Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 9 гостей.

Для учебы. 10 класс. Законы постоянного тока
13 Тема. Законы постоянного тока. Электрический ток в металлах

pdf Формат файла pdf, размер файла 192 кВ.

 Все вопросы по данной теме оставляйте здесь в комментариях!


Электронный учебник физики для физмат-класса

Поражение электрическим током.

530. Что именно происходит с вами, когда вы прикасаетесь к проводу, который находится под напряжением? Что поражает вас и может даже убить? Напряжение? Ток? То и другое? Получаете ли вы ожог? Нарушается ли у вас сердечный ритм? Как степень опасности зависит от частоты тока? Почему, в частности, утверждают, что ток промышленной частоты 50 Гц, которым пользуются в Европе, менее опасен, чем ток принятой в США частоты 60 Гц? Действительно ли постоянный ток опаснее, чем переменный, или все зависит от обстоятельств?

52(141). Определить концентрацию электронов в пучке электронно-лучевой трубки осциллографа вблизи экрана. Сечение пучка S = 1 мм2, сила тока I = 1,6 мкА. Электроны вылетают из катода без начальной скорости и ускоряются между катодом и анодом электрическим полем с разностью потенциалов U = 28 500 B.
Решение.
 Сила тока электронного пучка I зависит от числа электронов в единице объема n, их скорости v, заряда электрона e и сечения пучка S:

I = nevS.

I = Δq/Δt = Ne/Δt = nVe/Δt = nSle/Δt = nevS

51(140). При включении лампочки в сеть с напряжением U = 200 B она потребляет мощность P1 = 40 Вт и ярко горит, причем температура нити t1 = 3000 °С. При включении в сеть с U = 100 B лампочка потребляет мощность P2 = 25 Вт и еле светится, так как температура нити при этом равна t2 = 1000 °С. Найти величину сопротивления нити лампочки Ro при температуре t = 0 °С.

Решение.
 Сопротивление нити лампочки R растет с увеличением температуры:

R1 = U12/P1 = Ro(1 + αt1). (1)

49(138). Через диод с плоскими электродами проходит ток I. Напряжение на лампе U. С какой силой F действуют на анод лампы ударяющиеся в него электроны, если считать, что их скорость у катода равна нулю? Отношение заряда электрона к его массе λ.

Решение.
 Кинетическая энергия электрона

mv2/2 = eU.

Импульс силы F равен
FΔt = nmv,

где n − число электронов, попадающих на анод за время Δt.
Проходящий через анод ток
I = ne/Δt.

Отсюда
F = nmv/Δt = I√{2U/λ}.

48(136). Параллельно соединённые резисторы с сопротивлениями R = 25 Ом и 2R соединены последовательно с другими параллельно соединёнными резисторами с сопротивлениями 3R и 4R. Цепь подключена к сети с постоянным напряжением. На резисторе с сопротивлением R выделяется мощность P = 49 Вт.
 1) Найдите ток через резистор с сопротивлением 2R.
 2) Какая мощность выделяется на резисторе с сопротивлением 4R?


Решение.
 Напряжение на резисторах R и 2R находим из условия
U2/R = P,

откуда

47(133). В электрической цепи, собранной из резисторов, батарей и первоначально незаряженных конденсаторов, все возникшие после соединения процессы перезарядки закончились. Все элементы можно считать идеальными, их параметры указаны на рисунке.
 1) Найдите разность потенциалов φA − φB в установившемся режиме при разомкнутом ключе К.
 2) Найдите ток (с указанием направления) через резистор с сопротивлением R сразу после замыкания ключа К.


Решение.
 1) Второе правило Кирхгофа по замкнутому контуру:
4E − E = q/C + q/(3C),

46(132). В схеме, изображённой на рисунке, периодически (с периодом ) повторяют следующий процесс: ключ замыкают на время τ и размыкают на время , причём время τ достаточно мало и напряжение на конденсаторе за это время изменяется незначительно. Через достаточно большое число повторений напряжение на конденсаторе становится практически постоянным, совершая лишь незначительные колебания около своего среднего значения.
 1) Найдите это среднее значение.
 2) Найдите среднюю тепловую мощность, выделяющуюся в цепи в установившемся режиме.
 Все элементы можно считать идеальными, их параметры указаны на рисунке.

