Задачи по теме"Электрические и электромагнитные явления"

ЭЛЕТРИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

            Основные умения

            Применять положения электронной теории для объяснения электризации тел при их соприкосновении, существования проводников и диэлектриков, электрического тока в металлах, причины электрического сопротивления, нагревания проводников электрическим током.

            Вычерчивать схемы простейших электрических цепей; собирать электрическую цепь по схеме; измерять силу тока в электрической цепи, напряжение на концах проводника (резистора); определять сопротивление проводника с помощью амперметра и вольтметра; пользоваться реостатом; собирать электромагнит.

            Решать задачи на вычисление силы тока, электрического напряжения и сопротивления, длины проводника и площади его поперечного сечения, работы и мощности электрического тока, количества теплоты, выделяющейся в проводнике с током, стоимости израсходованной электроэнергии (при известном тарифе); определять силу тока или напряжение по графику зависимости между этими величинами и по нему же – сопротивление проводника.

            Находить по таблице удельное сопротивление проводника.

            Решать задачи с применением закона Ома для участка электрической цепи и формул: .

1. Электрический ток в металлах. Направление электрического тока. Электрическая цепь.

1А. Какой знак заряда у частиц, направленно перемещающихся в металлическом проводнике под действием электрического поля?

2А. Начертите схему электрической цепи, включающую источник тока, лампочку, ключ.

3А. Начертите схему электрической цепи, включающую источник тока, лампочку, амперметр, вольтметр, ключ.

4В. В чем состоит главное отличие между током, возникшим в металлическом проводнике, с помощью которого разряжают электроскоп, и током, текущим по проводнику, соединяющему полюсы гальванического элемента?

5В. Начертите схему электрической цепи, включающую источник тока, лампочку, ключ. Соберите ее. Что нужно сделать, чтобы изменить направление тока в лампе?

6В. Начертите схему электрической цепи, включающую источник тока, лампочку, амперметр, вольтметр, ключ. Соберите ее.

7С. Если два разноименно заряженных тела соединить металлическим проводником, то: а) в каком направлении начнут перемещаться электроны внутри проводника под действием электрического поля; б) будет ли продолжаться в этом случае беспорядочное (тепловое) движение электронов; В) почему упорядоченное, направленное движение электронов в данном случае очень быстро прекращается; г) что необходимо для получения непрерывного электрического тока в проводнике?

8С. Начертите схему электрической цепи, состоящей из двух аккумуляторов, звонка и двух кнопок, расположенных так, что можно звонить из двух разных мест.

Ответы

1А. Отрицательный.

4В. В значении силы тока и продолжительности прохождения тока.

7С. а) К положительно заряженному телу; б) будет; в) положительный заряд быстро нейтрализуется; г) источник тока.

8С.

2. Сила тока, напряжение, сопротивление. Закон Ома для участка цепи.

1А. На цоколе лампы от карманного фонаря написано: 0,28 А. Что это означает?

2А.Электроплитка включена в сеть. Какова сила тока в шнуре. если сила тока в спирали электроплитки 5 А?

3А. Напряжение на лампе карманного фонаря 2,5 В. Что это означает?

4А. При одинаковой силе тока в одном проводнике совершена работа 80 Дж, в другом 200 Дж. На каком проводнике напряжение больше?

5А. Одна лампочка включена в сеть с напряжением 127 В, другая – 220 В. В какой лампе совершается большая работа, если сила тока одинакова?

6В. Что может произойти с лампой, если сила тока в спирали будет больше указанного на цоколе значения?

7В. Как будет гореть лампа, если сила тока будет меньше указанного на цоколе значения?

8В. При напряжении на резисторе 110 В сила тока равна 4 А. Какое напряжение следует подать на резистор, чтобы сила тока стала равной 8 А?

9В. Два участка медного провода имеют одинаковую длину, но различную площадь поперечного сечения: 1,6 мм² и 0,8 мм². Какой участок имеет меньшее сопротивление и во сколько раз?

10В. Сколько метров никелинового провода площадью поперечного сечения 0,1 мм² потребуется для изготовления реостата с максимальным сопротивлением 180 Ом?

11В. Сколько метров провода площадью поперечного сечения 10 мм² надо взять, чтобы его сопротивление было такое же, как у провода длиной 1 м и площадью поперечного сечения 0,5 мм², изготовленного из того же материала?

12В. По графику зависимости силы тока в проводнике от напряжения (рис. 1) определите, чему равна сила тока при напряжении 6 В. Чему равно сопротивление проводника?

                                 I, А

                                       2

                                       1

                                       0

                                                   1      2       3       4      U, В

13В. По графику зависимости силы тока в проводниках I и II от напряжения (рис. 2) определите, чему равна сила тока при напряжении 20 В в каждом из проводников. Чем отличаются эти проводники?

                                           I, А                                          I

                                                 2

                                                                                           II

                                                 0         1       2       3       4    U, В

14В. При напряжении 110 В, подведенном к резистору, сила тока равна 5 А. какой станет сила тока, если напряжение на резисторе увеличить на 10 В?

15В. При напряжении 1,2 кВ сила тока в цепи одной из секций телевизора равна 50 мА. Чему равно сопротивление цепи этой секции?

16В. Требуется увеличить в 4 раза силу тока в цепи при возросшем вдвое сопротивлении. Что нужно для этого сделать?

17В. Постройте график зависимости силы тока от напряжения для проводника, сопротивление которого равно 2 Ом.

18С. Нужно произвести измерения силы тока с точностью до 0,1 А. Можно ли для этого воспользоваться показанным на рисунке 3 амперметром?

                                            0             1             2             3

19С. Через поперечное сечение проводника в 1 с проходит 6 ∙ 10¹⁹ электронов. Какова сила тока в проводнике?

20С. Почему лампа, включенная в городскую сеть, излучает значительно больше света и тепла, чем лампа от карманного фонаря, при прохождении по ним тока одинаковой силы?

21С. У какого аккумулятора – с большей или меньшей площадью пластин – внутренне сопротивление при прочих равных условиях меньше?

22С. Имеются два отрезка проволоки. Первый отрезок в 8 раз длиннее второго, но второй имеет вдвое большую площадь поперечного сечения. Каково отношение сопротивлений этих отрезков?

23С. Отрезок проводника разрезали посередине и половинки свили вместе. Как изменилось сопротивление проводника?

Ответы

1А. Это значит, что сила тока в лампочке может быть 0,28 А или меньше, но не больше.

2А. 5 А.

3А. Это значит, что на лампочку можно подавать напряжение 2,5 В и меньше, но нельзя подавать большее напряжение.

4А. На втором.

5А. Во второй.

6В. Перегорит.

7В. Первый, в 2 раза.

10В. 45 м.

11В. 20 м.

12В. 3 А, 2 Ом.

13В. 2 А, 1 А. Сопротивлением.

14В. 5,4 А.

15В. 24 кОм.

16В. Увеличить напряжение в 8 раз.

18С. Нет.

19С. 9,6 А.

20С. Лампа в сети находится под большим напряжением.

21С. У аккумулятора с большей площадью пластин.

22С. .

23С. Уменьшилось в 4 раза.

3. Работа и мощность тока. Количество теплоты, выделяющееся в проводнике с током.

1А. Определите расход энергии в электрической лампе, включенной на 10 мин в сеть с напряжением 127 В, если сила тока в лампе 0,5 А.

2А. Электродвигатель, включенный в сеть, работал 6 ч. Расход энергии при этом составил 3240 Дж. Какова мощность электродвигателя?

3А. Определите стоимость 250 кВт ∙ ч энергии. Тариф 4 коп за 1 кВт ∙ ч.

4А. Определите стоимость израсходованной энергии при пользовании телевизором в течение 1,5 ч. Потребляемая мощность телевизора 220 Вт, а стоимость 1 кВт ∙ ч энергии равна 4 коп.

5А. Какое количество теплоты выделяет за 4 с константановый проводник сопротивлением 25 Ом, если сила тока в цепи 2 А?

6В. На цоколе одной электрической лампы написано: 200Вт, 220 В, а на цоколе другой: 25 Вт, 220 В. Сопротивление какой лампы и во сколько раз больше?

7В. Рассчитайте стоимость израсходованной энергии при тарифе 4 коп за 1 кВт ∙ ч при горении электрической лампы мощностью 100 Вт, если лампа горит по 8 ч в сутки в течение месяца (30 дней).

8В. Семья за пользование электроэнергией в своей квартире при тарифе 4 коп за 1 кВт ∙ ч в месяц заплатила 4 руб 80 коп. Определите израсходованную энергию.

9В. При сепарировании молока на каждые 1000 л расходуется 1,5 кВт ∙ ч электроэнергии. Сколько потребуется времени для обработки 1000 л молока, если мощность двигателя 0,25 кВт?

10В. Спираль электрической плитки укоротили. Изменится ли от этого накал плитки? Если изменится, то как?

11С. На здании школы установлен ветряной двигатель, вращающий вал электрогенератора мощностью 0,6 кВт. Сколько ламп, рассчитанных на напряжение 12 В и силу тока 2 А, может питать эта ветроэлектростанция?

12С. При напряжении 12 В и силе тока 2 А на участке цепи расходуется некоторая мощность. Какое условие необходимо, чтобы такая же мощность расходовалась при силе тока, равной 1 А? Возможно ли это на том же самом участке цепи?

13С. Источник электрического тока, установленный на велосипеде. вырабатывает ток для двух ламп, сила тока в каждой лампе 0,28 А при напряжении 6 В. Определите мощность генератора и работу тока за 2 ч.

14С. В декабре в квартире горели две электролампы по 60 Вт, две по 75 Вт и одна 100 Вт в среднем по 8 ч в сутки. Кроме того, работали телевизор, потребляющий мощность 210 Вт (3 ч в день), и холодильник (300 Вт), автоматически включающийся в течение суток в среднем на 17 ч. В начале месяца счетчик электроэнергии показывал 1030, 5 кВт ∙ ч. а) Что показал счетчик в конце месяца? б) Какую сумму следует уплатить за израсходованную в декабре электроэнергию при тарифе 4 коп за 1 кВт ∙ ч?

15С. Почему в плавких предохранителях не применяют проволоку из тугоплавких металлов?

16С. Какое количество теплоты выделится за 40 мин в медных проводах с площадью поперечного сечения 1,5 мм² и длиной 3 м, подводящих ток к плитке, если сила тока в спирали плитки 5 А?

17С. Рассчитайте тепловую отдачу (в %) кипятильника, если известно, что при силе тока 5 А и напряжении 100 В в нем можно в течение 8 мин вскипятить воду массой 0,6 кг с начальной температурой 12°С.

18С. Сколько литров воды, взятой при температуре 20°С, можно нагреть за 10 мин до температуры 100°С при помощи кипятильника сопротивлением 48 Ом? Напряжение сети равно 127 В.

Ответы

1А. 38,1 кДж.

2А. 0,15 Вт.

3А. 10 руб.

4А. 1,3 коп.

5А. 500 Дж.

6В. Первой лампы в 8 раз.

7В. 96 коп.

8В. 120 кВт ∙ ч.

9В. 6 ч.

10В. Накал плитки увеличится.

11С. 25 ламп.

12С. Напряжение должно повысится до 24 В. Нет, перегорят приборы.

13С. 3,36 Вт; 6,72 Вт ∙ ч.

14С. 1299,89 кВт ∙ ч; 10 руб 78 коп.

15С. В плавких предохранителях проволока должна легко перегорать (плавиться) при возрастании силы тока выше допустимого значения.

16С. 2040 Дж.

17С. 92%.

18С. 0,6 л.