Читайте также:
|
|
-----------------------------------------------------------------------
1. Напряжение на концах медного провода диаметром d и длиной l равно . При увеличении напряжения в 4 раза удельная тепловая мощность тока …
![]() | увеличится в 16 раз |
увеличится в 4 раза | |
не изменится | |
уменьшится в 16 раз |
-----------------------------------------------------------------------
Решение:
Согласно закону Джоуля – Ленца в дифференциальной форме, , где
удельная тепловая мощность тока,
удельное сопротивление,
напряженность электрического поля в проводнике. Поскольку
, напряженность поля также увеличится в 4 раза, следовательно, удельная тепловая мощность тока увеличится в 16 раз.
-----------------------------------------------------------------------
2. Напряжение на концах медного провода диаметром d и длиной l равно U. Если взять медный провод диаметром d, но длиной 2 l и увеличить напряжение в 4 раза, то среднее время дрейфа электронов от одного конца проводника до другого …
![]() | не изменится |
увеличится в 4 раза | |
увеличится в 2 раза | |
уменьшится в 4 раза |
-----------------------------------------------------------------------
Решение:
Время, которое требуется в среднем для того, чтобы электроны продрейфовали на расстояние l, определяется соотношением , где
– средняя скорость упорядоченного движения (дрейфа) электронов. Формула, связывающая силу тока со средней скоростью упорядоченного движения носителей тока, имеет вид
, где q0 – заряд носителей, в данном случае – электронов, n – их концентрация, S – площадь поперечного сечения проводника. С учетом закона Ома для участка цепи
и формулы для сопротивления проводника
получаем выражение для средней скорости направленного движения электронов
, из которого следует, что <v> не зависит от диаметра провода. Тогда время дрейфа
. Таким образом, если взять медный провод диаметром d, но длиной 2 l и увеличить напряжение в 4 раза, то среднее время дрейфа электронов от одного конца проводника до другого не изменится.
-----------------------------------------------------------------------
3. Два одинаковых источника тока соединены последовательно. Если источники соединить параллельно, то сила тока короткого замыкания …
![]() | увеличится в 2 раза |
увеличится в 4 раза | |
не изменится | |
уменьшится в 2 раза |
-----------------------------------------------------------------------
Решение:
Сила тока короткого замыкания , где
и
– ЭДС и внутреннее сопротивление батареи, состоящей из двух источников. При последовательном соединении источников
,
; здесь
и
– ЭДС и внутреннее сопротивление одного источника. При параллельном соединении
, а
.
Тогда ,
.
-----------------------------------------------------------------------
4. Через лампу, подключенную к источнику тока с ЭДС 8 В и внутренним сопротивлением 1 Ом протекает ток 2 А. Зависимость тока от приложенного к лампе напряжения показана на графике …
![]() | |
-----------------------------------------------------------------------
Решение:
Согласно закону Ома для замкнутой цепи, сила тока, который протекает по проводнику, рассчитывается по формуле , где
– ЭДС источника тока,
– сопротивление проводника (в данном случае лампы),
– внутреннее сопротивление источника тока. Сопротивление лампы
. Из рисунка следует, что сопротивление лампы
соответствует графику 3.
-----------------------------------------------------------------------
5. На рисунке показана зависимость силы тока в электрической цепи от времени:
Отношение заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника за двадцать секунд, к заряду, прошедшему за последние пять секунд, равно …
![]() | |
1,5 | |
-----------------------------------------------------------------------
Решение:
По определению сила тока в цепи . Отсюда
, где
– заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за бесконечно малый промежуток времени
. Заряд, прошедший за определенный промежуток времени, можно определить по формуле
. Используя геометрический смысл определенного интеграла, найдем
и
Следовательно,
-----------------------------------------------------------------------
6. На рисунке показана зависимость силы тока в электрической цепи от времени.
Наименьший заряд протечет через поперечное сечение проводника в промежутке времени ________ с.
![]() | 15–20 |
0–5 | |
5–10 | |
10–15 |
-----------------------------------------------------------------------
7. На рисунке представлена зависимость плотности тока j, протекающего в проводниках 1 и 2, от напряженности электрического поля Е:
Отношение удельных сопротивлений 1/2 этих проводников равно …
![]() | 1/2 |
1/4 | |
-----------------------------------------------------------------------
Решение:
Согласно закону Ома в дифференциальной форме, плотность тока в проводнике равна , где
– удельное сопротивление материала,
– напряженность электрического поля в проводнике. Взяв любое значение напряженности поля, например,
и соответствующие ему значения плотности тока из графика
и
, можно определить отношение удельных сопротивлений проводников:
.
-----------------------------------------------------------------------
8. Вольтамперные характеристики активных элементов 1 и 2 цепи представлены на рисунке:
При напряжении 20 В отношение мощностей Р1/Р2 равно …
![]() | |
![]() | |
-----------------------------------------------------------------------
Решение:
Мощность, выделяемая на активных элементах, равна , где
сила тока,
напряжение. Для напряжения 20 В из графика можно найти силу тока. Тогда
.
-----------------------------------------------------------------------
9. На рисунке представлены результаты экспериментального исследования зависимости силы тока в цепи от значения сопротивления R, подключенного к источнику постоянного тока. КПД источника (в процентах) при сопротивлении Ом составляет …
![]() | |
-----------------------------------------------------------------------
Решение:
Коэффициент полезного действия источника тока определяется по формуле: . Здесь r – внутреннее сопротивление источника. Для его определения воспользуемся законом Ома для замкнутой цепи:
. Если из приведенного графика взять два значения сопротивления R и соответствующие им значения силы тока J и подставить их в это уравнение, то получим систему двух уравнений с двумя неизвестными. Например:
Ом,
А;
Ом,
А. Тогда
,
. Решая эту систему, получим:
В,
Ом. Искомое значение КПД источника
.
-----------------------------------------------------------------------
10. Электропроводка должна выполняться из достаточно толстого провода, чтобы он сильно не нагревался и не создавал угрозы пожара. Если проводка рассчитана на максимальную силу тока 16 А и на погонном метре провода должно выделяться не более 2 Вт тепла, то диаметр медного провода (с учетом того, что удельное сопротивление меди равно 17 нОм·м) равен ______ мм.
![]() | 1,7 |
0,83 | |
1,5 | |
0,97 |
-----------------------------------------------------------------------
Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 263 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |