04 Электрический ток. Закон Ома
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В школьной лаборатории есть два проводника круглого сечения. Удельное сопротивление первого проводника в 2 раза больше удельного сопротивления второго проводника. Длина первого проводника в 2 раза больше длины второго. При подключении этих проводников к одинаковым источникам постоянного напряжения за одинаковые интервалы времени во втором проводнике выделяется количество теплоты в 4 раза большее, чем в первом. Каково отношение радиуса второго проводника к радиусу первого проводника?
Сопротивление проводника можно найти по формуле:
где — удельная сопротивление
— длина проводника,
— площадь поперечного сечения проводника, и для круга она равна
.
Количество теплоты зависит от напряжения:
где – напряжение,
— время.
Запишем отношение количества теплоты, которое выделится на втором проводнике, к количеству теплоты, которое выделится на
первом проводнике за то же время с учетом того, что напряжение одинаково в обоих случаях:
Используя первую формулу, преобразуем:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите сопротивление цепи представленной на рисунке, если Ом. Ответ дайте в Омах.
Расставим потенциалы на исходной схеме:
Перерисуем схему:
Отсюда видно, что все резисторы будут соединены параллельно, значит общее сопротивление найдем по
формуле:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Определите напряжение на резисторе , если напряжение на концах цепи
В, а
Ом. Ответ дайте в
В.
Определим общее сопротивление участка. Для этого для начала определим сопротивление. Сопротивление блока
равно
К этому блоку подсоединены последовательно ещё два резистора, поэтому общее сопротивление цепи:
Определим силу тока в цепи по закону Ома:
где – напряжение на концах цепи.
Тогда напряжение на резисторе :
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На рисунке изображен график зависимости силы тока в проводнике от напряжения между его концами. Чему равно сопротивление проводника? (Ответ дайте в кОм.)
Закон Ома для участка цепи:
где — сила тока,
— напряжение,
— сопротивление.
Выразим сопротивление и подставим значения из графика:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
К источнику тока с ЭДС 6 В подключили реостат. На рисунке показан график изменения силы тока в реостате в зависимости от его сопротивления. Чему равно внутреннее сопротивление источника тока? (Ответ дайте в омах.)
Закон Ома для полной цепи:
где — сила тока,
— ЭДС источника,
— внешнее сопротивление,
— внутреннее сопротивление.
Выразим врнутреннее сопротивление и подставим значения из графика:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Через поперечное сечение проводников за 8 с прошло электронов. Какова сила тока в проводнике? (Ответ дайте в
амперах.)
Сила тока по определению равна:
где — заряд, прошедший за время
,
— заряд электрона,
— количество электронов, прошедших за время
.
Тогда сила тока равна:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Сила тока в проводнике постоянна и равна 1 А. Какой заряд пройдёт по проводнику за 20 минут? (Ответ дайте в кулонах.)
Сила тока по определению равна:
где — заряд, прошедший за время
.
Тогда заряд равен:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Идеальный амперметр и три резистора сопротивлением
и
включены последовательно в электрическую цепь,
содержащую источник с ЭДС равной
и внутренним сопротивлением
Каковы показания амперметра? (Ответ
дайте в амперах и округлите до сотых.)
Закон Ома для полной цепи:
По условию резисторы соединены последовательно. Следовательно, общее сопростивление в цепи равно:
Тогда амперметр покажет значение силы тока, равное:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
К источнику тока с ЭДС = 4 В и внутренним сопротивлением
= 5 Ом подсоединили нагрузочное сопротивление. Чему оно
должно быть равно, чтобы КПД источника был равен 50 %? (Ответ дайте в омах.)
КПД источника тока определяется как отношение полезной работы к полной работе, совершенной за то же время:
Полезная работа — это работа, которую совершает источник по перемещению заряда во внешней цепи, полная работа — это работа источника по перемещению заряда во всей цепи:
где — сила тока,
— напряжение. Выразим отсюда напряжение:
Запишем закон Ома для полной цепи и для участка цепи:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Проволоку длиной 1 м растянули так, что ее длина стала 120 см. На сколько процентов увеличилось при этом ее сопротивление?
Зависимость сопротивления:
где — удельная сопротивление
— длина проводника,
— площадь проводника.
При вытягивании проволоки площадь поперечного сечения уменьшается. Длина увеличилась в 1,2 раза, а площадь уменьшилась в
1,2 раза. Следовательно, сопротивление увеличилось в 1,44 раза, то есть на 44%.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Какой заряд пройдет по проводнику сопротивлением 10 Ом за время 20 с, если к его концам приложено напряжение 24 В? (Ответ дайте в кулонах.)
