Задачи для самостоятельного решения. 5.10. По медному проводу длиной 100 м и сечением 1 мм2 течет ток 1 А

5.10. По медному проводу длиной 100 м и сечением 1 мм² течет ток 1 А. На каждый атом меди приходится один свободный электрон. Определите заряд, который протечет через поперечное сечение провода за время, в течение которого электрон переместится от одного его конца до другого.

5.11. Определите, какой ток создает электрон, движущийся вокруг ядра в атоме водорода, если радиус его орбиты принять равным 5,3×10^-9 см.

5.12. Определите плотность тока в железном проводе длиной 20 м, если провод находится под напряжением 12 В.

5.13. В протонный пучок с плотностью тока 1 мкА/см² поместили металлический шар радиуса 10 см. Определите время, за которое шар зарядится до потенциала 220 В. Действием поля шара на пучок пренебречь. [8×10^-4 с] (6, с. 228)

5.14. Под действием постоянного электрического поля в проводнике устанавливается постоянный ток, т.е. носители тока имеют постоянную среднюю скорость, а не ускорение. Это означает, что существует сила, действующая на носители тока со стороны вещества. Найдите среднюю силу, действующую на носители тока со стороны вещества. Найдите среднюю силу, действующую на носитель через удельную проводимость вещества g, плотность носителей тока n, скорость их дрейфа v и заряд е. [ ] (6, с. 230)

5.15. Проволочное металлическое кольцо радиуса r =0,1 м вращается с угловой скоростью w =1000 рад/с. Определите, какой ток пойдет через кольцо при равномерном замедлении в течение времени t =0,001 с его вращения до полной остановки. Сечение проволоки S =0,5 см², удельная проводимость металла g =6×10⁷ См/м. [ ] (6, с. 230)

5.16. Аккумуляторная батарея, замкнутая на реостат сопротивлением 20 Ом, создает в нем ток 1,170 А. При увеличении сопротивления в 3 раза ток уменьшается до 0,397 А. Определите ЭДС и внутреннее сопротивление источника, а также силу тока короткого замыкания[9].

5.17. В сеть с напряжением 100 В подключили резистор с сопротивлением 2 кОм и вольтметр, соединенные последовательно. Вольтметр показывает 80 В. Когда резистор заменили другим, вольтметр показал 60 В. Определите сопротивление другого резистора.

5.18. Какую допускают относительную ошибку в измерении ЭДС источника, если показание вольтметра, присоединенного к его полюсам, принимают за ЭДС? Внутреннее сопротивлении е источника тока равно 0,9 Ом, сопротивление вольтметра 200 Ом.

5.19. Требуется определить падение напряжения на сопротивлении R. Для этого к концам сопротивления подключают вольтметр. Какая относительная погрешность будет допущена при измерениях, если показания вольтметра принять за то, которое имело место до его подключения? Сила тока в цепи поддерживается постоянной. Сопротивление вольтметра . [ ] (6, с. 236)

5.20.

5.21. Для измерения тока в цепи с сопротивлением R включен амперметр. Какая относительная ошибка будет допущена, если считать, что включение амперметра не изменило тока? Напряжение на концах цепи поддерживается постоянным. Сопротивление амперметра . [ ] (6, с. 236)

5.22. Амперметр с внутренним сопротивлением 2 Ом, подключенный к зажимам источника, показывает ток 5 А. Если к зажимам этого источника подключить вольтметр с внутренним сопротивлением 150 Ом, то он покажет напряжение 12 В. Чему равен ток короткого замыкания?

5.23. ЭДС источника равна 24 В, сопротивление внешней цепи 10 Ом, падение потенциала внутри источника 4 В. Определите: 1) напряжение на зажимах источника; 2) внутреннее сопротивление источника; 3) мощность, потребляемую внешней цепью.

5.24. Электрический чайник имеет 2 обмотки. При включении одной из них вода в чайнике закипает через 15 мин, при включении другой – через 30 мин. Через какое время закипит вода в чайнике, если включить 2 обмотки: 1) последовательно; 2) параллельно.

5.25. Обкладки конденсатора произвольной формы разделены слабо проводящей средой с проницаемостью e и удельным сопротивлением r_R. Емкость конденсатора равна С. Найдите силу тока утечки через конденсатор при подаче на него напряжения U. [ ] (7, с. 135)

5.26. При равномерно возрастающей силе тока от нуля до некоторого максимума в проводнике сопротивлением 5 Ом выделяется 4 кДж теплоты за время 20 с. Определите скорость нарастания силы тока и заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за указанное время.

5.27. Конденсатор емкости C заряжают до напряжения U, после чего замыкают на сопротивление R. Какое количество теплоты выделится в сопротивлении при разрядке конденсатора? [ ] (7, с. 133)

5.28. ЭДС источника составляет 12 В. Наибольшая сила тока, обеспечиваемая источником, равна 6 А. Определите максимальную мощность, которая может выделиться во внешней цепи такого источника и его максимальный КПД.

5.29. К зажимам источника тока присоединен нагреватель. ЭДС источника равна 24 В, внутреннее сопротивление 1 Ом. Нагреватель, включенный в цепь, потребляет мощность 80 Вт. Определите силу тока в цепи и КПД нагревателя.

Практическое занятие № 6.

Тема: Правила Кирхгофа. Метод контурных токов.

Расчет параметров электрических цепей.

Вопросы для подготовки к занятию.

1. Что такое узел в электрической цепи? Нарисуйте пример узла.

2. Сформулируйте и запишите первое правило Кирхгофа. Каков его физический смысл? Откуда оно выводится? Укажите соответствующее правило знаков.

3. Сформулируйте второе правило Кирхгофа. Поясните соответствующее правило знаков.

4. Сколько независимых уравнений можно записать на основе этих двух правил, если известно общее число ветвей и узлов в цепи? Сколько переменных можно найти из системы этих уравнений? Какие, например, величины могут выступать в качестве искомых?

5. В чем заключается метод контурных токов? Как, зная контурные токи, находятся токи в ветвях?

6. Какие еще методы расчета электрических цепей вам известны?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: