Первый и второй законов Кеплера Задачи для самостоятельного решения ьТепловая и электромагнитная энергия Магнитное поле в веществе Лабораторные работы Электрические цепи постоянного тока Магнитная индукция Контрольная работа

Плотность тока и закон Ома Волновая оптика Электромагнетизм В трехфазном асинхронном электродвигателе Правила Кирхгофа Цепь переменного тока Измерение силы тока и напряжения Методика решения задач по кинематике

Сила тока. Сопротивление.

Закон Ома для однородного участка цепи

Закон Ома для однородного участка цепи: сила тока I в проводнике, находящемся в электростатическом поле, пропорциональна напряжению U между концами проводника:

;

коэффициент R называют сопротивлением проводника. Задача 3. Измерение дисперсии показателя преломления оптического стекла дало n1 = 1,528 для λ1 = 0,434 мкм и n2 = 1,523 для λ2 = 0,486 мкм. Вычислить отношение групповой скорости к фазовой скорости для света с длиной волны 0,434 мкм.

Сопротивление R участка цепи, состоящего из последовательно соединенных проводников, равно сумме сопротивлений Rl, R2, R3,… этих проводников:

R = R1 + R2 + R3 + …;

сила тока во всех участках цепи одинакова:

разность потенциалов U между концами цепи равна сумме разностей потенциалов между концами входящих в цепь проводников:

U = U1 + U2 + U3 + …

Электропроводность R–1 участка цепи, состоящего из параллельно соединенных проводников, равна сумме электропроводностей этих проводников:

сила тока I в цепи равна сумме сил токов в каждом проводнике:

разность потенциалов U между концами цепи равна разности потенциалов между концами каждого из входящих в цепь проводников:

U = U1 = U2 = U3 = …

Сопротивление R линейного однородного проводника пропорционально его длине L и обратно пропорционально площади его поперечного сечения S:

,

где r – удельное сопротивление проводника, s – его удельная электрическая проводимость. Коэффициенты пропорциональности r и s зависят от вещества проводника и его термодинамического состояния.

 

38.11. По проводу течет ток силы I = 10 А. Найдите массу электронов, проходящих через поперечное сечение этого провода за время t = 1 ч.

38.21. Сила тока в проводнике за четыре равных промежутка времени по t = 10 с сначала равномерно возрастает от 0 до I1 = 10 мА, потом равномерно уменьшается до I2 = 5 мА, затем сохраняет постоянное значение, и, наконец, равномерно уменьшается до нуля. Какой заряд q прошел по проводнику за время T = 40 с?

38.32. Пластины плоского конденсатора имеют форму квадратов со стороной a = 21 см. Расстояние между пластинами составляет d = 2 мм. Конденсатор присоединен к полюсам источника постоянного напряжения U = 750 В. В пространство между пластинами с постоянной скоростью v = 8 см/с вдвигают стеклянную пластинку толщины d = 2 мм. Какой силы ток I пойдет при этом по цепи? Диэлектрическая проницаемость стекла e = 7.

38.41. Моток медной проволоки имеет массу m = 300 г и электрическое сопротивление R = 57 Ом. Определите длину проволоки L и площадь ее поперечного сечения S. Плотность меди D = 8900 кг/м3, ее удельное сопротивление r = 1,7×10–8 Ом×м.

38.52. Электрическая цепь состоит из трех последовательно соединенных кусков провода одинаковой длины, изготовленных из одного и того же материала, но имеющих разные сечения: S1 = 1 мм2, S2 = 2 мм2, S3 = 3 мм2. Напряжение на концах цепи U = 11 В. Найдите напряжение на каждом куске провода.

38.62. На катушку намотан круглый стальной провод диаметром d = 1,2 мм. Масса провода m = 0,2 кг. На катушку подается напряжение U = 53,8 В. Определите силу тока, идущего по проводу, если он нагрелся до температуры T = 393 К. Удельное сопротивление стали при T1 = 293 К равно r1 = 1,2×10–7 Ом×м, температурный коэффициент сопротивления стали a = 6,0×10–3 К–1. Плотность стали D = 7,8×103 кг/м3.

38.71. Цепь, имеющая сопротивление R = 100 Ом, питается от источника постоянного напряжения. Амперметр с сопротивлением RA = 1 Ом, включенный в цепь, показал силу тока I = 5 А. Какова была сила тока в цепи Io до включения амперметра?

38.81. В сеть с напряжением U = 24 В подключили два последовательно соединенных резистора. При этом сила тока стала равной I1 = 0,6 А. Когда резисторы подключили параллельно, суммарная сила тока стала равной I2 = 3,2 А. Определите сопротивление резисторов.

38.91. На сколько равных частей нужно разрезать проводник, имеющий сопротивление R = 36 Ом, чтобы полное сопротивление его частей, соединенных параллельно, составляло Ro = 1 Ом?

38.102. Из куска проволоки, имеющей сопротивление Ro = 32 Ом, изготовлено кольцо. К двум точкам этого кольца присоединены подводящие ток провода. а) В каком отношении делят точки присоединения длину окружности кольца, если общее сопротивление получившейся цепи R = 6 Ом? б) Какова максимально возможная величина общего сопротивления Rmax между двумя точками проволочного кольца?

38.111. Определите полное сопротивление R показанной на рисунке цепи, если R1 = R2 = R5 = R6 = 3 Ом, R3 = 20 Ом, R4 = 24 Ом. Чему равна сила тока, идущего через каждый резистор, если к цепи приложено напряжение U = 36 B?

 

 К задаче 38.11. К задаче 38.12.

38.121. При замкнутом ключе K (см. рисунок) сила тока, текущего через амперметр, равна I1 = 0,45 А. Какой силы ток I2 будет течь через амперметр при разомкнутом ключе? Напряжение на клеммах постоянно.

38.132. Определите сопротивление R между точками A и D каждой из показанных на рисунке трех цепей. Сопротивления резисторов одинаковы и равны r. Сопротивлением соединяющих проводов можно пренебречь.

К задаче 38.13.

38.142. Определите сопротивление R между точками A и B показанной на рисунке цепи, если сопротивление каждого звена равно r.

 

 К задаче 38.14. К задаче 38.15.

38.153. Каждый из отрезков двух проволочных конструкций (см. рисунок) имеет одинаковое сопротивление r. Ток, протекающий по отрезку DF, равен i. Определите разность потенциалов U между узлами A и B, сопротивление R между этими узлами и полный ток I от A к B.

38.163. Найдите полное сопротивление R между точками A и B бесконечной цепи (см. рисунок), состоящей из одинаковых резисторов сопротивлением r каждый.

 К задаче 38.16. К задаче 38.17.

38.173. Определите полное сопротивление R между точками A и B бесконечной цепи, параметры которой указаны на рисунке.

38.182. Имеется прибор с ценой деления io = 10 мкА. Шкала прибора имеет n = 100 делений. Внутреннее сопротивление прибора r = 50 Ом. Как из этого прибора сделать: a) вольтметр с пределом измерения напряжения Uo = 200 В? б) миллиамперметр с пределом измерения силы тока Io = 800 мА?

38.193. Присоединение к вольтметру некоторого добавочного сопротивления увеличивает предел измерения напряжения в n раз. Другое добавочное сопротивление увеличивает предел измерения в m раз. Во сколько раз к увеличится предельно измеримое вольтметром напряжение, если включить последовательно с вольтметром эти два сопротивления, соединенные между собой параллельно?

38.203. В схеме (см. рисунок) вольтметр показывает напряжение U1 = 20 В. Напряжение на входе цепи Uo = 100 В. Найдите отношение тока, идущего через вольтметр, к току, идущему через правую часть потенциометра, если отношение сопротивлений, на которые движок делит потенциометр n = 2/3, причем большее сопротивление имеет часть потенциометра, расположенная справа от движка.

 К задаче 38.20. К задаче 38.21.

38.213. Цепь (см. рисунок) собрана из одинаковых резисторов и одинаковых вольтметров. Показания первого и третьего вольтметров U1 = 10 B, U3 = 8 В соответственно. Найдите показания U2 второго вольтметра.

39. Закон Ома для неоднородного участка и полной цепи.


Задачи по курсу общей физики