,210-7 Омм.
21. ЭДС батареи 12 В. При силе тока 4 А коэффициент полезного действия батареи равен
0,6. Определить внутреннее сопротивление батареи.
22. Пренебрегая внутренним сопротивлением
источников ЭДС, определить количество теплоты, выделяющуюся на сопротивлении R2 за 2
с. Параметры элементов цепи: R1=10 Ом, R2=20
Ом, R3=30 Ом, 1=10 В, 2=20 В.
23. Определить внутреннее сопротивление и
ЭДС батареи, образованной тремя источниками ЭДС (рис.) E1=2 B; E2=4 B и E3= 6 B,
если их внутренние сопротивления одинаковы и
равны 0,2 Ом.
24. Пренебрегая внутренним сопротивлением
источников ЭДС, определить мощность, выделяющуюся на сопротивлении R2. Параметры
элементов цепи: R1=10 Ом, R2=20 Ом, R3=30
Ом, 1=10 В, 2=20 В.
E2
R1
E1
R2
R3
E2
R1
E1
R2
25. Два одинаковых резистора сопротивлением
R1 =10 Ом и резистор сопротивлением R2 = 20
Ом подключены к источнику ЭДС (рис.). К
участку AB подключен плоский конденсатор
емкостью
C=0 ,1 мкФ. Заряд Q на обкладках конденсатора равен 2 мкКл. Определите ЭДС источника, пренебрегая его внутренним сопротивлением.
26. Определите разность потенциалов на обкладках конденсатора в схеме, приведенной на
рис. Сопротивления всех резисторов равны,
ЭДС источника E= 20 B. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
27. Два источника ЭДС 1 = 1 В и 2 = 2 В с
внутренними сопротивлениями r1 = 1,5 Ом и r2
= 0,2 Ом включены параллельно сопротивлению R = 1 Ом. Определить силу тока через это
сопротивление.
2
1
R
R3
28. Пренебрегая внутренним сопротивлением
источников ЭДС, определить энергию, выделяющуюся за 1 секунду в сопротивлениях
R1=R2=R3=10 Ом, если 1=10 В, 2=20 В, 2=30
В.
E1
E2
R1
29. Пренебрегая внутренним сопротивлением
источников ЭДС, определить мощность, выделяющуюся на сопротивлении R4. Параметры
элементов
цепи:
R1=R2=R3=R4=10
Ом,
1=2=3=10 В
E1
R1
E3
R2
R2
R3
E3
R3
R4
E2
30. Пространство между пластинами плоского конденсатора имеет объем V = 375 см3
и заполнено водородом, который частично ионизирован. Площадь пластин конденсатора S = 250 см2. При каком напряжении U между пластинами конденсатора сила тока I ,
протекающего через конденсатор, достигнет значения 2 мкА , если концентрация n
ионов обоих знаков в газе равна 5,3⋅107 см−3?
31. По проводнику сопротивлением R = 3 Ом течет равномерно возрастающий ток.
Количество теплоты, выделившееся в проводнике за время τ=8 c, равно Q = 200 Дж .
Определить количество электричества q, протекшее за это время по проводнику. В
начальный момент времени сила тока в проводнике была равна нулю.