45(130). В схеме, изображённой на рисунке, периодически (с периодом ) повторяют следующий процесс: ключ замыкают на время τ и размыкают на время , причём время τ достаточно мало и напряжение на конденсаторе за это время изменяется незначительно. Через достаточно большое число повторений напряжение на конденсаторе становится практически постоянным, совершая лишь незначительные колебания около своего среднего значения.
 1) Найдите это среднее значение.
 2) Найдите среднюю тепловую мощность, выделяющуюся в резисторе 2R в установившемся режиме.
 Все элементы можно считать идеальными, их параметры указаны на рисунке.

44(129). 1) При каких значениях сопротивления резистора R1 идеальный диод в схеме, изображённой на рисунке, будет открыт, если R2 = 2 Ом, R3 = 3 Ом, R4 = 4 Ом? 2) Чему будет равен ток через диод при R1 = 1 Ом, если ЭДС батареи E = 10 В, а её внутренним сопротивлением можно пренебречь?


Решение.
 1) Схема сбалансирована при
R1R4 = R2R3.

Диод будет открыт при
R1 < R2R3/R4 = 1,5 Ом.

43(127). Электрическая схема, изображённая на рисунке, состоит из двух одинаковых батарей с ЭДС E и внутренними сопротивлениями r и резистора сопротивлением R. При подключении нагрузки к клеммам A и B схема эквивалентна батарее с некоторой ЭДС Eo и внутренним сопротивлением rо (то есть для любой нагрузки при замене данной схемы на батарею с ЭДС Eo и внутренним сопротивлением rо ток в нагрузке не изменится).
 1) Найдите ЭДС Eo и внутреннее сопротивление ro эквивалентного источника.

42(125). В схеме, изображенной на рисунке, определите ток через идеальный диод D и напряжение на диоде. Параметры схемы указаны на рисунке, внутренними сопротивлениями батарей пренебречь.


Решение.
 Предположим, что диод открыт и через него течет некоторый ток I. Напряжение на диоде в этом случае равно нулю. Соответствующая схема будет иметь вид, изображенный на рисунке.

 Из закона сохранения заряда следует
I = I1 + I2.

Запишем закон Ома для левого контура:
2E − E = I12R

41(123). В электрической схеме, представленной на рисунке, ключ K разомкнут. ЭДС батарей E1 и E2, емкости конденсаторов C1 = C2 = C. 1) Найдите заряд, протекший через батарею с ЭДС E2 после замыкания ключа К. 2) Какое количество теплоты выделилось в цепи после замыкания ключа?


Решение.
 До замыкания ключа суммарный заряд левых пластин обоих конденсаторов равен нулю. После замыкания ключа и установления равновесия заряд левой пластины конденсатора емкостью C1 равен

39(121). В электрической цепи, представленной на рисунке, диоды D1 и D2 идеальные. Считая параметры элементов цепи известными, определите: 1) ток через батарею сразу после замыкания ключа K; 2) количество теплоты, выделившееся в схеме после замыкания ключа. Внутренним сопротивлением батареи пренебречь.


Решение.
 1) Сразу после замыкания ключа K падение напряжения на диоде D2 равно нулю. Следовательно, ЭДС батареи равна падению напряжения на резисторе сопротивлением R1, а ток в цепи равен
I = E/R1.

38(116). В электрической схеме, состоящей из батареи с ЭДС E = 15 В, резисторов R1 = 10 Ом и R2 = 30 Ом (см. рис.) замыкают ключ К.
 1) Найти ток через резистор R2 сразу после замыкания ключа.
 2) Найти ток через батарею в тот момент, когда напряжение на конденсаторе равно E/3. Внутренним сопротивлением пренебречь.


Решение.
 Так как конденсатор мгновенно зарядиться не может, то в момент замыкания ключа К разность потенциалов на нем равна нулю. Тогда разность потенциалов на резисторе R равна E. Ток через резистор равен