Методическая разработка для аудиторной работы №23-11 по теме

Постоянный  ток 2

1. Два элемента с э. д.с. E1 = 1,25 B и E2 = 1,5 B c одинаковым внутренним сопротивлением r = 0,4 Ом соединены параллельно. Сопротивление внешней цепи R = 10 Ом. Найти токи, текущие во внешней цепи и в каждом элементе.

2. Сопротивления R1 и R2 и э. д.с. источников. E1  и E2 в схеме, изображенной на рисунке известны. При какой величине E  э. д.с. третьего источника по сопротивлению R ток не течёт.

3. Найти заряд q конденсатора, включённого в схему, если величины сопротивлений R1 = 1 Ом, R2 = 3 Ом, ёмкость конденсатора С = 2 мкФ, э. д.с. источников E1 = 4 B и E2 = 2 B, их внутренние сопротивления r1 = 0,26 Ом, r2 = 0,75 Ом.

4. Определить ток короткого замыкания I0 для аккумуляторной батареи, если при токе нагрузке I1 = 5 А она отдаёт во внешнюю цепь мощность Р1 = 9,5 Вт, а при токе нагрузки I2 = 8 А – Р2  = 14,4 Вт.

5. Полезная мощность, выделяемая во внешней части цепи, достигает наибольшего значения Р = 5 Вт при силе тока I  = 5 А. Найти внутреннее сопротивление r и э. д.с. источника тока E.

6. В электрочайнике с двумя нагревателями необходимо нагреть  V=2 л воды от комнатной температуры до кипения. Каждый из нагревателей, включённый в электросеть отдельно, выделяет мощность Р1 = 250 Вт. Через сколько времени закипит вода, если включить обе секции параллельно или последовательно? Условия нагревания во всех случаях одинаковы.

7. Какое количество электричества проходит через раствор CuSO4 за время t = 10 c, если величина тока за это время равномерно возрастает от I1 = 0 до I2 = 4 А? Какое количество меди выделяется при этом на катоде? Электрохимический эквивалент меди  k = 0,328⋅10-6 кг/Кл.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

8. Для серебрения ложек ток I = 1,8 А пропускается через раствор соли серебра в течение  t = 5 ч. Катодом служат N = 12 ложек, каждая из которых имеет поверхность S = 50 см2. Какой толщины отложится слой серебра на ложках? Плотность серебра ρ = 10,5⋅103 кг/м3, атомная масса серебра А = 0,108 кг/моль, валентность n = 1.

Домашнее задание №23-11 по теме

постоянный ток 2


(Л-С) Найти ток, текущий через сопротивление R = 10 Ом. Э. д.с. источников тока E1 = 6 B и E2 = 5 В, внутренние сопротивления их r1 = 1 Ом r2 = 2 Ом. (С) При каком значении E э. д.с. источника, подключённого к зажимам 1-2, и при каком направлении его включения в схеме, ток, текущий по сопротивлению R2 будет равен нулю? Величины сопротивлений R0, R1, R2, R3 и э. д.с. E0 известны. Внутренним сопротивлением источников пренебречь.

3. (С) До какой разницы потенциалов зарядится конденсатор С, присоединённый к источнику тока с э. д.с. E = 3,6 В? Какой заряд будет при этом на обкладках конденсатор, если его ёмкость равна С = 2 мкФ? R1 = 4 Ом, R2 = 7 Ом, R3 = 3 Ом, r = 1 Ом.

4.(С) Определить э. д.с. E  и внутреннее сопротивление r аккумулятора, если при токе I1 = 15 A он отдаёт во внешнюю цепь мощность Р1 = 135 Вт, а при токе I2 = 6 A мощность  Р2 = 64,8 Вт.

5. (С) Определить напряжение на зажимах источника питания, если он обеспечивает в цепи ток I = 2 A. Цепь состоит из двух параллельно включённых лампочек мощностью N = 30 Вт каждая. Потери мощности в подводящих проводах составляют 10% полезной мощности.

6. (Л) Найти КПД источника тока с внутренним сопротивлением r = 0,1 Ом, если он работает на нагрузку с сопротивлением R = 1,5 Ом.

7. (С) Электрический чайник имеет в нагревателе две секции. При включении первой секции вода в чайнике закипает за время t1 = 10 мин, а при включении второй секции – за  t2 = 40 мин. Через сколько времени закипит вода, если включить обе секции параллельно или последовательно? Условия нагревания во всех случаях одинаковы.

8. (С) Гальванический элемент дает на внешнее сопротивление R1=4 Ом ток I1=0,2 А. Если же внешнее сопротивление R2=7 Ом, то элемент дает ток I2=0,14 А. Какой ток даст элемент, если его замкнуть накоротко?

9. (С) При никелировании пластины её поверхность покрывается слоем никеля толщиной  d = 0,05 мм. Определить среднюю плотность тока, если никелирование длится t = 2,5 ч, n = 2, A = 58,7⋅10-3 кг/моль, ρ = 8,8⋅103 кг/м3.

10. (С) Определить количество выделившейся меди при электролизе, если затрачено  W = 5 кВт⋅ч энергии. Напряжение на клеммах ванны U = 10 В. КПД установки η = 75%. Электрохимический эквивалент меди k = 0,328⋅10-6 кг/Кл.

Основные понятия, формулы.

1.Напряжение на участке, содержащим ЭДС: где R0 – полное сопротивление участка цепи. Знак — берут, когда ток внутри источника течет от отрицательного полюса к  положительному, а знак +, когда от положительного к отрицательному.

2.Правила Кирхгофа для расчета разветвленных цепей:

Первое правило. Алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю: где N – число неизвестных токов. Токи, втекающие в узел, считают положительными, вытекающие из узла – отрицательными. Если в схеме N узлов, то по первому правилу Кирхгофа можно составить N -1 независимых уравнений.

Второе правило. Алгебраическая сумма падений напряжений на отдельных участках контура равна алгебраической сумме ЭДС, встречающихся при обходе контура: Направление обхода выбирается по часовой или против часовой стрелки. Тогда произведение считается положительным, если направление обхода совпадает с направлением тока. ЭДС считается положительной, если при обходе контура она проходится от отрицательного полюса к положительному, т. е. когда источник создает ток, совпадающий с направлением обхода. По второму правилу Кирхгофа можно составить N -1 независимых уравнений.

3. Закон Джоуля – Ленца позволяет определить количество теплоты, выделившееся при прохождении тока по проводнику:

4. Мощность тока при похождении по проводнику:

5. Режим короткого замыкания. R=0, , где - ток короткого замыкания.

6. Электролизом называется выделение вещества на электродах, погруженных в раствор или расплав электролита при похождении тока. Законы электролиза:

Первый закон Фарадея: масса выделившегося при электролизе вещества пропорциональна заряду, прошедшему через электролит: где I – сила тока, t – время его прохождения, k – электрохимический эквивалент.

7. По второму закону Фарадея где Кл/моль – постоянная Фарадея, А – атомная масса, n -  валентность. Подставив в формулу для первого закона Фарадея выражение для k, получим объединенный закон Фарадея:

Ответы.


мкКл