Решение текстовых задач по физике № 23-25 при подготовке к ОГЭ

Тема: Решение текстовых задач по физике № 23-25 при подготовке к ОГЭ

Цель:

научить распознавать типы текстовых задач;

систематизировать и обобщить теоретические знания по данной теме.

Задачи:

разобрать различные способы решения задач;

формирование навыков применения физических формул к заданиям разных типов и уровней сложности, решение задач повышенного уровня сложности;

вырабатывать самостоятельную и эффективную подготовку к экзамену;

умения и навыки обнаружения ряда закономерностей как качественных, так и количественных (выражаемых формулами).

Задания 23. Расчетная задача

1.  Какое количество теплоты выделится при конденсации 2 кг пара, взятого при температуре кипения, и последующего охлаждения воды до 40 °С при нормальном атмосферном давлении?

2.  Литровую кастрюлю, пол­но­стью за­пол­нен­ную водой, из ком­на­ты вы­нес­ли на мороз. За­ви­си­мость тем­пе­ра­ту­ры воды от вре­ме­ни пред­став­ле­на на рисунке. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­ли­лось при кри­стал­ли­за­ции и охла­жде­нии льда?

 Примечание. Удельную теп­ло­ту плавления льда счи­тать равной 

3. 

На рисунке представлен график зависимости температуры t от времени τ для куска льда массой 480 г, помещённого при температуре −20 °С в калориметр. В тот же калориметр помещён нагреватель. Найдите, какую мощность развивал нагреватель при плавлении льда, считая эту мощность в течение всего процесса постоянной. Теплоёмкостью калориметра и нагревателя можно пренебречь. (Удельная теплота плавления льда — 330 кДж/кг.)

4.  В ста­кан мас­сой 100 г, долго сто­яв­ший на столе в комнате, на­ли­ли 200 г воды при ком­нат­ной тем­пе­ра­ту­ре +20 °С и опу­сти­ли в неё ки­пя­тиль­ник мощ­но­стью 300 Вт. Через 4 ми­ну­ты ра­бо­ты ки­пя­тиль­ни­ка вода в ста­ка­не закипела. Пре­не­бре­гая по­те­ря­ми теп­ло­ты в окру­жа­ю­щую среду, най­ди­те удель­ную теплоёмкость ма­те­ри­а­ла стакана.

5.  Сколько грам­мов воды можно на­греть на спир­тов­ке на 30 °С, если сжечь в ней 21 грамм спирта? КПД спир­тов­ки (с учётом по­терь теплоты) равен 30 %. (Удельная теп­ло­та сго­ра­ния спир­та 2,9·107Дж/кг, удель­ная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°С)).

6.  Какое ми­ни­маль­ное ко­ли­че­ство теп­ло­ты не­об­хо­ди­мо для пре­вра­ще­ния в воду 500 г льда, взя­то­го при тем­пе­ра­ту­ре −10 °С? По­те­ря­ми энер­гии на на­гре­ва­ние окру­жа­ю­ще­го воз­ду­ха пренебречь.

7.  В ста­кан мас­сой 100 г, долго сто­яв­ший на улице, на­ли­ли 200 г воды из лужи при тем­пе­ра­ту­ре +10 °С и опу­сти­ли в неё кипятильник. Через 5 минут ра­бо­ты ки­пя­тиль­ни­ка вода в ста­ка­не закипела. Пре­не­бре­гая по­те­ря­ми теп­ло­ты в окру­жа­ю­щую среду, най­ди­те мощ­ность кипятильника. Удель­ная теплоёмкость ма­те­ри­а­ла ста­ка­на равна 600 Дж/(кг · °С).

8. Тонкостенный сосуд содержит смесь льда и воды, находящуюся при температуре 0 °С. Масса льда 350 г, а масса воды 550 г. Сосуд начинают нагревать на горелке мощностью 1,5 кВт. Сколько времени понадобится, чтобы довести содержимое сосуда до кипения? Потерями теплоты и удельной теплоёмкостью сосуда, а также испарением воды можно пренебречь.

9.  Теплоизолированный сосуд содержит смесь льда и воды, находящуюся при температуре 0 °С. Масса льда 40 г, а масса воды 600 г. В сосуд впускают водяной пар при температуре +100 °С. Найдите массу впущенного пара, если известно, что окончательная температура, установившаяся в сосуде, равна +20 °С.

10.  Сколько грам­мов спир­та нужно сжечь в спиртовке, чтобы на­греть на ней воду мас­сой 580 г на 80 °С? КПД спир­тов­ки (с учётом по­терь теплоты) равен 20%. (Удельная теп­ло­та сго­ра­ния спир­та 2,9·107Дж/кг, удель­ная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°С)).

11.  Два од­но­род­ных ку­би­ка при­ве­ли в теп­ло­вой кон­такт друг с дру­гом (см. рисунок). Пер­вый кубик из­го­тов­лен из цинка, длина его ребра 2 см, а на­чаль­ная тем­пе­ра­ту­ра t1 = 1 °C. Вто­рой кубик из­го­тов­лен из меди, длина его ребра 3 см, а на­чаль­ная тем­пе­ра­ту­ра t2 = 74,2 °C. Пре­не­бре­гая теп­ло­об­ме­ном ку­би­ков с окру­жа­ю­щей средой, най­ди­те тем­пе­ра­ту­ру ку­би­ков после уста­нов­ле­ния теп­ло­во­го равновесия. 

Примечание. Плотности цинка и меди соответственно: 

Удельные теплоёмкости цинка и меди соответственно: 

12. Два од­но­род­ных ку­би­ка при­ве­ли в теп­ло­вой кон­такт друг с дру­гом. Пер­вый кубик из­го­тов­лен из меди, длина его ребра 3 см, а на­чаль­ная тем­пе­ра­ту­ра t1 = 2 °C. Вто­рой кубик из­го­тов­лен из алюминия, длина его ребра 4 см, а на­чаль­ная тем­пе­ра­ту­ра t2 = 74 °C. Пре­не­бре­гая теп­ло­об­ме­ном ку­би­ков с окру­жа­ю­щей средой, най­ди­те тем­пе­ра­ту­ру ку­би­ков после уста­нов­ле­ния теп­ло­во­го равновесия. 

Примечание. Плотности алю­ми­ния и меди соответственно: 

Удельные теплоёмкости алю­ми­ния и меди соответственно: 

13. 

В сосуд с водой по­ло­жи­ли кусок льда. Ка­ко­во от­но­ше­ние массы льда к массе воды, если весь лёд рас­та­ял и в со­су­де уста­но­ви­лась тем­пе­ра­ту­ра 0 °С? Теп­ло­об­ме­ном с окру­жа­ю­щим воз­ду­хом пренебречь. На­чаль­ные тем­пе­ра­ту­ры воды и льда опре­де­ли­те из гра­фи­ка за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры t от вре­ме­ни τ для воды и льда в про­цес­се теплообмена.

