Тема: Законы постоянного тока

Тема: Законы постоянного тока
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.

Тема: Законы постоянного тока
Два одинаковых источника тока соединены последовательно. Если источники соединить параллельно, то сила тока короткого замыкания …

увеличится в 2 раза

Тема: Законы постоянного тока
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

Тема: Законы постоянного тока
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 …

80

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 .

Тема: Законы постоянного тока
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 …

7

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, 

Тема: Законы постоянного тока
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

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.

Тема: Законы постоянного тока
Напряжение на концах медного провода диаметром d и длиной l равно . Если взять медный провод диаметром d, но длиной 2l и увеличить напряжение в 4 раза, то среднее время дрейфа электронов от одного конца проводника до другого …

не изменится

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  не зависит от диаметра провода. Тогда время дрейфа . Таким образом, если взять медный провод диаметром d, но длиной 2l и увеличить напряжение в 4 раза, то среднее время дрейфа электронов от одного конца проводника до другого не изменится.

Тема: Законы постоянного тока
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 …

3

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.

Тема: Законы постоянного тока
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

Решение:
Мощность тока . Тогда мощность, выделяющаяся на погонном метре провода, . Отсюда диаметр провода 

Тема: Законы постоянного тока
Вольтамперные характеристики активных элементов 1 и 2 цепи представлены на рисунке: 

При напряжении 20 В отношение мощностей Р1/Р2 равно …

2

Решение:
Мощность, выделяемая на активных элементах, равна , где  сила тока, напряжение. Для напряжения 20 В из графика можно найти силу тока. Тогда .

Тема: Законы постоянного тока
Два одинаковых источника тока соединены последовательно. Если источники соединить параллельно, то сила тока короткого замыкания …

увеличится 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 , .