Решение задач на электрические явления Ниронова Татьяна Борисовна учитель физики МАОУ Лицей №2 г. Балаково Саратовской обл. Перемещение заряда Металлический шарик 1, укрепленный на длинной изолирующей ручке и имеющий заряд , приводят поочередно в соприкосновение с двумя такими же шариками 2 и 3, расположенными на изолирующих подставках и имеющими, соответственно, заряды −q и +q. Во сколько раз уменьшится заряд на шарике 3? + Ответ: уменьшится в 2 раза + Перемещение заряда Металлическая пластина, имевшая положительный заряд, по модулю равный 10 е, при освещении потеряла шесть электронов. Каким стал заряд пластины? Ответ запишите в формате +1e. 09 08 16 15 12 01 05 07 11 14 13 04 03 06 10 02 Ответ: +16 e Перемещение заряда На рисунке изображены два одинаковых электрометра. Шар электрометра А заряжен отрицательно и показывает 9 единиц заряда, а шар электрометра Б не заряжен. Каково будет показание электрометра А, если их шары соединить тонкой стеклянной палочкой? Ответ запишите в единицах. Взаимодействие зарядов В вершинах равностороннего треугольника расположены равные по модулю заряды q1, q2 и q3 (см. рисунок). Какому вектору сонаправлена суммарная сила, действующая на заряд q1 со стороны зарядов q2 и q3? F=k Ответ: вверх Взаимодействие зарядов Заряды 10 и 16 нКл расположены на расстоянии 7 мм друг от друга. Какая сила будет действовать на заряд 2 нКл, помещенный в точку, удаленную на 3 мм от меньшего заряда и на 4 мм от большего? Ответ запишите в мН. F=k (Закон Кулона) q0 F= k -k Ответ: 2 мН Элементарный заряд Металлическая сфера имеет заряд, равный −1,6нКл. Сколько избыточных электронов на сфере? Ответ запишите поделив на 1010. Ответ: 1 Электрический ток На рисунке приведён график зависимости силы тока I в никелиновой проволоке от напряжения U на её концах. Длина проволоки составляет 10 м. Чему равна площадь поперечного сечения проволоки? Ответ дайте в мм2. 𝑈 2 Ом∙мм R = ρ =0,42 𝐼 м ρ𝑙 R= l = 10 м 𝑆 ρ𝑙 𝑈 U =10 В = 𝑆 𝐼 I=2А ρ𝑙𝐼 S= S =? 𝑈 0,42∙10∙2 S= 10 S=0,84 мм 2 Ответ: 0,84 мм 2 Расчёт цепей Используя данные рисунка, определите показание идеального амперметра А. 𝑈=6В R1 = R2 = 2 Ом R3 = 1 Ом R4 = 3 Ом R5 = R6 = 1,5 Ом I =? 𝑈 𝑅 I= R = R1+ R2-6 3 Ом R2-6 = =1 Ом 3 R = 2 Ом + 1 Ом =3 Ом 6В I= =2А 3 Ом Ответ: 2А Расчёт цепей В электрической цепи, представленной на схеме, сопротивления проводников R1 = 5 Ом и R2 = 10 Ом. Второй вольтметр показывает напряжение 8 В. Чему равно показание первого вольтметра? Вольтметры считать идеальными. R R 2 U2=8 B R1=5 Ом R2=10 Ом U1=? I2 = 𝑈2 𝑅2 8В 10 Ом I2 = =0,8 А I = I1 = I2 = 0,8 А U1= I∙R = I∙(R1+ R2) U1= 0,8 А∙15 Ом = 12 Ом Ответ:12 Ом 1 V №2 V №1 ? Расчёт мощности и работы тока К источнику постоянного тока подсоединили две лампы (см. рисунок), имеющие одинаковые электрические сопротивления. Чему равна мощность электрического тока, потребляемая каждой лампой, если показания идеального амперметра и вольтметра равны соответственно 3 А и 6 В ? U2=8 B R1=5 Ом R2=10 Ом U1=? R= R1 ; I = I 1 + I2 2 I I = 2I1 ; I1 = 2 3А I1 = = 1,5 А 2 Р1= I1 ∙ U1 Р1= 1,5 А∙ 6 В= 9 Вт Ответ:9 Вт В таблице приведена зависимость заряда q, протёкшего через резистор сопротивлением 2 Ом, от времени t. Какое количество теплоты выделится в резисторе за первые 4 секунды, если сила протекающего тока постоянна? t, с q, Кл q =10 Кл t=5c Q =? 0 0 1 2 Q = I2Rt 𝑞 ; 𝑡 2 4 10 Кл 3 6 4 8 I= I= =2А 5с Q = (2 А)2∙ 2 Ом ∙ 4 с= 32 Дж Ответ: 32 Дж 5 10 Комбинированные задачи 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. Чтобы вода закипела, необходимо нагреть и кастрюлю, и воду до температуры кипения воды: Q = Q1 + Q2 , где Q1 = c1m1∆t; Q2 = c2m2∆t; Q1 – количество теплоты на нагревание воды, Q2 – количество теплоты на нагревание кастрюли. Энергию на нагревание даёт плитка. По закону Джоуля-Ленца 𝑈2 𝑈2 Q= t = 2 t, т.к. при параллельном соединении двух 𝑅общ 𝑅 одинаковых проводников 𝑅общ = Тогда t = 𝑄𝑅 2𝑈2 = (𝑐1𝑚1+𝑐2𝑚2)∆𝑡𝑅 2𝑈2 𝑅 2 . Ответ: 37 c 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. Чтобы вода закипела, необходимо нагреть и кастрюлю, и воду до температуры кипения воды: Q = Q1 + Q2 , где Q1 = c1m1∆t; Q2 = c2m2∆t; Q1 – количество теплоты на нагревание воды, Q2 – количество теплоты на нагревание кастрюли. Энергию на нагревание даёт плитка. По закону Джоуля-Ленца 𝑈2 𝑈2 Q= t = t, т.к. при последовательном соединении двух 𝑅общ 2𝑅 одинаковых проводников 𝑅общ =2 𝑅 . Тогда t = 2𝑄𝑅 𝑈2 = (𝑐1𝑚1+𝑐2𝑚2)∆𝑡2𝑅 𝑈2 Ответ: 148 c 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) Решите задачу самостоятельно Ответ: 84 м Успехов в учёбе!