14.  В сосуд с водой по­ло­жи­ли кусок льда. Ка­ко­во от­но­ше­ние массы воды к массе льда, если весь лёд рас­та­ял и в со­су­де уста­но­ви­лась тем­пе­ра­ту­ра 0 °С? Теп­ло­об­ме­ном с окру­жа­ю­щим воз­ду­хом пренебречь. На­чаль­ную тем­пе­ра­ту­ру воды и льда опре­де­ли­те из гра­фи­ка за­ви­си­мо­сти  от вре­ме­ни  для воды и льда в про­цес­се теплообмена.

15.  Автомобиль УАЗ из­рас­хо­до­вал 30 кг бен­зи­на за 2 ч. езды. Чему равна мощ­ность дви­га­те­ля автомобиля, если его КПД со­став­ля­ет 30%? (Удельная теп­ло­та сго­ра­ния бен­зи­на 4,6·107Дж/кг).

16.  Сколько лит­ров воды при 83 °С нужно до­ба­вить к 4 л воды при 20 °С, чтобы по­лу­чить воду тем­пе­ра­ту­рой 65 °С? Теп­ло­об­ме­ном с окру­жа­ю­щей средой пренебречь.

17.  3 л воды, взя­той при тем­пе­ра­ту­ре 20 °С, сме­ша­ли с водой при тем­пе­ра­ту­ре 100 °С. Тем­пе­ра­ту­ра смеси ока­за­лась рав­ной 40 °С. Чему равна масса го­ря­чей воды? Теп­ло­об­ме­ном с окру­жа­ю­щей сре­дой пренебречь.

18.  Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся при кри­стал­ли­за­ции 2 кг рас­плав­лен­но­го олова, взя­то­го при тем­пе­ра­ту­ре кристаллизации, и по­сле­ду­ю­щем его охла­жде­нии до 32 °С? (Удель­ная теплоёмкость олова — 230 Дж/(кг · °С).)

19.  Двигатель трак­то­ра со­вер­шил по­лез­ную ра­бо­ту 23 МДж, из­рас­хо­до­вав при этом 2 кг бензина. Най­ди­те КПД дви­га­те­ля трактора.

20.  Как из­ме­нит­ся внут­рен­няя энер­гия 500 г воды, взя­той при 20°С, при её пре­вра­ще­нии в лёд при тем­пе­ра­ту­ре 0 °С?

21.  В тон­ко­стен­ный сосуд на­ли­ли воду, по­ста­ви­ли его на элек­три­че­скую плит­ку мощ­но­стью 800 Вт и на­ча­ли нагревать. На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры воды t от вре­ме­ниτ. Най­ди­те массу на­ли­той в сосуд воды. По­те­ря­ми теп­ло­ты и теплоёмкостью со­су­да пренебречь.

22.  В тон­ко­стен­ный сосуд на­ли­ли воду мас­сой 1 кг, по­ста­ви­ли его на элек­три­че­скую плит­ку и на­ча­ли нагревать. На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры воды t от вре­ме­ни τ. Най­ди­те мощ­ность плитки. По­те­ря­ми теп­ло­ты и теплоёмкостью со­су­да пренебречь.

23.  Килограммовый кусок льда внесли с мороза в тёплое помещение. Зависимость температуры льда от времени представлена на рисунке. Какое количество теплоты было получено в интервале времени от 50 мин до 60 мин?

24.  На ри­сун­ке представлен гра­фик зависимости тем­пе­ра­ту­ры от по­лу­чен­но­го количества теп­ло­ты для ве­ще­ства массой 1 кг. Пер­во­на­чаль­но вещество на­хо­ди­лось в твёрдом состоянии. Опре­де­ли­те удельную теплоёмкость ве­ще­ства в твёрдом состоянии.

25.  Какое ко­ли­че­ство теплоты потребуется, чтобы в алю­ми­ни­е­вом чайнике мас­сой 700 г вски­пя­тить 2 кг воды? Пер­во­на­чаль­но чайник с водой имели тем­пе­ра­ту­ру 20 °С.

 Примечание. Удельную теплоёмкость алюминия считать равной 

Задания 24. Расчетная задача

1.  Гиря па­да­ет на землю и уда­ря­ет­ся абсолютно не­упру­го о препятствие. Ско­рость гири перед уда­ром равна 14 м/с. Тем­пе­ра­ту­ра гири перед уда­ром составляла 20 °С. До какой тем­пе­ра­ту­ры нагреется гиря, если считать, что всё ко­ли­че­ство теплоты, вы­де­ля­е­мое при ударе, по­гло­ща­ет­ся гирей? Удель­ная теплоёмкость вещества, из ко­то­ро­го изготовлена гиря, равна 140 Дж/(кг·°С).

2.  Сплошной кубик с ребром 10 см плавает на границе раздела воды и неизвестной жидкости, плотность которой меньше плотности воды, погружаясь в воду на 2 см (см. рисунок). Плотность вещества, из которого изготовлен кубик, равна 840 кг/м3. Свободная поверхность неизвестной жидкости располагается выше, чем верхняя поверхность кубика. Определите плотность неизвестной жидкости.

3.  Два свин­цо­вых шара мас­са­ми m1 = 100 г и m2 = 200 г дви­жут­ся нав­стре­чу друг другу со ско­ро­стя­ми v1 = 4 м/с  и  v2 = 5 м/с. Какую ки­не­ти­че­скую энер­гию будут иметь шары после их аб­со­лют­но не­упру­го­го соударения?

4.  Металлический шар мас­сой m1 = 2 кг упал на свин­цо­вую пла­сти­ну мас­сой m2 = 1 кг и остановился. При этом пла­сти­на на­гре­лась на 3,2 °С. С какой вы­со­ты упал шар, если на на­гре­ва­ние пла­сти­ны пошло 80% вы­де­лив­ше­го­ся при ударе ко­ли­че­ства теплоты? (Удельная теплоёмкость свинца — 130 Дж/(кг · °С).)

5.  Металлический шар мас­сой m1 = 2 кг упал с вы­со­ты h = 26 м на свин­цо­вую пластину мас­сой m2 = 1 кг и остановился. На сколь­ко градусов на­гре­лась пластина, если на её на­гре­ва­ние пошло 80 % вы­де­лив­ше­го­ся при ударе ко­ли­че­ства теплоты? (Удельная теплоёмкость свинца — 130 Дж/(кг · °С).)

6.  Шары мас­са­ми 6 и 4 кг, дви­жу­щи­е­ся навстречу друг другу со ско­ро­стью 2 м/с каж­дый относительно Земли, соударяются, после чего дви­жут­ся вместе. Определите, какое ко­ли­че­ство теплоты вы­де­лит­ся в ре­зуль­та­те соударения.

7.  Шары массами 6 и 4 кг, движущиеся навстречу друг другу с одинаковыми по модулю скоростями, соударяются, после чего движутся вместе. В результате соударения выделилось 19,2 Дж энергии. Определите, с какой по модулю скоростью относительно Земли двигались шары до соударения?

8.  Электровоз, по­треб­ля­ю­щий ток 1,6 кА, раз­ви­ва­ет при ско­ро­сти 12 м/с силу тяги 340 кН. КПД дви­га­те­ля электровоза равен 85 %. Под каким на­пря­же­ни­ем работает дви­га­тель электровоза?

9.  Два свинцовых шара массами m1 = 100 г и m2 = 200 г движутся навстречу друг другу со скоростями v1 = 4 м/с и v2 = 5 м/с. Какую кинетическую энергию будет иметь второй шар после их неупругого соударения?

10.  Тележка с песком общей массой 10 кг движется без трения по горизонтальной поверхности со скоростью 2 м/с. Вслед за тележкой летит шар массой 2 кг с горизонтальной скоростью 8 м/с. После попадания в песок шар застревает в нем. Какую скорость при этом приобретает тележка?

11.  Стальной осколок, падая с вы­со­ты 470 м, на­грел­ся на 0,5 °С в ре­зуль­та­те совершения ра­бо­ты сил со­про­тив­ле­ния воздуха. Чему равна ско­рость осколка у по­верх­но­сти земли? (Удельная теплоёмкость стали — 460 Дж/(кг·°С).)

12.  Транспортер равномерно поднимает груз массой 190 кг на высоту 9 м за 50 с. Сила тока в электродвигателе равна 1,5 А. КПД двигателя транспортера составляет 60%. Определите напряжение в электрической сети.

13.  Прямолинейный проводник, имеющий длину 50 см и массу 5 г, подвешен горизонтально на двух проводниках в горизонтальном однородном магнитном поле с индукцией 0,05 Тл (см. рисунок). При пропускании через проводник электрического тока натяжение вертикальных проводников увеличилось в 2 раза. Чему равна сила тока?

14.  Прямолинейный проводник, имеющий длину 50 см и массу 5 г, подвешен горизонтально на двух проводниках в горизонтальном однородном магнитном поле с индукцией 0,05 Тл (см. рисунок). При пропускании через проводник электрического тока натяжение вертикальных проводников уменьшилось в два раза. Чему равна сила тока?

15.  Две спирали электроплитки сопротивлением по 10 Ом каждая соединены последовательно и включены в сеть с напряжением 220 В. Через какое время на этой плитке закипит вода массой 1 кг, налитая в алюминиевую кастрюлю массой 300 г, если их начальная температура составляла 20 °С? Потерями энергии на нагревание окружающего воздуха пренебречь.

16.  Две спи­ра­ли электроплитки со­про­тив­ле­ни­ем по 10 Ом каж­дая соединены па­рал­лель­но и вклю­че­ны в сеть с на­пря­же­ни­ем 220 В. Через какое время за­ки­пит вода мас­сой 1 кг, на­ли­тая в алю­ми­ни­е­вую кастрюлю массой 300 г, если на­чаль­ная температура со­став­ля­ла 20 °С? По­те­ря­ми энергии на на­гре­ва­ние окружающего воз­ду­ха пренебречь.

17.  Найдите силу тяги, раз­ви­ва­е­мую при ско­ро­сти 12 м/с электровозом, ра­бо­та­ю­щим при напряжении 3 кВ и по­треб­ля­ю­щим ток 1,6 кА. КПД дви­га­те­ля электровоза равен 85%.

18.  Троллейбус массой 11 т движется равномерно прямолинейно со скоростью 36 км/ч. Сила тока в обмотке электродвигателя равна 40 А, напряжение равно 550 В. Чему равен коэффициент трения? (Потерями энергии в электродвигателе пренебречь.)

19.  Подъёмный кран поднимает равномерно груз массой 0,5 т на высоту 28,5 м за 30 с. Чему равен КПД двигателя крана, если сила тока, потребляемая краном, равна 25 А, а напряжение на обмотке его двигателя — 380 В?

20.  Транспортер равномерно поднимает груз массой 190 кг на высоту 9 м за 50 с. Определите силу тока в электродвигателе, если напряжение в электрической сети 380 В. КПД двигателя транспортера составляет 60%.

21.  Потенциальная энергия стрелы, выпущенной из лука со скоростью 30 м/с вертикально вверх, через 2 с после начала движения равна 40 Дж. Чему равна масса стрелы? Потенциальная энергия стрелы отсчитывается от уровня старта.

22.  Точечное тело начинает двигаться по горизонтальной плоскости из состояния покоя с постоянным ускорением в положительном направлении горизонтальной оси Ox. Во сколько раз n путь, пройденный этим телом за пятую секунду, больше пути, пройденного им за вторую секунду?

23.  Груз массой 2 кг равномерно втаскивают по шероховатой наклонной плоскости, имеющей высоту 0,6 м и длину 1 м, действуя на него силой, равной по модулю 20 Н и направленной вдоль наклонной плоскости. Чему равен КПД наклонной плоскости?

24.  Груз массой 1 кг равномерно втаскивают по шероховатой наклонной плоскости, имеющей высоту 0,6 м и длину 1 м, действуя на него силой F, направленной вдоль наклонной плоскости. Коэффициент полезного действия наклонной плоскости равен η = 0,5. Определите модуль силы F, действующей на груз.

25.  Затратив ко­ли­че­ство теп­ло­ты Q1 = 1 МДж, из не­ко­то­рой массы льда, взя­то­го при тем­пе­ра­ту­ре −t1°C, по­лу­чи­ли воду при тем­пе­ра­ту­ре +t1°C. Известно, что  часть от за­тра­чен­но­го ко­ли­че­ства теп­ло­ты пошла на на­гре­ва­ние воды. Кроме того, известно, что удель­ная теплоёмкость льда в 2 раза мень­ше удель­ной теплоёмкости воды. Опре­де­ли­те ко­ли­че­ство теп­ло­ты Qx, ко­то­рое пошло на пре­вра­ще­ние льда в воду.

26.  С вы­со­ты 120 м сво­бод­но падает без на­чаль­ной скорости то­чеч­ное тело. На не­ко­то­рой высоте h по­тен­ци­аль­ная энергия этого тела от­но­си­тель­но поверхности земли равна по­ло­ви­не его ки­не­ти­че­ской энергии. Пре­не­бре­гая сопротивлением воздуха, опре­де­ли­те скорость этого тела на вы­со­те h.

