Меню

Решение задач по теме законы постоянного тока физика 10 класс

§ 107. Примеры решения задач по теме «Работа и мощность постоянного тока. Закон Ома для полной цепи»

При решении задач, связанных с расчётом работы и мощности тока, надо применять формулы (15.13) и (15.15).

Для определения силы тока в замкнутой цепи надо использовать закон Ома для полной цепи, а в случае нескольких источников правильно определить суммарную ЭДС.

Задача 1. Аккумулятор с ЭДС Ε = 6,0 В и внутренним сопротивлением r — 0,1 Ом питает внешнюю цепь с сопротивлением R = 12,4 Ом. Какое количество теплоты Q выделится во всей цепи за время t = 10 мин?

Р е ш е н и е. Согласно закону Ома для замкнутой цепи сила тока в цепи равна Количество теплоты, выделившейся на внешнем участке цепи, Q1 = I 2 Rt, на внутреннем — Q2 = I 2 rt. Полное количество теплоты

Полное количество теплоты

Задача 2. Разность потенциалов в сети зарядной станции равна 20 В. Внутреннее сопротивление аккумулятора, поставленного на зарядку, равно 0,8 Ом; в начальный момент времени его остаточная ЭДС равна 12 В. Какая мощность будет расходоваться станцией на зарядку аккумулятора при этих условиях? Какая часть этой мощности будет расходоваться на нагревание аккумулятора?

Р е ш е н и е. При зарядке аккумулятора зарядное устройство и аккумулятор соединены разноимёнными полюсами навстречу друг другу. Сила тока, идущего через аккумулятор, I = (U — Ε)/R. Мощность, расходуемая станцией:

Р1 = UI = U(U — Ε)/R = 200 Вт.

Мощность, расходуемая на нагревание аккумулятора:

Мощность, расходуемая на нагревание аккумулятора

Задача 3. При подключении вольтметра сопротивлением RV = 200 Ом непосредственно к зажимам источника он показывает U = 20 В. Если же этот источник замкнуть на резистор сопротивлением R = 8 Ом, то сила тока в цепи I2 = 0,5 А. Определите ЭДС и внутреннее сопротивление источника.

Р е ш е н и е. По закону Ома для полной цепи в первом случае сила тока во втором случае Показания вольтметра — падение напряжения на его внутреннем сопротивлении, т. е. U = I1RV. Из соотношения I1(RV + r) = I2(R + r) найдём внутреннее сопротивление источника:

Внутреннее сопротивление источника

Для ЭДС источника запишем: Ε = I2(R + r) = 24 В.

Задача 4. Определите силу тока короткого замыкания для источника, который при силе тока в цепи I1 = 10 А имеет полезную мощность Р1 = 500 Вт, а при силе тока I2 = 5 А — мощность Р2 = 375 Вт.

Р е ш е н и е. Сила тока короткого замыкания Полезная мощность Р = IU, где U — напряжение на зажимах источника, или падение напряжения на внешнем участке цепи. Напряжения на зажимах источника в первом и во втором случаях

Напряжения на зажимах источника в первом и во втором случаях

Вычтем почленно из первого выражения второе:

Вычтем почленно из первого выражения второе

откуда определим

ЭДС источника тока

ЭДС источника тока

Окончательно для силы тока короткого замыкания

Силы тока короткого замыкания

Конденсатор ёмкостью 2 мкФ включён в цепь содержащую три резистора и источник постоянного тока с ЭДС 3,6 В и внутренним сопротивлением 1 Ом

Задача 5. Конденсатор ёмкостью 2 мкФ включён в цепь (рис. 15.12), содержащую три резистора и источник постоянного тока с ЭДС 3,6 В и внутренним сопротивлением 1 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 4 Ом, R2 = 7 Ом, R3 = 3 Ом. Чему равен заряд на правой обкладке конденсатора?

Р е ш е н и е. Участок цепи, в котором находится конденсатор, разомкнут, и ток через резистор R3 не идёт.

Разность потенциалов между пластинами конденсатора равна падению напряжения на резисторе R2: U = IR2.

Сила тока, идущего по цепи, согласно закону Ома равна

Заряд на обкладках конденсатора

Заряд на обкладках конденсатора

На правой обкладке конденсатора накопится отрицательный заряд, так как она подключена к отрицательному полюсу источника.

