VIII. Энергия электрического поля. Закон джоуля ленца

1) Сила тока в проводнике равномерно увеличивается от I₀=0 до некоторого максимального значения в течение времени t=10с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты Q=1кДж. Определить скорость нарастания тока в проводнике, если сопротивление R его равно 3Ом.

2) Лампочка и реостат, соединенные последовательно, присоединены к источнику тока. Напряжение U на зажимах лампочки равно 40В, сопротивление R реостата равно 10Ом. Внешняя цепь потребляет мощность P=120Вт. Найти силу тока I в цепи.

3) Сила тока в проводнике сопротивлением R=15Ом равномерно возрастает от I₀=0 до некоторого максимального значения в течение времени t=5с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты Q=10кДж. Найти среднюю силу тока I в проводнике за этот промежуток времени.

4) По проводнику сопротивлением R=3Ом течет ток, сила которого возрастает. Количество теплоты Q, выделившееся в проводнике за время t=8с, равно 200Дж. Определить количество электричества q, протекшее за это время по проводнику. В момент времени, принятый за начальный, сила тока в проводнике равна нулю.

5) Сила тока в проводнике сопротивлением R=12Ом равномерно убывает от I₀=5А до I=0 в течение времени t=10с. Какое количество теплоты Q выделяется в этом проводнике за указанный промежуток времени?

6) ЭДС ε батареи равна 20В. Сопротивление внешней цепи равно 2Ом, сила тока I=4А. Найти КПД батареи. При каком значении внешнего сопротивления R КПД будет равен 99%?

7) ЭДС ε батареи равна 20В. Сопротивление внешней цепи равно 4 Ом. Cила тока I=4А. При каком значении внешнего сопротивления R КПД будет равен 89%?

8) Сила тока в проводнике сопротивлением r=100Ом равномерно нарастает от I₀=0 до I_max=10А в течение времени t=30с. Определить количество теплоты Q, выделившееся за это время в проводнике.

9) К зажимам батареи аккумуляторов присоединен нагреватель. ЭДС ε батареи равна 24В, внутреннее сопротивление r=1Ом. Нагреватель, включенный в цепь, потребляет мощность P=80Вт. Вычислить силу тока I в цепи и КПД h нагревателя.

10) При силе тока I₁=3А во внешней цепи батареи аккумуляторов выделяется мощность P₁=18Вт, при силе тока I₂=1А, - соответственно, P₂=10Вт. Определить ЭДС ε и внутреннее сопротивление r батареи.

11) Обмотка электрического кипятильника имеет две секции. Если включена только первая секция, то вода закипает через t₁=15мин, если только вторая, то вода закипает через t₂=30мин. Через сколько минут закипит вода, если обе секции включить последовательно?

12) Обмотка электрического кипятильника имеет две секции. Если включена только первая секция, то вода закипает через t₁=15мин, если только вторая, то вода закипает через t₂=30мин. Через сколько минут закипит вода, если обе секции включить параллельно?

13) Сила тока в проводнике сопротивлением R=120Ом равномерно возрастает от I₀=0 до I_max=5А за время t=15с. Определить выделившееся за это время в проводнике количество теплоты.

14) Сила тока в проводнике сопротивлением R=100Ом равномерно убывает от I₀=10А до I=0 за время t=30с. Определить выделившееся за это время в проводнике количество теплоты.

15) Определить напряженность электрического поля в алюминиевом проводнике объемом V=10см³, если при прохождении по нему постоянного тока за время t=5мин выделилось количество теплоты Q=2,3кДж. Удельное сопротивление алюминия r=26нОм•м.

16) Плотность электрического тока в медном проводе равна 10А/см². Определить удельную тепловую мощность тока, если удельное сопротивление меди r=17нОм•м.

17) Два цилиндрических проводника одинаковой длины и одинакового сечения, один из меди, а другой из железа, соединены параллельно. Определить отношение мощностей токов для этих проводников. Удельные сопротивления меди и железа равны соответственно 17 и 98нОм•м.

18) Электрическая плитка мощностью 1кВт с нихромовой спиралью предназначена для включения в сеть с напряжением 220В. Сколько метров проволоки диаметром 0,5мм надо взять для изготовления спирали, если температура нити составляет 900^оС? Удельное сопротивление нихрома при 0^оС r₀=1мкОм•м, а температурный коэффициент сопротивления a=0,4•10 ^-3 К ^-1.

19) Электродвижущая сила генератора равна 1,6В, его внутреннее сопротивление равно 0,5Ом. Чему равен КПД элемента при силе тока в 2,4А?

20) Светотепловая ванна, имеющая 12 параллельно соединенных ламп накаливания сопротивлением по 360Ом каждая, включена в сеть напряжением 120В. Какое количество теплоты выделится в такой ванне в течение 15мин?

21) Через сколько времени в стерилизаторе с обмоткой из проволоки сопротивлением 18Ом закипит 0,5кг воды, если начальная температура воды 10^оС и средний КПД при нагреве стерилизатора 50%? Стерилизатор включен в сеть постоянного тока напряжением 110В.

22) Потенциал заряженного металлического шара 300В. При какой начальной скорости электрона у поверхности шара электрон улетит от шара на бесконечное расстояние?

23) Два электрона, находящиеся в начальный момент времени далеко друг от друга, движутся навстречу вдоль одной прямой с одинаковыми по модулю скоростями 1000км/с. На какое наименьшее расстояние они сблизятся?

24) Два одноименных точечных заряда q₁=3мКл и q₂=2мКл с массами m₁=1г и m₂=2г движутся навстречу друг другу. Когда расстояние между ними равно r=10⁶м, их скорости равны V₁=6Мм/с и V₂=10Мм/с. До какого минимального расстояния сблизятся заряды?

25) Четыре шарика, имеющие одинаковые заряды q=1Кл, расположены вдоль одной прямой так, что расстояние между соседними шариками равно а=10см. Какую работу нужно совершить, чтобы разместить эти шарики в вершинах квадрата со стороной а=10см?

26) При поочередном подключении к источнику ЭДС двух электрических нагревателей с сопротивлениями 3Ом и 48Ом в них выделяется одинаковая мощность 1,2кВт. Найти силу тока при коротком замыкании источника.

27) Найти ток короткого замыкания аккумуляторной батареи, если при токе 5А нагрузка потребляет мощность 30Вт, а при токе 10А она потребляет мощность 40Вт.

28) Электропоезд идет по горизонтальному участку пути с постоянной скоростью, а затем с другой постоянной скоростью преодолевает подъем с уклоном 30^о. Потребляемая сила тока на горизонтальном участке 240А, а на подъеме 450А. Коэффициент сопротивления движению 0,02. Найти отношение скоростей на этих двух участках, считая КПД двигателя неизменным

29) Какую силу тока надо пропустить через железную проволоку диаметром 0,5мм, чтобы через 1с проволока начала плавиться? Начальная температура проволоки 0^оС.

30) Предохранитель изготовлен из свинцовой проволоки сечением 0,2мм². При коротком замыкании сила тока достигла величины 20А. Через какое время после короткого замыкания начнет плавиться предохранитель? Начальная температура предохранителя 27^оС.

Дата добавления: 2015-06-04