27.  Пуля массой 50 г вылетает из ствола ружья вертикально вверх со скоростью 40 м/с. Чему равна потенциальная энергия пули через 4 с после начала движения? Сопротивлением воздуха пренебречь.

28.  В вертикальные сообщающиеся сосуды поверх ртути налиты различные жидкости. В один сосуд — столбик воды высотой 80 см, а в другой — столбик спирта высотой 15 см. Определите разность уровней ртути в сосудах.

29.  Ударная часть мо­ло­та массой 10 т сво­бод­но падает с вы­со­ты 2,5 м на сталь­ную деталь мас­сой 200 кг. Сколь­ко ударов сде­лал молот, если де­таль нагрелась на 20 °С? На на­гре­ва­ние детали рас­хо­ду­ет­ся 25% ме­ха­ни­че­ской энергии молота. 

Примечание Теплоёмкость стали считать равной 500 

30.  Ударная часть молота массой 10 т свободно падает с высоты 2,5 м на стальную деталь. Какую массу имеет стальная деталь, если после 32 ударов она нагрелась на 20 °С? На нагревание расходуется 25% энергии молота. (Удельную теплоёмкость стали считать равной 500 Дж/(кг·°С).)

31.  С лодки равномерно подтягивают канат, поданный на баркас. Первоначально лодка и баркас покоились, а расстояние между ними было 55 м. Определите путь, пройденный лодкой до встречи с баркасом. Масса лодки 300 кг, масса баркаса 1200 кг. Сопротивлением воды пренебречь.

32.  Брусок мас­сой 400 г, дви­жу­щий­ся по глад­кой го­ри­зон­таль­ной по­верх­но­сти со ско­ро­стью ʋ = 10 м/с, уда­ря­ет­ся о такой же, но не­по­движ­ный бру­сок и те­ря­ет по­ло­ви­ну своей скорости. Най­ди­те ко­ли­че­ство теплоты, вы­де­лив­шей­ся при со­уда­ре­нии брусков. Дви­же­ние брус­ков счи­тать поступательным.

33.  Брусок мас­сой 900 г, дви­жу­щий­ся по глад­кой го­ри­зон­таль­ной по­верх­но­сти со ско­ро­стью ʋ = 10 м/с, уда­ря­ет­ся о такой же, но не­по­движ­ный бру­сок и те­ря­ет 2/3 своей скорости. Най­ди­те ко­ли­че­ство теплоты, вы­де­лив­шей­ся при со­уда­ре­нии брусков. Дви­же­ние брус­ков счи­тать поступательным.

34.  1 кг гли­це­ри­на и 2 кг воды на­ли­ва­ют в сосуд и ак­ку­рат­но перемешивают. Считая, что объём смеси жид­ко­стей равен сумме их на­чаль­ных объёмов, опре­де­ли­те плот­ность об­ра­зо­вав­ше­го­ся раствора.

35.  1 литр гли­це­ри­на и 2 литра воды на­ли­ва­ют в сосуд и ак­ку­рат­но перемешивают. Считая, что объём смеси жид­ко­стей равен сумме их на­чаль­ных объёмов, опре­де­ли­те плот­ность об­ра­зо­вав­ше­го­ся раствора.

36.  Маленький ка­му­шек сво­бод­но па­да­ет без на­чаль­ной ско­ро­сти с вы­со­ты 20 м на по­верх­ность Земли. Определите, какой путь пройдёт ка­му­шек за по­след­нюю се­кун­ду сво­е­го полёта. Уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния можно при­нять рав­ным 10 м/с2.

37.  Маленький ка­му­шек сво­бод­но па­да­ет без на­чаль­ной ско­ро­сти с вы­со­ты 45 м на по­верх­ность Земли. Опре­де­ли­те время T, за ко­то­рое ка­му­шек пройдёт по­след­нюю по­ло­ви­ну сво­е­го пути. Уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния при­нять рав­ным 10 м/с2.

38.  Маленькому камушку, на­хо­дя­ще­му­ся на по­верх­но­сти Земли, со­об­щи­ли скорость, на­прав­лен­ную вер­ти­каль­но вверх. Через 2 се­кун­ды ка­му­шек вер­нул­ся в ис­ход­ную точку. Определите, на какую ве­ли­чи­ну ΔV от­ли­ча­лась на­чаль­ная ско­рость этого ка­муш­ка от его сред­ней ско­ро­сти за время про­хож­де­ния ка­муш­ком всего пути. Со­про­тив­ле­ни­ем воз­ду­ха можно пренебречь.

39.  Маленькому камушку, на­хо­дя­ще­му­ся на по­верх­но­сти Земли, со­об­щи­ли скорость, на­прав­лен­ную вер­ти­каль­но вверх. Через 2 се­кун­ды ка­му­шек вер­нул­ся в ис­ход­ную точку. Определите, во сколь­ко разn от­ли­ча­лась на­чаль­ная ско­рость этого ка­муш­ка от его сред­ней ско­ро­сти за время про­хож­де­ния ка­муш­ком всего пути. Со­про­тив­ле­ни­ем воз­ду­ха можно пренебречь.

40.  Подъёмный кран рав­но­мер­но под­ни­ма­ет груз мас­сой 2,5 тонны со ско­ро­стью 0,2 м/с. Опре­де­ли­те мощ­ность дви­га­те­ля крана, если известно, что его ко­эф­фи­ци­ент по­лез­но­го дей­ствия 40%.

41.  Мощность дви­га­те­ля подъёмного крана 12 кВт. С какой ско­ро­стью этот кран будет рав­но­мер­но под­ни­мать груз мас­сой 2,16 тонны, если ко­эф­фи­ци­ент по­лез­но­го дей­ствия дви­га­те­ля крана 45%?

42.  Глад­кий клин мас­сой 900 г и вы­со­той 18 см по­ко­ит­ся на глад­кой го­ри­зон­таль­ной по­верх­но­сти (см. рисунок). С вер­ши­ны клина на­чи­на­ет со­скаль­зы­вать шайба мас­сой 100 г и пе­ре­хо­дит на го­ри­зон­таль­ную поверхность. Опре­де­ли­те ско­рость клина в мо­мент пе­ре­хо­да шайбы на го­ри­зон­таль­ную поверхность.

43.  Однородный го­ри­зон­таль­ный брус мас­сой M = 120 кг опи­ра­ет­ся левым кон­цом A на подставку. Опре­де­ли­те мо­дуль вер­ти­каль­но на­прав­лен­ной силы F, ко­то­рую нужно при­ло­жить к пра­во­му концу бруса B для того, чтобы он на­хо­дил­ся в равновесии.

44.  Однородный го­ри­зон­таль­ный брус опи­ра­ет­ся левым кон­цом A на подставку. Для того, чтобы брус на­хо­дил­ся в равновесии, к его пра­во­му концу B нужно при­ло­жить вер­ти­каль­но на­прав­лен­ную силу F = 800 Н. Чему равна масса M бруса?

45.  Какой путь прой­дет машина на го­ри­зон­таль­ном участке до­ро­ги после вы­клю­че­ния двигателя, если ко­эф­фи­ци­ент трения со­став­ля­ет 0,2, а ско­рость движения ма­ши­ны 72 км/ч?

46.  Определите плот­ность материала, из ко­то­ро­го из­го­тов­лен шарик объ­е­мом 0,04 см3, рав­но­мер­но па­да­ю­щий по вер­ти­ка­ли в воде, если при его пе­ре­ме­ще­нии на 6 м вы­де­ли­лось 24,84 мДж энергии?

47.  Сплошной кубик плот­но­стью 900 кг/м3 пла­ва­ет на гра­ни­це раз­де­ла воды и керосина, по­гру­жа­ясь в воду на 4 см (см. рисунок). Слой ке­ро­си­на рас­по­ла­га­ет­ся выше, чем верх­няя по­верх­ность кубика. Опре­де­ли­те длину рёбра кубика.

48.  Два свя­зан­ных нитью друг с дру­гом брус­ка мас­сой со­от­вет­ствен­но m1 = 200 г и m2 = 300 г дви­жут­ся рав­но­уско­рен­но под дей­стви­ем силы F = 2 Н, на­прав­лен­ной под углом 60° к го­ри­зон­ту (см. рисунок). Чему равна сила на­тя­же­ния нити между брусками? Тре­ние пре­не­бре­жи­мо мало.

49.  С лодки под­тя­ги­ва­ют канат, по­дан­ный на пер­во­на­чаль­но по­ко­ив­ший­ся баркас. Рас­сто­я­ние между лод­кой и бар­ка­сом 55 м. Опре­де­ли­те путь, прой­ден­ный бар­ка­сом до встре­чи с лодкой. Масса лодки 300 кг, масса бар­ка­са 1200 кг. Со­про­тив­ле­ни­ем воды пренебречь.

50.  С вы­со­ты 2 м вер­ти­каль­но вниз бро­са­ют мяч со ско­ро­стью 6,3 м/с. Аб­со­лют­но упру­го от­ра­зив­шись от го­ри­зон­таль­ной поверхности, мяч под­ни­ма­ет­ся вверх. Чему равна мак­си­маль­ная вы­со­та подъ­ема мяча над го­ри­зон­таль­ной поверхностью? Со­про­тив­ле­ни­ем воз­ду­ха пренебречь.

51.  Конькобежец, стоя на конь­ках на льду, бро­са­ет в го­ри­зон­таль­ном на­прав­ле­нии пред­мет мас­сой 2 кг со ско­ро­стью 15 м/с от­но­си­тель­но льда и от­ка­ты­ва­ет­ся в об­рат­ном на­прав­ле­нии на 40 см. Най­ди­те массу конькобежца, если ко­эф­фи­ци­ент тре­ния конь­ков о лёд 0,02.

52.  Стальной осколок, падая с не­ко­то­рой высоты, у по­верх­но­сти земли имел ско­рость 40 м/с и на­грел­ся на 0,5 °С в ре­зуль­та­те со­вер­ше­ния ра­бо­ты сил со­про­тив­ле­ния воздуха. С какой вы­со­ты упал осколок?

53.  Шары мас­са­ми 6 и 4 кг, дви­жу­щи­е­ся нав­стре­чу друг другу со ско­ро­стью 2 м/с каж­дый от­но­си­тель­но Земли, соударяются, после чего дви­жут­ся вместе. Определите, какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся в ре­зуль­та­те соударения.

54.  Тело массой 100 кг поднимают с помощью троса на высоту 25 м в первом случае равномерно, а во втором — с ускорением 2 м/с2. Найдите отношение работы силы упругости троса при равноускоренном движении груза к работе силы упругости при равномерном подъёме.

Задания 25. Расчетная задача

1.  Электровоз, работающий при напряжении 3 кВ, развивает при скорости 12 м/с силу тяги 340 кН. КПД двигателя электровоза равен 85%. Чему равна сила тока в обмотке электродвигателя?

2.  В электропечи мощностью 100 кВт полностью расплавили слиток стали за 2,3 часа. Какова масса слитка, если известно, что до начала плавления сталь необходимо было нагреть на 1500 °С? Потерями энергии пренебречь. (Удельная теплоёмкость стали — 500 Дж/(кг·°С), удельная теплота плавления стали — 84 кДж/кг.)

3.  Сколько вре­ме­ни потребуется элек­три­че­ско­му нагревателю, чтобы до­ве­сти до ки­пе­ния 2,2 кг воды, на­чаль­ная температура ко­то­рой 10 °С? Сила тока в на­гре­ва­те­ле 7 А, на­пря­же­ние в сети 220 В, КПД на­гре­ва­те­ля равен 45%.

4.  Электрический на­гре­ва­тель за 20 мин до­во­дит до ки­пе­ния 2,2 кг воды, на­чаль­ная температура которой 10 °С. Сила тока в на­гре­ва­те­ле 7 А, КПД на­гре­ва­те­ля равен 45%. Чему равно на­пря­же­ние в элек­три­че­ской сети?

5.  В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущен электрический нагреватель мощностью 12,5 Вт. На сколько градусов нагреется калориметр с водой за 22 мин, если тепловые потери в окружающую среду составляют 20%? (Удельная теплоёмкость воды — 4200 Дж/(кг·°С), алюминия — 920 Дж/(кг·°С).)

6.  В алю­ми­ни­е­вый калориметр мас­сой 50 г на­ли­то 120 г воды и опу­щен электрический на­гре­ва­тель мощностью 12,5 Вт. За какое время ка­ло­ри­метр с водой на­гре­ет­ся на 24 °C, если теп­ло­вые потери в окру­жа­ю­щую среду со­став­ля­ют 20 %? (Удельная теплоёмкость алюминия — 920 Дж/(кг · °С), воды — 4200 Дж/(кг · °С).)

7.  Чему равен КПД элек­тро­плит­ки мощностью 660 Вт, если на ней за 35 мин на­гре­ли 2 кг воды от 20 до 100 °С?

8.  Чему равна масса воды, которую нагревают от 20 до 100 °С с помощью электронагревателя мощностью 500 Вт в течение 35 мин, если известно, что КПД нагревателя 64%?

9.  Свинцовая пуля, подлетев к преграде со скоростью v1 = 200 м/с, пробивает ее и вылетает из нее с некоторой скоростью. При этом пуля нагревается на 75 °С. С какой скоростью пуля вылетела из преграды, если на ее нагревание пошло 65% выделившегося количества теплоты? (Удельная теплоёмкость свинца — 130 Дж/(кг·°С).)