Задача 6. Определите параметры источника тока, если известно, что максимальная мощность, равная 40 Вт, выделяется при подключении резистора сопротивлением 10 Ом.

Р е ш е н и е. Максимальная мощность выделяется при равенстве внешнего и внутреннего сопротивлений, следовательно, R = r = 10 Ом.

Мощность определяется формулой Р = I 2 R, или с учётом закона Ома:

Мощность определяется формулой

Тогда ЭДС источника

Тогда ЭДС источника

Задачи для самостоятельного решения

1. За некоторый промежуток времени электрическая плитка, включённая в сеть с постоянным напряжением, выделила количество теплоты Q. Какое количество теплоты выделят за то же время две такие плитки, включённые в ту же сеть последовательно? параллельно? Изменение сопротивления спирали в зависимости от температуры не учитывать.

2. Чему равно напряжение на клеммах гальванического элемента с ЭДС, равной Ε, если цепь разомкнута?

3. Чему равна сила тока при коротком замыкании аккумулятора с ЭДС Ε = 12 В и внутренним сопротивлением r = 0,01 Ом?

4. Батарейка для карманного фонаря замкнута на резистор переменного сопротивления. При сопротивлении резистора, равном 1,65 Ом, напряжение на нём равно 3,30 В, а при сопротивлении, равном 3,50 Ом, напряжение равно 3,50 В. Определите ЭДС и внутреннее сопротивление батарейки.

5. Источники тока с ЭДС 4,50 В и 1,50 В и внутренними сопротивлениями 1,50 Ом и 0,50 Ом, соединённые, как показано на рисунке (15.13), питают лампу от карманного фонаря. Какую мощность потребляет лампа, если известно, что сопротивление её нити в нагретом состоянии равно 23 Ом?

6. Замкнутая цепь питается от источника с ЭДС Ε = 6 В и внутренним сопротивлением 0,1 Ом. Постройте графики зависимости силы тока в цепи, напряжения на зажимах источника и мощности от сопротивления внешнего участка.

7. Два элемента, имеющие одинаковые ЭДС по 4,1 В и одинаковые внутренние сопротивления по 4 Ом, соединены одноимёнными полюсами, от которых сделаны выводы, так что получилась батарейка. Какую ЭДС и какое внутреннее сопротивление должен иметь элемент, которым можно было бы заменить такую батарейку?

Образцы заданий ЕГЭ

C1. Резисторы поочерёдно подключают к источнику постоянного тока. Сопротивления резисторов равны соответственно 3 Ом и 12 Ом. Мощность тока в резисторах одинакова. Чему равно внутреннее сопротивление источника тока?

C2. ЭДС источника постоянного тока Ε = 2 В, а его внутреннее сопротивление r = 1 Ом. Мощность тока в резисторе, подключённом к источнику, Р = 0,75 Вт. Чему равна сила тока в цепи?

C3. Электрическая цепь состоит из источника тока и реостата. ЭДС источника б В, его внутреннее сопротивление r = 2 Ом. Сопротивление реостата можно изменять в пределах от 1 до 5 Ом. Чему равна максимальная мощность, выделяемая на реостате?

C4. К однородному медному цилиндрическому проводнику длиной 10 м приложили разность потенциалов 1 В. Определите промежуток времени, в течение которого температура проводника повысится на 10 К. Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании можно пренебречь. Плотность меди 8900 кг/м 3 , удельное сопротивление меди 1,7 • 10 -8 Ом • м, удельная теплоёмкость меди 380 Дж/(кг • К).

Читайте также:  Первая помощь пострадавшему от электрического тока свыше 1000в

Повторите материал главы 15 по следующему плану

1. Выпишите основные понятия и физические величины и дайте им определение.

2. Сформулируйте законы и запишите основные формулы.

3. Укажите единицы физических величин и их выражение через основные единицы СИ.

4. Опишите основные опыты, подтверждающие справедливость законов.

«Источники постоянного тока и их применение»

1. Первые источники тока — химические источники.

2. Фотоэлектрический эффект. Фотоэлементы.

3. Термоэлектрический эффект. Термоэлементы.

4. Применение источников постоянного тока в современной технике.

«Экспериментальная проверка закона Ома для полной цепи»

«Создание экспериментальной установки для исследования тепловых действий тока»

Источник

Урок физики в 10-м классе по теме: «Решение задач на законы постоянного тока (урок-игра «Делайте ставки»)

Разделы: Физика

  • В нестандартной игровой форме выяснить уровень усвоения материала по теме.
  • Развивать мышление учащихся посредством анализа, синтеза, сравнения, обобщения, систематизации, умения пользоваться знаниями. Продолжить формирование умений работать в группах (развитие коммуникативности). Умение принять решения в данной ситуации.
  • Оборудование: папель с тремя лампочками, схемы, рисунки, сигнальные карточки.

    Ход урока: Вы знаете, что мы сегодня будем делать?

    Мы с вами вместе будем размышлять и думать, не боясь ошибиться. В одном журнале мне встретились такие слова: “Дорога к знанию? Ну что ж, ее легко понять. Ответить можно сразу: Вы ошибаетесь, и ошибаетесь, и ошибаетесь опять, но меньше, меньше с каждым разом”.

    Сегодня на уроке мы с вами вспомним основной материал по теме “Законы постоянного тока” и постараемся применить его при решении различных задач.

    Итак, вначале вспомним основной материал, откройте тетради, запишите число и тему урока.

    Диктант (на обратной стороне доски пишет ученица, остальные в тетради).

    1. Запишите формулы:

    1. Закон Ома для участка цепи;
    2. Закон Ома для полной цепи;
    3. Закон Джоуля-Ленца;
    4. Зависимость сопротивления проводника от его длины;
    5. Работы электрического тока;
    6. Мощность электрического тока;
    7. Законов последовательного соединения проводников;
    8. Законов параллельного соединения проводников;
    9. Начертите схему двух ламп, соединенных последовательно;
    10. Начертите схему двух ламп, соединенных параллельно;

    Проверяем (поменялись тетрадями, если ответ верный, ставим “+”, неверный “–”.

    У вас есть начальный капитал, можете его увеличить в течение урока, если будете правильно решать задачи, можете объединиться в группы и вместе увеличивать свой капитал.

    Итак, решили. Если вы увеличиваете начальную ставку, то приобретаете право ответить на вопрос и увеличить свой капитал (если ответите неправильно, то данная сумма баллов вычитается).

    I этап – задачи – опыты.

    Итак, первая задача – опыт. Кто к концу урока наберет 150 баллов – получит оценку “5”.

    Даны три лампочки (белая, синяя, красная).

    Выкручиваю белую, все не горят.

    Выкручиваю синюю, горят белая и красная.

    Выкручиваю красную, горят белая и синяя.

    Начертить в тетради схему соединения ламп (1 мин.)

    Начальная ставка 10 баллов. Кто может увеличить ставку (20 с.). Продано …

    Итак проверяем. Какую схему вы начертили? Поднимите карточку с данным номером. Слушаем объяснение (ответ 1).

    Вторая задача – опыт.

    Две лампы, рассчитанные на напряжение 220 В соединены последовательно и включены в сеть. Сравнить мощность этих ламп. Обсуждаем 2 минуты. Ставка 10 б. Кто больше? Продано. Слушаем объяснение.

    Так как ярче горит первая лампа, то Q1 > Q2, J1 = J2 = J, значит R1 > R2 , a R = , то P1 > r.

    3. Правильно, если RB = r.

    4. Утверждение неверное. Ответ: 4. Слушаем объяснение.

    2. Ставка 20 баллов. Кто больше? Продано.

    Требуется установить в комнате в определенных местах электрическую лампочку, выключатель и розетку. По какой схеме вы будете делать электропроводку, если под напряжением находятся т. А и В.

    IV этап. Экспериментальное задание.

    Начальная цена 30 баллов. Кто больше? Продано.

    Определите длину проволоки электромагнита, не разматывая ее (на катушке написан диаметр проволоки). 10 минут на выполнение задания.

    Итак, мы выполнили все задания.

    Подведем итоги, кто как работал. Поднимите руки, у кого получилось 150 и более баллов. Молодцы. Все хорошо работали. Так как я сказала вначале урока на оценку “5” нужно 150 баллов, то поставьте себе оценки.

    Вывод: Урок получил высокую оценку учителей физики района.

    Источник

    10 класс «Решение задач по теме Законы постоянного тока»

    Тема : Решение задач по теме «Законы постоянного тока».

    Цель урока: Обобщить и повторить материал по теме «Законы постоянного тока» систематизировать знания учащихся по теме «Законы постоянного тока».

    Образовательная: повторить понятия работы и мощности электрического тока; совершенствование навыков решения задач; повторить основные физические понятия по данной теме. Организовать деятельность учащихся по комплексному применению знаний (законов последовательного и параллельного соединения, формул работы и мощности тока, закона Ома для участка цепи) и способов деятельности (расчета электрических цепей);

    Развивающая: развивать у учащихся навыки управления своей учебной деятельностью; развитие устной и письменной речи, логического мышления; совершенствование практических навыков при решении задач; умения выделять главное в изучаемом материале. Развивать мышление учащихся посредством анализа, синтеза, сравнения, обобщения, систематизации и умения применения знаний.

    Воспитательная: формировать коммуникативные умения в ходе коллективной работы; стремление к цели; активизировать познавательную деятельность через содержание и степень сложности задач.

    Оборудование: карточки с вопросами, карточки с заданиями, карточки для рефлексии, карточки-игра.

    Тип урока: урок закрепления знаний, умений и навыков.

    Форма обучения: коллективная, групповая.

    1 .Учащиеся вытягивают карточки и записывают формулы на доске. (Приложение 1.)

    1) Закон Ома для участка цепи.

    2) Закон Ома для полной цепи.

    3) Закон Джоуля-Ленца.

    4) Зависимость сопротивления проводника от его размеров.

    5) Работа электрического тока.

    6) Мощность электрического тока.

    7) Законы последовательного соединения проводников.

    8) Законы параллельного соединения проводников

    9) Начертить схему двух ламп соединенных последовательно.

    Читайте также:  Записать выражение комплексного действующего значения тока

    10)Начертить схему двух ламп соединенных параллельно.

    Учащимся раздаются карточки с заданиями. (Приложение 2.)

    № 1. Батарейка карманного фонаря, замкнутая на проводник сопротивлением 17,5 Ом создает ток 0,2А. Если ее замкнуть проводником сопротивлением 0,3 Ом то будет ток 1А. Чему равны ЭДС и внутреннее сопротивление этой батарейки.

    r=(0,2A*17,5 Ом -1A*0,3 Ом )/1 А -0,2A=4 Ом

    E =0,2А*17,5Ом+0,2А*4Ом=4,3 B

    Ответ: r =4 Ом, E =4,3 В.

    № 2. При подключении лампочки к батарейки элементов с ЭДС 4,5В вольтметр показал направление на лампочке 4В, а амперметр силу тока 0,25А. Какого внутреннее сопротивление батарейки?

    E =4,5В J =; R = ; R ==16 Ом

    r -? r = – R ; r = — 16 Ом=2 Ом

    № 3. Электрическую лампу сопротивлением 240 Ом рассчитанную на напряжение 120 В, надо питать от сети с напряжением 220 В. Какой длины нихромовый проводник надо включить последовательно?

    p=110*10 -2 Ом * мм 2 / м

    S=0,55 мм 2 J 1 =J 2 =J , R 2 =U 2 /J==200 Ом

    Карточки –игра. Класс делиться на две группы. Заполняется таблица. Выполняется задание на скорость.

    hello_html_130b3a58.png

    Подведения итога урока. Выставление оценок.

    Домашнее задание: §107, 108, упр.19(1-5).

    Рефлексия. Оцените свое самочувствие на конец урока по шкале справа. (Приложения 4.)

    1) Закон Ома для участка цепи.

    2) Закон Ома для полной цепи.

    3) Закон Джоуля-Ленца.

    4) Зависимость сопротивления проводника от его размеров.

    5) Работа электрического тока.

    6) Мощность электрического тока.

    7) Законы последовательного соединения проводников.

    8) Законы параллельного соединения проводников

    9) Начертить схему двух ламп соединенных последовательно.

    10)Начертить схему двух ламп соединенных параллельно.

    № 1. Батарейка карманного фонаря, замкнутая на проводник сопротивлением 17,5 Ом создает ток 0,2А. Если ее замкнуть проводником сопротивлением 0,3 Ом то будет ток 1А. Чему равны ЭДС и внутреннее сопротивление этой батарейки.

    № 2. При подключении лампочки к батарейки элементов с ЭДС 4,5В вольтметр показал направление на лампочке 4В, а амперметр силу тока 0,25А. Какого внутреннее сопротивление батарейки?

