Содержание

Главная >> Электродинамика. Физика 10-11 кл. Мякишев

Глава 2. Постоянный электрический ток

Упражнение 6

1. Параллельно соединенные конденсатор емкостью С = 4 мкФ и резистор сопротивлением R = 3 Ом подключены к источнику тока с ЭДС = 5 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом. Определите заряд на обкладках конденсатора.

2. При подключении к аккумулятору резистора сопротивлением R₁ = 1,8 Ом сила тока в цепи равна I₁ = 1 А. Если заменить резистор сопротивлением R₁ на резистор сопротивлением R₂ = 4,8 Ом, то сила тока I₂ = 0,4 А. Определите ЭДС аккумулятора.

3. Вольтметр с внутренним сопротивлением R₁ = 200 Ом, подключенный к источнику тока с ЭДС = 12 В, показывает U = 11В. Что покажет амперметр с внутренним сопротивлением R₂ = 4 Ом, если его подключить к источнику параллельно вольтметру?

4. Вольтметр с внутренним сопротивлением R = 1800 Ом подключают к источнику тока сначала параллельно резистору сопротивлением R₁ = 120 Ом, а затем последовательно с резистором сопротивлением R₂ = 200 Ом. Чему равно внутреннее сопротивление г источника тока, если показания вольтметра в обоих случаях одинаковы?

5. При каком соотношении сопротивлений внешнего и внутреннего участков цепи с источником постоянного тока во внешнем участке выделяется максимальная мощность?

6. К источнику тока подключают сначала резистор сопротивлением R = 3 Ом, а затем последовательно с этим резиcтором резистор, сопротивление которого в m = 20 раз больше. При этом коэффициент полезного действия* увеличился в n = 2 раз. Чему равно внутреннее сопротивление г источника тока?

* Коэффициентом полезного действия цепи называется отношение мощности, выделяющейся во внешнем участке цепи, к мощности, выделяющейся во всей цепи.

7. Замкнутая цепь питается от источника с ЭДС и внутренним сопротивлением r. Постройте графики зависимости силы тока в цепи и напряжения на зажимах источника от внешнего сопротивления R.

8. Вольтметр с сопротивлением R₁ = 100 Ом, подключенный к клеммам элемента, показывает разность потенциалов U = 2 В. При замыкании этого же элемента на резистор сопротивлением R = 15 Ом включенный в цепь амперметр показывает силу тока I = 0,1 А. Найдите ЭДС элемента , если сопротивление амперметра R₂ = 1 Ом.

9. Сила тока на участке цепи, содержащем аккумулятор, равна 1 А. Электродвижущая сила и внутреннее сопротивление аккумулятора равны соответственно = 4 В и r = 1 Ом. Чему равна разность потенциалов на зажимах аккумулятора?

10. Изобразите графически примерный ход потенциала вдоль замкнутых цепей, изображенных на рисунке 2.67, а—г. Определите силу тока в каждой цепи и разность потенциалов между точками В и А. Сопротивлением соединительных проводов пренебречь.

11. Гальванические элементы с ЭДС ₁ = 2В и ₂ = 1,5В соединены по схеме, изображенной на рисунке 2.68, а. Вольтметр, нуль которого находится посередине шкалы, показывает напряжение U₁ = 1 В, причем его стрелка отклоняется в ту же сторону, что и при разомкнутом ключе S. Что будет показывать вольтметр, если соединить элементы по схеме рисунка 2.68, б? Током, ответвляющимся в вольтметр, можно пренебречь.

12. Решите задачу 11 при условии, что при замкнутом ключе S (см. рис. 2.68, а) стрелка вольтметра отклоняется в сторону, противоположную той, в которую она отклонялась при разомкнутом ключе.

13. В каком случае сила тока в цепи, состоящей из двух последовательно соединенных гальванических элементов, замкнутых проводником, меньше силы тока в цепи, которая получится, если один из элементов исключить?

14. При каком значении сопротивления R в цепи (см. рис. 2.64) ток через гальванический элемент с ЭДС ₂ не пойдет? При каких значениях R ток через этот элемент будет направлен против сторонних сил, действующих в элементе?

15. Найдите разность потенциалов φ_A - φ_В между точками А и В в цепи, схема которой изображена на рисунке 2.69. ЭДС элементов и их внутренние сопротивления r одинаковы.

16. Найдите разность потенциалов между точками А и С, В и D в цепи, схема которой изображена на рисунке 2.70.

17. Зарядка аккумулятора с начальной ЭДС осуществляется зарядной станцией, напряжение в сети которой равно U. Внутреннее сопротивление аккумулятора r. Определите полезную мощность P₁ расходуемую на зарядку аккумулятора, и мощность Р₂, расходуемую на нагревание аккумулятора.

18. Определите силу тока I в резисторе R₂ (рис. 2.71), если ₁ = 8 В, r₁ = 1 Ом, ₂ = 10 В, r₂ = 2 Ом, R₁ = 15 Ом, R₂ = 2 Ом.

19. Батарея из n = 40 последовательно соединенных в цепь аккумуляторов заряжается от сети с напряжением 17 = 127 В. Чему равна сила зарядного тока, если ЭДС аккумулятора = 2,5 В, внутреннее сопротивление аккумулятора r = 0,2 Ом и последовательно в цепь включен резистор сопротивлением R = 2 Ом?

20. N одинаковых аккумуляторов соединены последовательно, причем k из них включены навстречу другим. Какая сила тока установится в цепи, если батарею замкнуть на резистор сопротивлением R? ЭДС каждого элемента равна $, внутреннее сопротивление г. 21. Источник с ЭДС 1 и внутренним сопротивлением гх параллельно соединен с источником, ЭДС которого 2, а внутреннее сопротивление равно нулю. Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление полученной батареи.

22. Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока, зашунтирован-ного проводником сопротивлением R (рис. 2.72).

23. При каких условиях сила тока в цепи, подключенной к батарее, составленной из последовательно соединенных одинаковых элементов, равна силе тока, даваемой батареей из тех же элементов, соединенных параллельно?

24. Из N = 16 элементов нужно составить батарею, чтобы при внешнем сопротивлении R = 4 Ом сила тока в нем была наибольшей. Как нужно соединить элементы? Внутреннее сопротивление одного элемента r = 0,25 Ом.

25. Батарея, состоящая из N элементов с ЭДС = 1,84 В и внутренним сопротивлением r = 0,5 Ом каждый, собрана из нескольких групп, соединенных последовательно. В каждой группе содержится по n = 4 элемента, соединенных параллельно. Сопротивление внешней цепи R = 3 Ом. При такой группировке элементов во внешнем участке цепи получается максимальная сила тока. Определите число N элементов в батарее и максимальную силу тока I.

Ответы к упражнению 6 >>>