10.  Воду массой 1,5 кг нагрели до температуры кипения за 5 мин. Мощность электрического чайника равна 2 кВт, КПД чайника — 84%. Какова была начальная температура воды?

11.  При прохождении электрического тока 5,5 А через спираль нагревателя, изготовленную из никелиновой проволоки площадью поперечного сечения 0,84 мм2, за 10 мин выделилось количество теплоты 726000 Дж. Чему равна длина проволоки, из которой изготовлена спираль? (Удельное сопротивление никелина — 0,4 Ом·мм2/м.)

12.  Стальной осколок, падая без на­чаль­ной скорости с вы­со­ты 500 м, имел у по­верх­но­сти земли скорость 50 м/с. На сколь­ко градусов по­вы­си­лась температура оскол­ка за время полета, если считать, что вся по­те­ря механической энер­гии пошла на на­гре­ва­ние осколка? (Удельная теплоёмкость стали — 500 Дж/(кг·°С).)

13.  При про­хож­де­нии элек­три­че­ско­го тока через спи­раль нагревателя, из­го­тов­лен­ную из ни­ке­ли­но­вой про­во­ло­ки дли­ной 80 м и пло­ща­дью по­пе­реч­но­го се­че­ния 0,84 мм2, за 10 мин вы­де­ли­лось ко­ли­че­ство теп­ло­ты 726 000 Дж. Чему равно на­пря­же­ние сети, в ко­то­рую вклю­чи­ли нагреватель?

14.  С высоты 2 м вертикально вниз бросают мяч. Абсолютно упруго отразившись от горизонтальной поверхности, мяч поднимается на высоту 4 м. С какой скоростью бросили мяч?

15.  Свинцовая пуля, под­ле­тев к пре­гра­де со ско­ро­стью v1, про­би­ва­ет её и вы­ле­та­ет со ско­ро­стьюv2 = 100 м/с. При этом пуля на­гре­ва­ет­ся на 75 °С. С какой ско­ро­стью пуля под­ле­те­ла к преграде, если на её на­гре­ва­ние пошло 65% вы­де­лив­ше­го­ся количества теплоты?

16.  В электропечи полностью расплавили слиток стали массой 1 т за 2,3 ч. Какова мощность электропечи, если известно, что до начала плавления сталь необходимо было нагреть на 1500 °С? Потерями энергии пренебречь.

17.  Металлический шар упал с вы­со­ты h = 26 м на свин­цо­вую пластину мас­сой m2 = 1 кг и остановился. При этом пла­сти­на нагрелась на 3,2 °С. Чему равна масса шара, если на на­гре­ва­ние пластины пошло 80% вы­де­лив­ше­го­ся при ударе ко­ли­че­ства теплоты?

18.  Поезд, масса ко­то­ро­го 4000 т, дви­жу­щий­ся со ско­ро­стью 36 км/ч, начал торможение. За 1 ми­ну­ту поезд про­ехал 510 м. Чему равна сила трения, дей­ству­ю­щая на поезд?

19.  Тело массой 5 кг с помощью каната начинают равноускоренно поднимать вертикально вверх. На какую высоту был поднят груз за 3 с, если сила, действующая на канат, равна 63,3 Н?

20.  Электрическая цепь состоит из соединённых последовательно источника постоянного напряжения, идеального амперметра и длинной однородной проволоки постоянного сечения. При этом амперметр показывает ток силой I1.

Эту же проволоку складывают в виде правильного пятиугольника и снова включают в ту же цепь так, как показано на рисунке. При таком подключении амперметр показывает ток силой I2.

Найдите отношение показаний амперметра  в первом и во втором случаях.

21.  Вещество в твёрдом со­сто­я­нии массой 5 кг с удель­ной теплотой плав­ле­ния 60 кДж/кг по­ме­ща­ют в элек­три­че­скую печь с КПД 80%. Гра­фик зависимости тем­пе­ра­ту­ры t этого ве­ще­ства от вре­ме­ни τ  изображён на рисунке. Опре­де­ли­те мощность элек­три­че­ской печи.

22.  К клеммам источника постоянного напряжения подключены две последовательно соединённые проволоки одинаковой длины. Первая проволока — стальная, с площадью поперечного сечения 1 мм2, вторая — алюминиевая, с площадью поперечного сечения 2 мм2. Известно, что через некоторое время после замыкания ключа стальная проволока нагрелась на 9,2 °С. На сколько градусов Цельсия за это же время нагрелась алюминиевая проволока? Удельное электрическое сопротивление стали —λcт = 0,1 Ом · мм2/м, алюминия — λал = 0,027 Ом · мм2/м. Потерями теплоты можно пренебречь. Ответ округлите до целого числа.

23.  К клеммам источника постоянного напряжения подключены две параллельно соединённые проволоки одинаковой длины и одинакового поперечного сечения. Первая проволока медная, вторая — алюминиевая. Известно, что через некоторое время после замыкания ключа медная проволока нагрелась на 23 °С. На сколько градусов Цельсия за это же время нагрелась алюминиевая проволока? Потерями теплоты можно пренебречь. Ответ округлите до целого числа.

24.  Для того чтобы сдвинуть брусок вдоль шероховатой горизонтальной плоскости, требуется приложить горизонтально направленную силу F1. Для того чтобы сдвинуть этот же брусок вверх вдоль шероховатой наклонной плоскости с углом при основании 45° и с тем же коэффициентом трения, требуется сила F2, направленная параллельно наклонной плоскости. Учитывая, что коэффициент трения между поверхностью бруска и поверхностью плоскости равен 0,5, определите отношение модулей этих сил . Ответ округлите до сотых долей.

25. 

Электрическая цепь состоит из источника постоянного напряжения и двух резисторов 1 и 2, включённых параллельно (см. рисунок). Резистор 1 представляет собой две последовательно соединённые проволоки A и Б одинаковой длины lA = lБ = l и различных поперечных сечений: . Резистор 2 представляет собой две последовательно соединённые проволоки В и Г одинакового поперечного сечения SВ = SГ = S, но различной длины: . Проволоки A и Г сделаны из одного материала с удельным сопротивлением ρ; проволоки Б и В также сделаны из одного материала с удельным сопротивлением 2ρ. Найдите отношение  сил токов, текущих через сопротивления 1 и 2.

26.  Имеется два элек­три­че­ских нагревателя оди­на­ко­вой мощности по 800 Вт каждый. Сколь­ко времени по­тре­бу­ет­ся для на­гре­ва­ния 1 л воды на 80 °С, если на­гре­ва­те­ли будут вклю­че­ны параллельно? По­те­ря­ми энергии пренебречь.

27.  Имеется два элек­три­че­ских на­гре­ва­те­ля оди­на­ко­вой мощности — по 400 Вт. Сколь­ко вре­ме­ни по­тре­бу­ет­ся для на­гре­ва­ния 1 л воды на 40 °С, если на­гре­ва­те­ли будут вклю­че­ны в элек­тро­сеть параллельно? По­те­ря­ми энер­гии пренебречь.

28.  Имеется два электрических нагревателя одинаковой мощности — по 400 Вт. Сколько времени потребуется для нагревания 1 л воды на 40 °С, если нагреватели будут включены в электросеть последовательно? Потерями энергии пренебречь.

29.  Две спирали электроплитки сопротивлением по 10 Ом каждая соединены последовательно и включены в сеть с напряжением 220 В. Через какое время на этой плитке закипит вода массой 1 кг, налитая в алюминиевую кастрюлю массой 300 г, если их начальная температура составляла 20 °С? Потерями энергии на нагревание окружающего воздуха пренебречь. (Удельная теплоёмкость алюминия — 920 Дж/(кг · °С), воды — 4200 Дж/(кг · °С).)

30.  Кусок олова мас­сой m = 200 г с на­чаль­ной тем­пе­ра­ту­рой T0 = 0 °C на­гре­ва­ют в тигле на электроплитке, включённой в сеть по­сто­ян­но­го тока с на­пря­же­ни­ем U = 230 В. Амперметр, включённый по­сле­до­ва­тель­но с плиткой, по­ка­зы­ва­ет силу тока I = 0,1 А. На ри­сун­ке приведён по­лу­чен­ный экс­пе­ри­мен­таль­но гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры T олова от вре­ме­ни t. Считая, что вся теплота, по­сту­па­ю­щая от электроплитки, идёт на на­грев олова, опре­де­ли­те его удель­ную теплоёмкость в твёрдом состоянии.

31.  Кусок олова мас­сой m = 100 г с на­чаль­ной тем­пе­ра­ту­рой T0 = 0 °C на­гре­ва­ют в тигле на электроплитке, включённой в сеть по­сто­ян­но­го тока с на­пря­же­ни­ем U = 12 В. Амперметр, включённый по­сле­до­ва­тель­но с плиткой, по­ка­зы­ва­ет силу тока I = 1 А. На ри­сун­ке приведён по­лу­чен­ный экс­пе­ри­мен­таль­но гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры T олова от вре­ме­ни t. Считая, что вся теплота, по­сту­па­ю­щая от электроплитки, идёт на на­грев олова, опре­де­ли­те его удель­ную теплоёмкость в твёрдом состоянии.

32.  Двум уче­ни­кам вы­да­ли по че­ты­ре оди­на­ко­вых ре­зи­сто­ра со­про­тив­ле­ни­ем 2 Ом каждый, со­еди­ни­тель­ные провода, ис­точ­ник по­сто­ян­но­го на­пря­же­ния U = 5 В и очень хо­ро­ший амперметр. Пер­вый уче­ник со­брал цепь, изображённую на ри­сун­ке 1, вто­рой уче­ник со­брал цепь, изображённую на ри­сун­ке 2.

 Определите раз­ность по­ка­за­ний ам­пер­мет­ров вто­ро­го и пер­во­го учеников.

33.  Двум уче­ни­кам вы­да­ли по че­ты­ре оди­на­ко­вых ре­зи­сто­ра со­про­тив­ле­ни­ем 2 Ом каждый, со­еди­ни­тель­ные провода, ис­точ­ник по­сто­ян­но­го на­пря­же­ния U = 5 В и очень хо­ро­ший амперметр. Пер­вый уче­ник со­брал цепь, изображённую на ри­сун­ке 1, вто­рой уче­ник со­брал цепь, изображённую на ри­сун­ке 2.

 Определите раз­ность по­ка­за­ний ам­пер­мет­ров вто­ро­го и пер­во­го учеников.

34.  Имеются две пор­ции воды оди­на­ко­вой массы, на­хо­дя­щи­е­ся при тем­пе­ра­ту­ре 0 °C. Первую порцию нагревают, за­тра­чи­вая при этом ко­ли­че­ство теп­ло­ты Q1. Если за­мо­ро­зить вто­рую порцию, чтобы она пол­но­стью пре­вра­ти­лась в лёд, то она вы­де­лит в 2,7 раза боль­шее ко­ли­че­ство теплоты. Определите, на сколь­ко гра­ду­сов Δt на­гре­ва­ет­ся пер­вая пор­ция воды при со­об­ще­нии ей ко­ли­че­ства теп­ло­ты Q1.

35.  Имеются две пор­ции воды оди­на­ко­вой массы, на­хо­дя­щи­е­ся при тем­пе­ра­ту­ре 0 °C. Первую порцию на­гре­ва­ют на 17 °C, за­тра­чи­вая при этом ко­ли­че­ство теп­ло­ты Q1 . Во сколь­ко раз n боль­шее ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­ля­ет­ся при пол­ном пре­вра­ще­нии в лёд вто­рой пор­ции воды?

36.  В элек­три­че­ской печи на­гре­ва­ет­ся не­ко­то­рое твёрдое ве­ще­ство с удель­ной теплоёмкостью 400 Дж/(кг·°С) и удель­ной теп­ло­той плав­ле­ния 112 кДж/кг. Сколь­ко вре­ме­ни понадобится, чтобы на­греть это ве­ще­ство на 10 °С (в твёрдом состоянии), если про­цесс пол­но­го рас­плав­ле­ния ве­ще­ства за­ни­ма­ет 9 минут и 20 секунд? Мощ­ность печи остаётся постоянной.

37.  В элек­три­че­ской печи на­гре­ва­ет­ся не­ко­то­рое твёрдое ве­ще­ство с удель­ной теплоёмкостью 250 Дж/(кг·°С) и удель­ной теп­ло­той плав­ле­ния 87 кДж/кг. На­гре­ва­ние этого ве­ще­ства на 10 °С (в твёрдом состоянии) за­ни­ма­ет 50 секунд. Сколь­ко вре­ме­ни по­на­до­бит­ся для пол­но­го рас­плав­ле­ния этого вещества? Мощ­ность печи остаётся постоянной.

38.  В ка­ло­ри­мет­ре сме­ши­ва­ют две жидкости. Объём вто­рой жид­ко­сти в 1,2 раза боль­ше объёма первой; плот­ность пер­вой жид­ко­сти в 1,6 раза боль­ше плот­но­сти второй; удель­ная теплоёмкость пер­вой жид­ко­сти в 2 раза меньше, чем удель­ная теплоёмкость второй, а тем­пе­ра­ту­ра пер­вой жидкости, рав­ная 20 °С, в 2 раза больше, чем тем­пе­ра­ту­ра второй. Опре­де­ли­те уста­но­вив­шу­ю­ся тем­пе­ра­ту­ру смеси. По­те­ря­ми теп­ло­ты можно пренебречь.

39.  В ка­ло­ри­мет­ре сме­ши­ва­ют две жидкости. Объём пер­вой жид­ко­сти в пол­то­ра раза мень­ше объёма второй; плот­ность вто­рой жид­ко­сти в 1,25 раза мень­ше плот­но­сти первой; удель­ная теплоёмкость вто­рой жид­ко­сти со­став­ля­ет 2/3 удель­ной теплоёмкости первой, а тем­пе­ра­ту­ра пер­вой жидкости, рав­ная 25 °С, в 2,8 раза меньше, чем тем­пе­ра­ту­ра второй. Опре­де­ли­те уста­но­вив­шу­ю­ся тем­пе­ра­ту­ру смеси. По­те­ря­ми теп­ло­ты можно пренебречь.

40.  Электрический ки­пя­тиль­ник со спи­ра­лью со­про­тив­ле­ни­ем 150 Ом по­ме­сти­ли в сосуд, со­дер­жа­щий 400 г воды, и вклю­чи­ли в сеть с на­пря­же­ни­ем 220 В. За какое время вода в со­су­де на­гре­ет­ся на 57,6 °С? Теп­ло­об­ме­ном с окру­жа­ю­щей сре­дой пренебречь.

41.  Три ре­зи­сто­ра имеют оди­на­ко­вые сопротивления. Ми­ни­маль­ное со­про­тив­ле­ние участ­ка цепи, ко­то­рый вклю­ча­ет все эти три резистора, равно Rmin = 3 Ом. За какое время t в одном таком ре­зи­сто­ре вы­де­лит­ся 4,5 кДж теп­ло­ты при про­те­ка­нии через него тока силой 2 А? Со­про­тив­ле­ни­ем ис­точ­ни­ка и со­еди­ни­тель­ных про­во­дов можно пренебречь.

42.  Три ре­зи­сто­ра имеют оди­на­ко­вые сопротивления. Ми­ни­маль­ное со­про­тив­ле­ние участ­ка цепи, ко­то­рый вклю­ча­ет все эти три резистора, Rmin = 4 Ом. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся в одном таком ре­зи­сто­ре за 10 минут при про­те­ка­нии через него тока силой 3 А? Со­про­тив­ле­ни­ем ис­точ­ни­ка и со­еди­ни­тель­ных про­во­дов можно пренебречь.

43.  Подъемный кран поднимает равномерно груз массой 760 кг на некоторую высоту за 40 с. На какую высоту поднят груз, если напряжение на обмотке двигателя крана равно 380 В, сила тока 20 А, а КПД крана 50%?

44.  В горизонтальном однородном магнитном поле на горизонтальных проводящих рельсах перпендикулярно линиям магнитной индукции расположен горизонтальный проводник массой 4 г (см. рис.). Через проводник пропускают электрический ток, при силе тока в 10 А вес проводника становится равным нулю. Чему равно расстояние между рельсами? Модуль вектора магнитной индукции равен 0,02 Тл.

45.  Электродвигатель подъёмного крана под­ни­ма­ет груз на вы­со­ту 18 м за 50 с. КПД уста­нов­ки со­став­ля­ет 50%. Чему равна масса груза, если известно, что элек­тро­дви­га­тель ра­бо­та­ет под на­пря­же­ни­ем 360 В и по­треб­ля­ет силу тока 20 А?

46.  Электрочайник мощ­но­стью 2,4 кВт, рас­счи­тан­ный на мак­си­маль­ное на­пря­же­ние 240 В, вклю­ча­ют в сеть на­пря­же­ни­ем 120 В. За какое время 600 г воды с на­чаль­ной тем­пе­ра­ту­рой 18 ºС можно до­ве­сти до кипения, если КПД чай­ни­ка в этом слу­чае равен 82%?

47.  Чему равен КПД элек­тро­дви­га­те­ля подъёмного крана, ко­то­рый за 20 с рав­но­мер­но под­ни­ма­ет груз мас­сой 152 кг на вы­со­ту 12 м? На­пря­же­ние в элек­три­че­ской сети — 380 В, сила тока в элек­тро­дви­га­те­ле — 4 А.

48.  Горизонтальный про­вод­ник дли­ной 25 см, элек­три­че­ское со­про­тив­ле­ние ко­то­ро­го равно 2,4 Ом, под­ве­шен на двух тон­ких вер­ти­каль­ных изо­ли­ру­ю­щих нитях в го­ри­зон­таль­ном од­но­род­ном маг­нит­ном поле ин­дук­ци­ей 0,02 Тл пер­пен­ди­ку­ляр­но ли­ни­ям маг­нит­ной индукции. Какое на­пря­же­ние при­ло­жи­ли к проводнику, если общее на­тя­же­ние нитей после за­мы­ка­ния ключа уве­ли­чи­лось на 20 мН?

49.  С по­мо­щью элек­три­че­ско­го на­гре­ва­те­ля со­про­тив­ле­ни­ем 200 Ом на­гре­ва­ют 440 г молока. Элек­тро­на­гре­ва­тель включён в сеть с на­пря­же­ни­ем 220 В. За какое время мо­ло­ко в со­су­де на­гре­ет­ся на 55 °С? Удель­ную теплоёмкость мо­ло­ка при­нять рав­ной 3900 Дж/(кг · °С). Теп­ло­об­ме­ном с окру­жа­ю­щей сре­дой пренебречь.

50.  Имеется два элек­три­че­ских на­гре­ва­те­ля оди­на­ко­вой мощ­но­сти – по 400 Вт. Сколь­ко вре­ме­ни по­тре­бу­ет­ся для на­гре­ва­ния 1 л воды на 40 ºС, если на­гре­ва­те­ли будут вклю­че­ны в элек­тро­сеть последовательно? По­те­ря­ми энер­гии пренебречь.

51.  Имеются два оди­на­ко­вых элек­три­че­ских на­гре­ва­те­ля мощ­но­стью 600 Вт каждый. На сколь­ко гра­ду­сов можно на­греть 2 л воды за 7 мин, если на­гре­ва­те­ли будут вклю­че­ны па­рал­лель­но в элек­тро­сеть с напряжением, на ко­то­рое рас­счи­тан каж­дый из них? По­те­ря­ми энер­гии пренебречь.

52. Кусок свинца, имеющего температуру 27 °С, начинают нагревать на плитке постоянной мощности. Через 10 минут от начала нагревания свинец нагрелся до температуры плавления. Сколько ещё времени потребуется для плавления свинца?