Фізика і астрономія. Рівень стандарту. 11 клас. Сиротюк

Задачі та вправи

Рівень А

1.36. Вольтметр V1 показує напругу 6 В. Які покази амперметра А і вольтметрів V1 і V2 (мал. 1.33)?

Мал. 1.33

1.37. Вольтметр показує 0,9 В. Які покази амперметрів А1 і А2 (мал. 1.34)?

Мал. 1.34

1.38. За графіком залежності сили струму в реостаті від його опору визначте напругу на реостаті (мал. 1.35).

Мал. 1.35

1.39. За графіком залежності сили струму в провіднику від напруги обчисліть опір провідника (мал. 1.36).

Мал. 1.36

1.40. Чому нитка електролампочки сильно розжарюється, а дроти, що підводять струм, залишаються холодними, хоча через лампу і дроти проходить струм однакової сили?

1.41. В обмотці електродвигуна, опір якої 0,75 Ом, сила струму 20 А. Яка кількість теплоти виділяється цією обмоткою за 1 хв роботи двигуна?

1.42. Під час переміщення заряду 20 Кл по провіднику опором 0,5 Ом було виконано роботу в 100 Дж. Визначте час, протягом якого проходив струм.

1.43. Яку потужність споживає електролампочка, увімкнена в мережу з напругою 220 В, якщо опір її нитки в розжареному стані 484 Ом?

1.44. Електродвигун швейної машини розвиває потужність 40 Вт. Який струм проходить через двигун, якщо він працює при напрузі 127 В? Скільки енергії використовує двигун протягом 1,5 год?

1.45. Коли через електролампочку розжарення проходить струм більшої сили: відразу після вмикання її в мережу чи через кілька хвилин? Чому?

1.46. Сила струму в металевому провіднику дорівнює 0,8 А, переріз провідника 4 мм2. Вважаючи, що в 1 см3 є 2,5 · 1022 вільних електронів, визначте середню швидкість їхнього упорядкованого руху.

1.47. Визначте силу струму в мідному провіднику перерізом 10 мм2, якщо середня швидкість упорядкованого руху вільних електронів дорівнює 4,2 мм/с, а їхня кількість становить 5 · 1024.

1.48. Якщо лампочку живити від елемента, що має ЕРС 1,5 В, то робота сторонніх сил в елементі дорівнюватиме 18 Дж. Визначте заряд, що проходить за цей час через лампочку.

1.49. Гальванічний елемент з ЕРС 5 В і внутрішнім опором 1 Ом замкнуто на провідник опором 14 Ом. Яка напруга на кінцях провідника?

1.50. Яке значення зовнішнього опору, якщо генератор, ЕРС якого 230 В і внутрішній опір 0,1 Ом, подає в зовнішню частину кола напругу 220 В?

1.51. ЕРС джерела 100 В. При зовнішньому опорі 49 Ом сила струму в колі дорівнює 2 А. Визначте внутрішній опір джерела і спад напруги на ньому. Визначте напругу на затискачах джерела струму, що має ЕРС 2 В і внутрішній опір 0,5 Ом, до і після під’єднання до нього зовнішнього опору 4,5 Ом.

1.52. Який внутрішній опір елемента, якщо його ЕРС становить 1,2 В і при зовнішньому опорі 5 Ом сила струму дорівнює 0,2 А?

Рівень Б

1.53. Мідний і залізний провідники однакової довжини та перерізу з’єднані й увімкнені в коло. Чи різняться напруги на провідниках у разі їхнього послідовного і паралельного увімкнення?

1.54. Унаслідок обробки провідника методом волочіння його довжина збільшилась у 5 разів, а площа поперечного перерізу в стільки само разів зменшилась. У скільки разів змінився опір провідника?

1.55. До мережі з напругою 24 В під’єднали два послідовно з’єднаних резистори. При цьому сила струму стала дорівнювати 0,6 А. Коли резистори з’єднали паралельно, сумарна сила струму стала 3,2 А. Визначте опір резисторів.

1.56. Два провідники під’єднують до джерела постійної напруги спочатку послідовно, а потім паралельно. Опір одного з провідників у n разів більший від іншого. Як змінюється сила струму в колі?

1.57. Загальний опір двох послідовно з’єднаних провідників — 5 Ом, а паралельно з’єднаних — 1,2 Ом. Визначте опір провідників.

1.58. Амперметр із внутрішнім опором 0,72 Ом розраховано на силу струму 0,5 А. Яку максимальну силу струму можна буде виміряти амперметром, якщо паралельно йому під’єднати шунт опором 0,08 Ом?

1.59. Визначте силу струму в кожному з резисторів (мал. 1.37), якщо напруга між точками А і В дорівнює 12 В, R1 = R2 = 8 Ом, R3 = 10 Ом, R4 = 6 Ом, R5 = 3 Ом, R6 = 6 Ом.

Мал. 1.38

1.60. Визначте розподіл струмів і напруг між опорами (мал. 1.38), якщо амперметр показує 2 A, R1 = 20 Ом, R2 = 10 Ом, R3 = 15 Ом, R4 = 4 Ом.

1.61. Визначте розподіл струмів і напруг між опорами (мал. 1.39), якщо R1 = 5 Ом, R2 = 12 Ом, R3 = 3 Ом, а вольтметр показує 20 В.

Мал. 1.39

1.62. Визначте розподіл струмів і напруг між опорами (мал. 1.40), якщо амперметр показує 5 A, R1 = 2 Ом, R2 = 10 Ом, R3 = 15 Ом, R4 = 4 Ом.

Мал. 1.40

1.63. Електричний нагрівник має дві однакові обмотки, які можна вмикати в коло окремо і разом. Як слід з’єднати обмотки, щоб нагрівання відбувалося швидше?

1.64. Дві лампи опорами 180 і 360 Ом під’єднали паралельно в коло напругою 120 В. Яку потужність буде мати кожна з ламп? Яка буде потужність, якщо лампи з’єднати послідовно?

1.65. Трамвайний двигун споживає силу струму 110 А при напрузі 600 В і розвиває силу тяги 3 кН. Визначте швидкість руху трамваю на горизонтальній ділянці, якщо ККД = 60 %.

1.66. Ліфт масою 1,5 т піднімається на висоту 20 м за 0,5 хв. Напруга на затискачах двигуна становить 220 В, а його ККД — 90 %. Визначте силу струму в двигуні.

1.67. На скільки градусів нагріється алюмінієвий провідник із площею поперечного перерізу 4,5 мм2 після пропускання по ньому струму силою 0,75 А протягом 20 с? Вважати, що від усієї енергії, що виділяється в провіднику під час проходження струму, навколишньому повітрю передається половина енергії.

1.68. По срібному дроту, що має переріз 1 мм2, проходить струм силою 1 А. Обчисліть середню швидкість дрейфу вільних електронів у цьому дроті, припустивши, що кожен атом срібла дає один вільний електрон.

1.69. У 70-х роках XX ст. існували електронні обчислювальні машини, у яких імпульс струму від одного пристрою до іншого мав передаватися за 10 с. Чи можна було ці пристрої з’єднати дротиною завдовжки 40 см?

1.70. Значення ЕРС джерела струму часто визначають за показами вольтметра, під’єднаного до затискачів джерела. Чи точне значення ЕРС дає цей найпростіший метод її оцінки? Що показує вольтметр, під’єднаний до затискачів джерела?

1.71. Батарейку для кишенькового ліхтарика замкнуто на реостат. При опорі реостата 1,65 Ом напруга на ньому дорівнює 3,3 В, а при опорі 3,5 Ом — 3,5 В. Визначте ЕРС і внутрішній опір батарейки.

1.72. Визначте ЕРС і внутрішній опір гальванічного елемента, якщо при зовнішньому опорі 2 Ом сила струму в колі 0,6 А, а при опорі 1 Ом — 1 А.

1.73. Від генератора, що має ЕРС 40 В і внутрішній опір 0,04 Ом, струм надходить по мідному кабелю, переріз якого 170 мм2, до місця електрозварювання, віддаленого від генератора на 50 м. Визначте напругу на затискачах генератора і на зварювальному апараті, якщо сила струму в колі становить 200 А.

1.74. Яка напруга на полюсах джерела струму з ЕРС, що дорівнює 1 В, якщо опір зовнішньої частини електричного кола дорівнює внутрішньому опору джерела?

Є над чим замислитися

1.75. У вашому розпорядженні батарея акумуляторів з ЕРС, що дорівнює Е, вольтметр і великий набір резисторів найрізноманітніших опорів R1. Як за допомогою цього обладнання визначити внутрішній опір r батареї? Перевірте спосіб за допомогою досліду.

1.76. Акумулятор під’єднано для заряджання в коло з напругою 12,5 В. Внутрішній опір акумулятора 1 Ом. Яка ЕРС акумулятора, якщо під час заряджання через нього проходить струм силою 0,5 А?

1.77. Дано 12 елементів з ЕРС 1,5 В і внутрішнім опором 0,4 Ом. Як потрібно з’єднати ці елементи, щоб отримати від зібраної з них батареї найбільшу силу струму в зовнішньому колі, що має опір 0,3 Ом? Визначте максимальну силу струму.