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: 122 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |