Решение задач по теме «Закон Ома для полной цепи» Дж А Электродвижущая ε=IR+Ir=Uвнеш.+ Uвнутр. [ε]= =В ε= ст Кл g сила [Аст]=Дж – работа сторонних сил [g]=Кл – электрический заряд [U]=В – электрическое напряжение ε Сила тока (Закон [I]=А – сила тока I=R+r [R]= Ом – внешнее сопротивление Ома для полной [r ]= Ом – внутреннее цепи) сопротивление 1.Определите ЭДС источника тока, если при перемещении электрического заряда 5 Кл сторонние силы совершают работу 50 Дж. Дано: Решение: А g=5 Кл ε = gст Аст= 50Дж 50Дж ε = 5Кл =10 В ε-? Ответ: ε=10 В 1.1.Определите работу, которую должна совершить сторонняя сила при разделении зарядов 5 и -5 Кл, если ЭДС источника 4 В. 1.2.Определите заряд, который перемещает сторонняя сила внутри источника тка с ЭДС 10 В, если при этом выполняется работа 20 Дж. 2.ЭДС источника электрической энергии равно 100 В. При внешнем сопротивлении 49 Ом сила тока в цепи 2А. Найти падение напряжения внутри источника и его внутреннее сопротивление. Дано: Решение: ε= 100 В ε= Uвнеш.+ Uвнутр.= IR.+ Uвнутр. R=49 Ом Uвнутр.= ε- IR , Uвнутр.= 100 В- 2А·49 Ом= 2 В I=2А Uвнутр.= Ir Uвнутр. 2В Uвнутр.-? r = I , r = 2А =1Ом r -? Ответ: Uвнутр.= 2 В, r = 1Ом 2.1.Источник тока с ЭДС 220 В и внутренним сопротивлением 2 Ом замкнут проводником сопротивлением 108 Ом. Определите падение напряжения внутри источника тока. 2.2.ЭДС батареи 6 В. Внешнее сопротивление цепи 11,5 Ом, а внутреннее сопротивление 0,5 Ом. Определите силу тока в цепи, напряжение на зажимах батареи и падение напряжения внутри источника тока. 3.Разность потенциалов на клеммах разомкнутого источника тока 24 В. При включении внешней цепи разность потенциалов на клеммах источника тока стала равной 22 В, а сила тока 4 А. Определите внутреннее сопротивление источника тока, сопротивление внешнего участка цепи и полное сопротивление цепи. Дано: Решение: ε= 24 В R= U , R= 22 В = 5,5 Ом I 4А U= 22 В ε 𝜀 𝜀 ε−U 24 В−22 В I= , R+r =I, r = I - R , r = I , r = 4 А = 0,5 Ом I=4А R+r r - ? R-? Rполн.= R+ r, Rполн.= 6 Ом Rполн.-? Ответ: r = 0,5 Ом, R= 5,5 Ом, Rполн.= 6 Ом 3.1.Разност потенциалов на клеммах разомкнутого источника тока 4 В. Определите внутреннее сопротивление источника тока, если при сопротивлении внешнего участка цепи 4 Ом сила тока равна 0,8 А. 3.2.ЭДС источника тока равно 220 В, внутреннее сопротивление 1,5 Ом. Какое надо взять сопротивление внешнего участка цепи, чтобы сила тока была равна 4 А? 4.Определите силу тока при коротком замыкании батареи с ЭДС 12 В, если при замыкании ее на внешнее сопротивление 4 Ом сила тока в цепи равна 2 В. Почему при коротком замыкании падение напряжения на внешнем участке близко к нулю, хотя в этом случае в цепи существует наибольший ток? Дано: Решение: ε= 12 В Iк.з.= 𝜀 𝑟 R= 4 Ом ε−IR ε=IR+Ir , Ir = ε-IR , r = I I=2А ε·I 12 В·2 А Iк.з.-? Iк.з.= , Iк.з.= =6А ε−IR 12 В−2 А·4 Ом Ответ: Iк.з.= 6 А 4.1.Батарея аккумуляторов имеет ЭДС 12 В. Сила тока в цепи равна 4 В, а напряжение на клеммах 11 В. Определите ток короткого замыкания. 4.2.В проводнике сопротивлением 2 Ом, подключенном к элементу с ЭДС 1,1 В, сила тока равна 0,5 А. Какова сила тока при коротком замыкании элемента? 5.Источник тока с ЭДС 120 В и внутренним сопротивлением 2 Ом замкнут на внешнее сопротивление 58 Ом. Определите полную и полезную мощность источника тока. Дано: Решение: ε2 (120 В)2 ε= 120 В Рполн.= I·ε = R+r , Рполн.= 60 Ом =240 Вт r = 2 Ом R= 58 Ом ε2 ·R (120 В)2 ·58 Ом Рполн.-? Рполез.-? Рполез.= I2R= (R+r)2 , Рполез. = (60 Ом)2 = 232 Вт ε I=R+r Ответ: Рполн.= 240 Вт, Рполез. = 232 Вт 5.1.Найти внутреннее сопротивление и ЭДС источника тока, если при силе тока 30 А мощность во всей цепи равна 180 Вт, а при силе тока 10А эта мощность равна 100 Вт. 5.2.Найти полную мощность элемента при сопротивлении внешней цепи 4 Ом, если внутреннее сопротивление элемента 2 Ом, а напряжение на его зажимах 6 В.