    № 3. Электрическую лампу сопротивлением 240 Ом рассчитанную на напряжение 120 В, надо питать от сети с напряжением 220 В. Какой длины нихромовый проводник надо включить последовательно?

    № 4. В электрической плитке рассчитанной на напряжение 202 В, имеются две спирали на 120 Ом каждая. С помощью переключателя можно включить в сеть одну спираль, две спирали последовательно или параллельно. Найдите мощность в каждом случае.

    № 5. При прохождении 20 Кл электричества по проводнику сопротивлением 0,5 Ом совершается работа 100 Дж. Найдите время существования тока в проводнике.

    № 6. Начертить график изменения тока в цепи, если сопротивление в цепи равно 20 Ом, а напряжение меняется от 30 до 60В.

    № 1. Батарейка карманного фонаря, замкнутая на проводник сопротивлением 17,5 Ом создает ток 0,2А. Если ее замкнуть проводником сопротивлением 0,3 Ом то будет ток 1А. Чему равны ЭДС и внутреннее сопротивление этой батарейки.

    № 2. При подключении лампочки к батарейки элементов с ЭДС 4,5В вольтметр показал направление на лампочке 4В, а амперметр силу тока 0,25А. Какого внутреннее сопротивление батарейки?

    № 3. Электрическую лампу сопротивлением 240 Ом рассчитанную на напряжение 120 В, надо питать от сети с напряжением 220 В. Какой длины нихромовый проводник надо включить последовательно?

    № 4. В электрической плитке рассчитанной на напряжение 202 В, имеются две спирали на 120 Ом каждая. С помощью переключателя можно включить в сеть одну спираль, две спирали последовательно или параллельно. Найдите мощность в каждом случае.

    № 5. При прохождении 20 Кл электричества по проводнику сопротивлением 0,5 Ом совершается работа 100 Дж. Найдите время существования тока в проводнике.

    № 6. Начертить график изменения тока в цепи, если сопротивление в цепи равно 20 Ом, а напряжение меняется от 30 до 60В.

    № 1. Батарейка карманного фонаря, замкнутая на проводник сопротивлением 17,5 Ом создает ток 0,2А. Если ее замкнуть проводником сопротивлением 0,3 Ом то будет ток 1А. Чему равны ЭДС и внутреннее сопротивление этой батарейки.

    № 2. При подключении лампочки к батарейки элементов с ЭДС 4,5В вольтметр показал направление на лампочке 4В, а амперметр силу тока 0,25А. Какого внутреннее сопротивление батарейки?

    № 3. Электрическую лампу сопротивлением 240 Ом рассчитанную на напряжение 120 В, надо питать от сети с напряжением 220 В. Какой длины нихромовый проводник надо включить последовательно?

    № 4. В электрической плитке рассчитанной на напряжение 202 В, имеются две спирали на 120 Ом каждая. С помощью переключателя можно включить в сеть одну спираль, две спирали последовательно или параллельно. Найдите мощность в каждом случае.

    № 5. При прохождении 20 Кл электричества по проводнику сопротивлением 0,5 Ом совершается работа 100 Дж. Найдите время существования тока в проводнике.

    № 6. Начертить график изменения тока в цепи, если сопротивление в цепи равно 20 Ом, а напряжение меняется от 30 до 60В.

    Источник

    Решение задач по теме «Законы постоянного тока».
    план-конспект урока по физике (10 класс) по теме

    Цель урока: Обобщить и систематизировать знания учащихся по теме «Законы постоянного тока».

    1. Электрический ток.

    3. Условия, необходимые для существования электрического тока.

    4. Закон Ома для участка цепи.

    6. Электрические цепи.

    7. Последовательное и параллельное соединение проводников.

    8. Работа и мощность постоянного тока.

    9. Электродвижущая сила.

    10. Закон Ома для полной цепи.

    Умения: решать задачи;

    — на закон Ома для участка цепи;

    -на закон Ома для полной цепи;

    -на последовательное и параллельное соединение проводников;

    Скачать:

    Вложение Размер
    tema.docx 26.75 КБ

    Предварительный просмотр:

    Тема : Решение задач по теме «Законы постоянного тока».

    Цель урока: Обобщить и систематизировать знания учащихся по теме «Законы постоянного тока».

    1. Электрический ток.
    2. Сила тока.
    3. Условия, необходимые для существования электрического тока.
    4. Закон Ома для участка цепи.
    5. Сопротивление.
    6. Электрические цепи.
    7. Последовательное и параллельное соединение проводников.
    8. Работа и мощность постоянного тока.
    9. Электродвижущая сила.
    10. Закон Ома для полной цепи.

    Умения : решать задачи;

    — на закон Ома для участка цепи;

    -на закон Ома для полной цепи;

    -на последовательное и параллельное соединение проводников;

    1. Сформулируйте закон Ома для участка цепи?

    2. Сформулируйте закон Ома для полной цепи?

    3. Что называют электродвижущей силой?

    №1. Батарейка карманного фонаря, замкнутая на проводник сопротивлением 17,5 Ом создает ток 0,2А. Если ее замкнуть проводником сопротивлением 0,3 Ом то будет ток 1А. Чему равны ЭДС и внутреннее сопротивление этой батарейки.

    Дано: Решение:

    J 1 =0,2 А J 1 = E/R 1 +r ; E=J 1 (R+r)=J 1 R 1 +J 1 r

    R 1 =17,5 Ом J 2 =E/R 2 +r; E=J 2 (R 2 +r)=J 2 R 2 +J 2 r

    J 2 =1А J 1 R 1 +J 1 r=J 2 R 2 +J 2 r

    R 2 =0,3 Ом J 1 R 1 -J 2 R 2 =J 2 r-J 1 r

    r-? E-? J 1 R 1 -J 2 R 2 =r(J 2 -J 1 )

    r=J 1 R 1 -J 2 R 2 /J 2 -J 1 ;

    r=(0,2A*17,5 Ом-1A*0,3Ом)/1А-0,2A=4 Ом

    Ответ: r=4 Ом, E=4,3 В.

    №2. При подключении лампочки к батарейки элементов с ЭДС 4,5В вольтметр показал направление на лампочке 4В, а амперметр силу тока 0,25А. Какого внутреннее сопротивление батарейки?

    E=4,5В J= ; R= ; R= =16 Ом

    r-? r= – R ; r= — 16 Ом=2 Ом

    №3. Электрическую лампу сопротивлением 240 Ом рассчитанную на напряжение 120 В, надо питать от сети с напряжением 220 В. Какой длины нихромовый проводник надо включить последовательно?

    R 1 =240 Oм U=U 1 +U 2 ; U 2 =U-U 1 ; U 2 =220B-120B=100B

    U=220 B J 1 =U 1 /R 1 ; J 1 =

    p=110*10 -2 Ом*мм 2 /м

    S =0,55 мм 2 J 1 =J 2 =J , R 2 =U 2 /J= =200 Ом

    R 2 =p ; ℓ=R 2 S/p ; ℓ= = 100м

    №4. В электрической плитке рассчитанной на напряжение 202 В, имеются две спирали на 120 Ом каждая. С помощью переключателя можно включить в сеть одну спираль, две спирали последовательно или параллельно. Найдите мощность в каждом случае.

    Дано:

    U=220B P 1 =U 2 /R 1 ; P 1 =(220B) 2 /80,7 Ом=600 Вт

    R 1 =R 2 =80,7 Ом R посл.= R 1 +R 2 , R посл.= 80,7 Ом+80,7 Ом=161,4 Ом

    P 1 -? P посл .-? P пар.-? P посл .=U 2 /R посл . =(220В) 2 /161,4 Ом=300Вт

    R пар .=U 2 /R пар ; P пар .=(220В) 2 /40,35 Ом=1200 Вт

    Ответ: Р посл. =300Вт , Р пар =1200Вт.

    №5. При прохождении 20 Кл электричества по проводнику сопротивлением 0,5 Ом совершается работа 100 Дж. Найдите время существования тока в проводнике.

    Дано:

    A=g 2 /t*R; t=g 2 R/A;

    t=(20Кл) 2 *0,5 Ом/100Дж =400Кл 2 *0,5Ом/100Дж=2с

    №6. Начертить график изменения тока в цепи, если сопротивление в цепи равно 20 Ом, а напряжение меняется от 30 до 60В.

    U 1 =30B J 1 =U 1 /R; J 1 = =1,5А

    U 2 =60B 3

    R=20 Oм J 2 =U 2 /R; J 2 = =3А 1,5

    J 1 , J 2 -? 30 60 U,B

    Источник

    

    Решение задач по теме законы постоянного тока физика 10 класс

    «Физика — 10 класс»

    При решении задач, связанных с расчётом работы и мощности тока, надо применять формулы (15.13) и (15.15) — смотри предыдущие темы.

    Для определения силы тока в замкнутой цепи надо использовать закон Ома для полной цепи, а в случае нескольких источников правильно определить суммарную ЭДС.

    Задача 1.

    Аккумулятор с ЭДС Ε = 6,0 В и внутренним сопротивлением r — 0,1 Ом питает внешнюю цепь с сопротивлением R = 12,4 Ом. Какое количество теплоты Q выделится во всей цепи за время t = 10 мин?

    Согласно закону Ома для замкнутой цепи сила тока в цепи равна Количество теплоты, выделившейся на внешнем участке цепи, Q1 = I 2 Rt, на внутреннем — Q2 = I 2 rt. Полное количество теплоты

    Задача 2.

    Разность потенциалов в сети зарядной станции равна 20 В. Внутреннее сопротивление аккумулятора, поставленного на зарядку, равно 0,8 Ом; в начальный момент времени его остаточная ЭДС равна 12 В. Какая мощность будет расходоваться станцией на зарядку аккумулятора при этих условиях? Какая часть этой мощности будет расходоваться на нагревание аккумулятора?

    При зарядке аккумулятора зарядное устройство и аккумулятор соединены разноимёнными полюсами навстречу друг другу. Сила тока, идущего через аккумулятор, I = (U — Ε)/R. Мощность, расходуемая станцией:

    Р1 = UI = U(U — Ε)/R = 200 Вт.

    Мощность, расходуемая на нагревание аккумулятора:

    Задача 3.

    При подключении вольтметра сопротивлением RV = 200 Ом непосредственно к зажимам источника он показывает U = 20 В. Если же этот источник замкнуть на резистор сопротивлением R = 8 Ом, то сила тока в цепи I2 = 0,5 А. Определите ЭДС и внутреннее сопротивление источника.

    По закону Ома для полной цепи в первом случае сила тока во втором случае Показания вольтметра — падение напряжения на его внутреннем сопротивлении, т. е. U = I1RV. Из соотношения I1(RV + r) = I2(R + r) найдём внутреннее сопротивление источника:

    Для ЭДС источника запишем: Ε = I2(R + r) = 24 В.

    Задача 4.

    Определите силу тока короткого замыкания для источника, который при силе тока в цепи I1 = 10 А имеет полезную мощность Р1 = 500 Вт, а при силе тока I2 = 5 А — мощность Р2 = 375 Вт.

    Сила тока короткого замыкания Полезная мощность Р = IU, где U — напряжение на зажимах источника, или падение напряжения на внешнем участке цепи. Напряжения на зажимах источника в первом и во втором случаях

    Вычтем почленно из первого выражения второе:

    откуда определим

    ЭДС источника тока

    Окончательно для силы тока короткого замыкания

    Задача 5.

    Конденсатор ёмкостью 2 мкФ включён в цепь (рис. 15.12), содержащую три резистора и источник постоянного тока с ЭДС 3,6 В и внутренним сопротивлением 1 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 4 Ом, R2 = 7 Ом, R3 = 3 Ом.

    Чему равен заряд на правой обкладке конденсатора?

    Участок цепи, в котором находится конденсатор, разомкнут, и ток через резистор R3 не идёт.

    Разность потенциалов между пластинами конденсатора равна падению напряжения на резисторе R2: U = IR2.

    Сила тока, идущего по цепи, согласно закону Ома равна

    Заряд на обкладках конденсатора

    На правой обкладке конденсатора накопится отрицательный заряд, так как она подключена к отрицательному полюсу источника.

    Задача 6.

    Определите параметры источника тока, если известно, что максимальная мощность, равная 40 Вт, выделяется при подключении резистора сопротивлением 10 Ом.

    Максимальная мощность выделяется при равенстве внешнего и внутреннего сопротивлений, следовательно, R = r = 10 Ом.

    Мощность определяется формулой Р = I 2 R, или с учётом закона Ома:

    Тогда ЭДС источника

    Источник: «Физика — 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский

    Законы постоянного тока — Физика, учебник для 10 класса — Класс!ная физика

    Источник