Сила тока по определению равна:
где — заряд, прошедший за время
.
Также по закону Ома:
где — напряжение,
— сопротивление проводика.
Приравняем (1) и (2):
Тогда заряд, который пройдет по проводнику, равен:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В сеть с постоянным напряжением = 120 В включены три одинаковых сопротивления: два параллельно, а одно последовательно
с ними. Определите напряжение на параллельно соединенных сопротивлениях. (Ответ дайте в вольтах.)
Общее сопротивление всей цепи:
По закону Ома ток в цепи равен:
Напряжение на параллельно соединенных сопротивлениях:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Электрическая плитка включена в сеть с напряжением 60 В с помощью проводов, имеющих некоторое сопротивление. При этом напряжение на плитке равно 40 В. Чему будет равно напряжение на плитке, если к ней подключить последовательно такую же плитку? (Ответ дайте в вольтах.)
Исходя из закона Ома можно вывести, что напряжение равно:
где — сила тока,
— сопротивление.
Для первого случая можем записать:
где — общее напряжение цепи,
— напряжение проводов,
— напряжение плитки.
Напряжение на проводах 20 В, на плитке 40 В. Сила тока одинаковая, следовательно, сопротивление плитки в 2 раза больше
сопротивления проводов: по формуле (1).
Для второго случая закон Ома для полной цепи:
Напряжение на плитке:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Если к батарее с ЭДС 3 В и внутренним сопротивлением 2 Ом накоротко подсоединить амперметр, то он покажет силу тока 1 А. Определите сопротивление амперметра. (Ответ дайте в омах.)
Закон Ома для полной цепи:
где — сила тока,
— ЭДС источника,
— внешнее сопротивление (амперметра),
— внутреннее сопротивление.
Тогда сопротивление амперметра:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В цепи, состоящей из источника тока с ЭДС 6 В и внутренним сопротивлением 2 Ом и реостата, идет ток силой 1 А. Какова будет сила тока в цепи, если сопротивление реостата уменьшить в 2 раза? (Ответ дайте в амперах.)
Закон Ома для полной цепи:
где — сила тока,
— ЭДС источника,
— внешнее сопротивление (реостата),
— внутреннее сопротивление.
Тогда сопротивление реостата равно:
Уменьшим сопротивление реостата в 2 раза Ом.
Закон Ома для полной цепи:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Пять одинаковых резисторов с сопротивлением соединены в электрическую цепь, через которую течёт ток
(см.
рисунок). Какое напряжение показывает идеальный вольтметр?
Источники:
Найдем сопротивление параллельного участка:
Напряжение на параллельном участке
С другой стороны это напряжение на нижней ветки одинаковых резисторов, следовательно, на каждом из них напряжение будет равно по 1 В.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Восемь одинаковых резисторов с сопротивлением Ом соединены в электрическую цепь, через которую течёт ток
А (см.
рисунок). Какое напряжение показывает идеальный вольтметр?
Источники:
Сопротивление нижнего участка цепи равно:
Сопротивление верхнего участка тоже равно 2, следовательно, ток распределяется на ветки поровну (2 А). Тогда напряжение
равно
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Электрический ток, поступающий в цепь А. Сопротивление каждого резистора 1 Ом. Найдите показание вольтметра,
изображенного на рисунке.
Источники:
Сопротивление нижнего участка цепи равно:
Сопротивление верхнего участка тоже равно 2, следовательно, общее сопротивление верхнего и нижнего участков
равно:
Тогда напряжение на нем:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На рисунке показан участок цепи постоянного тока. Каково сопротивление этого участка, если = 2 Ом? (Ответ дайте в омах.)
При параллельном соединении проводников сопротивление участка цепи равно:
Общее сопротивление цепи при последовательном соединении резистора с сопротивлением и участка цепи с сопротивлением
равно:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На фотографии — электрическая цепь. Показания вольтметра даны в вольтах. Чему будут равны показания вольтметра, если его подключить параллельно резистору 2 Ом? Вольтметр считать идеальным. (Ответ дайте в вольтах.)
Согласно закону Ома сила тока равна:
Так как все резисторы соединены последовательно, то сила тока, протекающего через каждый резистор, будет одинакова для
первого и второго случая.
Тогда напряжение в цепи во втором случае равно: