Законы постоянного тока

Тема: Законы постоянного тока
Напряжение на концах медного провода диаметром d и длиной l равно
увеличении напряжения в 4 раза удельная тепловая мощность тока
увеличится в 16 раз.
. При
Тема: Законы постоянного тока
Два одинаковых источника тока соединены последовательно. Если источники
соединить параллельно, то сила тока короткого замыкания …
увеличится в 2 раза
Тема: Законы постоянного тока
Два одинаковых источника тока соединены последовательно. Если источники
соединить параллельно, то сила тока короткого замыкания …
увеличится в 2 раза
увеличится в 4 раза
не изменится
уменьшится в 2 раза
Тема: Законы постоянного тока
На рисунке представлены результаты экспериментального исследования
зависимости силы тока в цепи от значения сопротивления R, подключенного к
источнику постоянного тока. КПД источника (в процентах) при
сопротивлении
Ом составляет …
80
Решение:
Коэффициент полезного действия источника тока определяется по
формуле:
. Здесь r – внутреннее сопротивление источника. Для его
определения воспользуемся законом Ома для замкнутой цепи:
.
Если из приведенного графика взять два значения сопротивления R и
соответствующие им значения силы тока J и подставить их в это уравнение, то
получим систему двух уравнений с двумя неизвестными. Например:
Ом,
А;
систему, получим:
источника
Ом,
В,
А. Тогда
,
Ом. Искомое значение КПД
. Решая эту
.
Тема: Законы постоянного тока
На рисунке показана зависимость силы тока в электрической цепи от времени:
Отношение заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника за
двадцать секунд, к заряду, прошедшему за последние пять секунд, равно …
7
Решение:
По определению сила тока в цепи
. Отсюда
, где
– заряд,
прошедший через поперечное сечение проводника за бесконечно малый
промежуток времени . Заряд, прошедший за определенный промежуток
времени, можно определить по формуле
смысл определенного интеграла,
. Используя геометрический
найдем
и
Следовательно,
Тема: Законы постоянного тока
Напряжение на концах медного провода диаметром d и длиной l равно
увеличении напряжения в 4 раза удельная тепловая мощность тока …
. При
увеличится в 16 раз
Решение:
Согласно закону Джоуля – Ленца в дифференциальной форме,
,
где
удельная тепловая мощность тока,
удельное сопротивление,
напряженность электрического поля в проводнике. Поскольку
,
напряженность поля также увеличится в 4 раза, следовательно, удельная
тепловая мощность тока увеличится в 16 раз.
Тема: Законы постоянного тока
Напряжение на концах медного провода диаметром d и длиной l равно . Если
взять медный провод диаметром d, но длиной 2l и увеличить напряжение в 4
раза, то среднее время дрейфа электронов от одного конца проводника до
другого …
не изменится
Решение:
Время, которое требуется в среднем для того, чтобы электроны продрейфовали
на расстояние l, определяется соотношением
, где
– средняя
скорость упорядоченного движения (дрейфа) электронов. Формула,
связывающая силу тока со средней скоростью упорядоченного движения
носителей тока, имеет вид
, где q0 – заряд носителей, в данном
случае – электронов, n – их концентрация, S – площадь поперечного сечения
проводника. С учетом закона Ома для участка цепи
сопротивления проводника
направленного движения электронов
и формулы для
получаем выражение для средней скорости
, из которого следует,
что
не зависит от диаметра провода. Тогда время дрейфа
.
Таким образом, если взять медный провод диаметром d, но длиной 2l и
увеличить напряжение в 4 раза, то среднее время дрейфа электронов от одного
конца проводника до другого не изменится.
Тема: Законы постоянного тока
Через лампу, подключенную к источнику тока с ЭДС 8 В и внутренним
сопротивлением 1 Ом протекает ток 2 А. Зависимость тока от приложенного к
лампе напряжения показана на графике …
3
Решение:
Согласно закону Ома для замкнутой цепи, сила тока, который протекает по
проводнику, рассчитывается по формуле
, где – ЭДС источника
тока, – сопротивление проводника (в данном случае лампы), – внутреннее
сопротивление источника тока. Сопротивление
лампы
. Из рисунка следует, что сопротивление
лампы
соответствует графику 3.
Тема: Законы постоянного тока
Электропроводка должна выполняться из достаточно толстого провода, чтобы
он сильно не нагревался и не создавал угрозы пожара. Если проводка
рассчитана на максимальную силу тока 16 А и на погонном метре провода
должно выделяться не более 2 Вт тепла, то диаметр медного провода (с учетом
того, что удельное сопротивление меди равно 17 нОм·м) равен ______ мм.
1,7
Решение:
Мощность тока
. Тогда мощность, выделяющаяся на
погонном метре провода,
. Отсюда диаметр
провода
Тема: Законы постоянного тока
Вольтамперные характеристики активных элементов 1 и 2 цепи представлены
на рисунке:
При напряжении 20 В отношение мощностей Р1/Р2 равно …
2
Решение:
Мощность, выделяемая на активных элементах, равна
, где
сила
тока,
напряжение. Для напряжения 20 В из графика можно найти силу тока.
Тогда
.
Тема: Законы постоянного тока
Два одинаковых источника тока соединены последовательно. Если источники
соединить параллельно, то сила тока короткого замыкания …
увеличится в 2 раза
Решение:
Сила тока короткого замыкания
, где
и – ЭДС и внутреннее
сопротивление батареи, состоящей из двух источников. При последовательном
соединении источников
,
; здесь
и
– ЭДС и внутреннее
сопротивление одного источника. При параллельном соединении
а
. Тогда
,
.
,