Постоянный ток
1. За 2 минуты через поперечное сечение проводника прошел заряд 2,4 Кл. Найти силу тока в проводнике. Ответ дать в амперах.
2. При подключении электрической лампочки к круглой батарейке через нить накала лампочки протекает 6 Кл за минуту, а при подключении к плоской батарейке 3 Кл за 10 с. Во сколько раз увеличивается сила тока при смене батареек?
3. Найти значение заряда, проходящего через поперечное сечение проводника за 3 минуты, если сила тока в проводнике равна 0,1 А. Ответ дать в кулонах.
4. Конденсатор емкостью 0,5 мкФ зарядили от источника напряжением 4000 В. Определить среднюю силу тока в соединительных проводах, если время заряда равно 0,1 с. Ответ дать в амперах.
5. В проводнике на единицу площади поперечного сечения приходится ток силой 10 А. Найти заряд, прошедший за час через поперечное сечение проводника, если площадь сечения равна 2 см². Ответ дать в кулонах.
6. По проводу течет ток силой 16 А. Найти в миллиграммах массу электронов, проходящих через поперечное сечение этого провода за 100 минут. Массу электрона принять равной 9·10⁻³¹ кг.
7. В однородном проводнике скорость направленного движения электронов равна 0,5 м/с. Определить значение силы тока через проводник при условии, что в 1 м длины проводника сумма зарядов движущихся электронов равна по абсолютному значению 3 Кл. Ответ дать в амперах.
8. Число свободных электронов в 1 м³ меди равно 10²⁸. Найти значение скорости направленного движения электронов в медном проводе с площадью поперечного сечения 5 мм², по которому протекает ток силой 400 А. Ответ дать в м/с.
9. Какое количество электричества проходит через поперечное сечение проводника в течение 5 с, если за этот промежуток времени ток равномерно возрастает от нуля до 12 А? Ответ дать в кулонах.
10. Найти в квадратных миллиметрах площадь поперечного сечения проводника сопротивлением 0,5 Ом, если удельное сопротивление материала проводника равно 8·10⁻⁸ Ом·м, а его длина 50 м.
11. На катушку намотан 1 м провода с площадью поперечного сечения 5 мм². Определить удельное сопротивление сплава, из которого изготовлен провод, если сопротивление катушки постоянному току равно 2000 Ом. Ответ дать в Ом·м.
12. Во сколько раз возрастет сопротивление медного провода при увеличении площади поперечного сечения в 2 раза, а длины провода в 3 раза?
13. Удельное сопротивление материала проводника 3·10⁻⁴ Ом·м. Найти сопротивление проводника длиной 10 м и площадью сечения 1 мм². Ответ дать в омах.
14. Нихромовый провод сопротивлением 320 Ом имеет длину 62,8 м. Определить в миллиметрах диаметр провода. Удельное сопротивление нихрома равно 10⁻⁶ Ом·м.
15. Моток медной проволоки имеет массу 1,78 кг и сопротивление 3,4 Ом. Определить в квадратных миллиметрах поперечное сечение проволоки. Удельное сопротивление меди равно 1,7·10⁻⁸ Ом·м, а плотность меди 8900 кг/м³.
16. Сопротивление вольфрамовой нити накаливания лампы при 20 °С равно 20 Ом. Сопротивление нити в рабочем состоянии равно 200 Ом. Определить в градусах Цельсия температуру нити в рабочем состоянии. Температурный коэффициент сопротивления для вольфрама равен 0,005 1/К.
17. Температурный коэффициент сопротивления для некоторого сплава равен 10⁻³ 1/К. Сопротивление резистора из этого сплава при 273 К равно 100 Ом. Насколько увеличится сопротивление резистора при нагревании до 283 К? Ответ дать в омах.
18. Во сколько раз сопротивление цепи, составленной из 25 одинаковых резисторов, включенных последовательно, больше сопротивления цепи, полученной параллельным включением этих резисторов.
19. Сколько цепей с различными сопротивлениями может получить экспериментатор, имея в своем распоряжении три резистора по 5 Ом?
20. Два проводника при последовательном соединении дают сопротивление 27 Ом, а при параллельном соединении 6 Ом. Определить модуль разности сопротивлений этих проводников. Ответ дать в омах.
21. Во сколько раз общее сопротивление при последовательном соединении двух одинаковых резисторов больше общего сопротивления при их параллельном соединении?
22. Напряжение, приложенное к участку цепи, равно 168 В. Сила тока в цепи равна 7 А. Найти сопротивление участка цепи. Ответ дать в омах.
23. Какое максимальное сопротивление можно получить, соединив резисторы 5 Ом, 20 Ом и 70 Ом? Ответ дать в омах.
24. Во сколько раз уменьшится сопротивление проволочного проводника без изоляции, если его сложить пополам и скрутить?
25. Сколько цепей с различными сопротивлениями можно получить, соединяя по-разному три резистора по 5 Ом?
26. Чему равно минимальное сопротивление цепи, составленной из 10 резисторов по 5 Ом и 40 резисторов по 20 Ом. Ответ дать в омах.
27. Проволочный куб включен в цепь через контакты, подходящие к двум противоположным вершинам куба, принадлежащим одной грани. Определить сопротивление куба, если сопротивление каждого ребра равно 12 Ом. Ответ дать в омах.
28. По резистору сопротивлением 7 Ом протекает электрический ток силой 24 А. Определить падение напряжения на этом резисторе. Ответ дать в вольтах.
29. Гирлянда из 10 одинаковых лампочек включена в сеть напряжением 210 В и потребляет ток силой 2,5 А. Определить сопротивление одной лампочки, если все они соединены параллельно. Ответ дать в омах.
30. На одном конце провода сопротивлением 5 Ом поддерживается потенциал, равный 27,5 В относительно земли, на другом потенциал 22,5 В относительно земли. Найти силу тока в проводе. Ответ дать в амперах.
31. К источнику тока подсоединили провод длиной 3 м, сила тока в котором равна 1 А. Найти силу тока при увеличении длины провода до 15 м при неизменном напряжении источника тока. Ответ дать в амперах.
32. В результате нагрева нити накала сила тока, протекающего через лампочку, уменьшилась на 20%. Во сколько раз возросло сопротивление нити накала, если падение напряжения на лампочке осталось неизменным?
33. Проводники сопротивлением 1 Ом и 2 Ом соединены последовательно. Определить силу тока в первом проводнике, если напряжение на проводнике сопротивлением 2 Ом равно 3 В. Ответ дать в амперах.
34. Участок цепи состоит из резистора 2 Ом, включенного последовательно резисторам 5 Ом и 20 Ом, которые соединены параллельно. Определить падение напряжения на 2-омном резисторе, если в резисторе 5 Ом течет ток силой 1 А. Ответ дать в вольтах.
35. Два резистора 20 Ом и 30 Ом соединены последовательно. Определить падение напряжения на 30-омном резисторе, если вольтметр с бесконечно большим сопротивлением, подключенный параллельно резистору в 20 Ом, показал 25 В. Ответ дать в вольтах.
36. Определить среднее значение модуля напряженности электрического поля в однородном проводнике длиной 2 м и сопротивлением 3 Ом при сила тока 8 А. Ответ дать в В/м.
37. Амперметр имеет шкалу до 5 А. Найти внутреннее сопротивление амперметра, если при силе тока, равной половине предельного значения, падение напряжения на этом приборе равно 0,1 В. Ответ дать в омах.
38. Падение напряжения на участке цепи сопротивлением 7 Ом равно 168 В. Какой заряд пройдет в цепи за 0,1 часа? Ответ дать в кулонах.
39. Участок цепи состоит из 3 проводников сопротивлением 1 Ом, 2 Ом и 3 Ом, включенных последовательно. Найти падение напряжения на участке цепи, если сила тока в проводнике сопротивлением 1 Ом равна 2 А. Ответ дать в вольтах.
40. Обмотка реостата содержит 500 витков нихромового провода. Потенциал конца обмотки равен 10 В, потенциал начала нулю. Найти разность потенциалов между концом обмотки и движком реостата, установленным на 125-м витке. Ответ дать в вольтах.
41. Первый проводник имеет сопротивление 1 Ом, второй 5 Ом. При параллельном соединении проводников во втором из них течет ток, равный 0,2 А. Найти падение напряжения на первом проводнике. Ответ дать в вольтах.
42. Два резистора сопротивлением 12 Ом и 4 Ом соединены параллельно. Последовательно к ним включен резистор 3 Ом. Найти силу тока в 12-омном резисторе, если падение напряжения на резисторе 3 Ом составляет 9 В. Ответ дать в амперах.
43. Вольтметр и резистор с сопротивлением 100 Ом подключаются к источнику с внутренним сопротивлением 10 Ом сначала последовательно, а затем параллельно. Определить сопротивление вольтметра, если его показания в обоих случаях одинаковы. Ответ дать в омах.
44. Параллельно амперметру сопротивлением 0,01 Ом включен вольтметр. Найти показания амперметра, если вольтметром измерено напряжение, равное 2 мВ. Ответ дать в амперах.
45. Вольтметр имеет сопротивление 500 Ом, для увеличения цены деления последовательно с ним включен резистор сопротивлением 1000 Ом. Во сколько раз возросла цена деления вольтметра?
46. Вольтметр, рассчитанный на измерение напряжения до 30 В, имеет внутреннее сопротивление 3 кОм. Найти сопротивление добавочного резистора, который необходимо подсоединить к вольтметру для измерения напряжения до 300 В. Ответ дать в килоомах.
47. У вольтметра сопротивлением 2 кОм необходимо расширить предел измерения в 10 раз. Вычислить в килоомах значение сопротивления добавочного резистора.
48. Амперметр сопротивлением 0,09 Ом необходимо применить для измерения токов, сила которых в 10 раз превышает предел измерения амперметра. Определить сопротивление шунта, который следует подключить к амперметру. Ответ дать в омах.
49. Миллиамперметр со шкалой, рассчитанной на 20 мА, необходимо использовать как амперметр для измерения токов до 1 А. Определить сопротивление шунта, если сопротивление миллиамперметра равно 4,9 Ом. Ответ дать в омах.
50. Амперметр сопротивлением 0,1 Ом неопытный школьник зашунтировал сопротивлением 5 Ом. Во сколько раз возросла цена деления прибора?
51. К клеммам источника тока с внутренним сопротивлением 10 Ом подключены два параллельно соединенных проводника сопротивлением 60 Ом и 20 Ом. Определить отношение токов, протекавших через первый проводник до и после обрыва в цепи второго проводника.
52. При сопротивлении нагрузки 4 Ом в электрической цепи идет ток, равный 0,2 А, а при сопротивлении нагрузки 7 Ом – 0,14 А. Определить ЭДС источника тока. Ответ дать в вольтах.
53. При коротком замыкании аккумулятора сила тока в перемычке, соединяющей его клеммы, равна 20 А. Найти значение электродвижущей силы аккумулятора, если его внутреннее сопротивление 0,45 Ом. Ответ дать в вольтах.
54. ЭДС источника тока 2,17 В, внутреннее сопротивление 1 Ом. К источнику подключен резистор сопротивлением 2 Ом. Какую силу тока в этой цепи покажет амперметр сопротивлением 0,1 Ом? Ответ дать в амперах.
55. При уменьшении сопротивления внешней цепи с 5 Ом до 2 Ом сила тока, текущего через источник, увеличилась с 2 А до 4 А. Найти ЭДС источника тока. Ответ дать в вольтах.
56. ЭДС источника тока равна 12 В. Определить напряжение на зажимах источника тока, когда сопротивление нагрузки цепи равно внутреннему сопротивлению источника тока. Ответ дать в вольтах.
57. Два элемента с ЭДС 1,5 В и 2,1 В и внутренними сопротивлениями 0,2 Ом и 0,6 Ом соединены разноименными полюсами. Найти силу тока в цепи. Ответ дать в амперах.
58. Источник тока замкнут на резистор сопротивлением 5 Ом. ЭДС источника тока равна 12 В. Определить внутреннее сопротивление источника, если сила тока в цепи равна 2 А. Ответ дать в омах.
59. Источник тока с внутренним сопротивлением 1,5 Ом замкнут проводником сопротивлением 0,096 Ом. Определить ЭДС источника, если разность потенциалов между его зажимами равна 0,16 В. Ответ дать в вольтах.
60. Какое минимальное число источников тока, имеющих ЭДС 1,5 В, нужно соединить последовательно, чтобы получить напряжение 30 В при силе тока, текущего через источники, равной 1 А? Внутреннее сопротивление источника тока равно 0,5 Ом.
61. Двигатель мощностью 30 Вт, рассчитанный на напряжение 15 В, необходимо подключить к источнику тока, составленному из батареек с ЭДС 1,5 В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом. Найти минимальное число батареек, которые необходимо включить в последовательную цепь.
62. При двух различных сопротивлениях нагрузки отношение напряжений на зажимах источника тока равно 5, а полезная мощность в обоих случаях равна 25 Вт. Вычислить силу тока короткого замыкания, если ЭДС источника 25 В. Ответ дать в амперах.
63. Высокоомный вольтметр, зашунтированный резистором 1,5 Ом, подключен к батарее. При отключении шунта показания вольтметра изменились на 6 В. Найти ЭДС батареи, если сила тока короткого замыкания для нее равна 1 А. Ответ дать в вольтах.
64. Два источника тока с электродвижущими силами 1 В и 2 В соединены параллельно и замкнуты на внешний резистор. Внутренние сопротивления источников одинаковы и равны 1 Ом. При каком сопротивлении резистора сила тока через первый источник равна нулю? Ответ дать в омах.
65. Источник тока с ЭДС, равной 12 В, и внутренним сопротивлением 2 Ом замкнут цепью, состоящей из резистора сопротивлением 2 Ом и конденсатора емкостью 2 мкФ, соединенных параллельно. Определить в микрокулонах величину заряда на обкладках конденсатора.
66. Батарея состоит из параллельно соединенных источников тока. При силе тока во внешней цепи 2 А полезная мощность равна 7 Вт. Определить число элементов в батарее, если ЭДС каждого элемента равна 5,5 В, а внутреннее сопротивление 5 Ом.
67. Мотор подключен к сети напряжением 220 В. Найти работу, совершенную мотором при прохождении по его обмотке заряда 2 Кл, если вся электрическая энергия превратилась в механическую работу. Ответ дать в джоулях.
68. По неподвижному проводнику сопротивлением 2 Ом течет ток силой 3 А. Определить время, за которое в проводнике выделится количество теплоты, равное 90 Дж. Ответ дать в секундах.
69. К источнику тока подключен реостат, при сопротивлении реостата 4 Ом и 9 Ом получается одинаковая полезная мощность. Вычислить внутреннее сопротивление источника тока. Ответ дать в омах.
70. Через лампочку сопротивлением 1 Ом, подключенную к аккумулятору, протекает ток силой 15 А. На сколько килоджоулей уменьшится энергия, запасенная в аккумуляторе, за 20 мин? Внутренним сопротивлением аккумулятора и сопротивлением проводящих проводов пренебречь.
71. Источник тока с внутренним сопротивлением 2 Ом замкнут на внешний резистор. При каком значении сопротивления резистора падение напряжения на зажимах источника тока составляет 60% от электродвижущей силы источника? Ответ дать в омах.
72. Источник тока замкнут внешним резистором. Определить отношение электродвижущей силы источника тока к разности потенциалов на его клеммах, если сопротивление резистора в 4 раза больше внутреннего сопротивления источника тока.
73. Два резистора сопротивлением 2 Ом и 5 Ом соединены последовательно и включены в сеть постоянного напряжения. Какая мощность выделяется на резисторе 5 Ом, если на резисторе 2 Ом выделяется мощность 30 Вт? Ответ дать в ваттах.
74. Мощность тока в проводнике в зависимости от силы тока меняется по закону: N = 5,1·I² Вт, где I – сила тока в Амперах. Определить сопротивление проводника. Ответ дать в омах.
75. Для нагревания воды затрачено 5000 Дж теплоты. Найти время, в течение которого был включен нагреватель. Электрическая мощность нагревателя равна 250 Вт. КПД нагревателя равен 100%. Ответ дать в секундах.
76. Определить, сколько килоджоулей энергии содержится в одном киловатт-часе.
77. К источнику тока подключен реостат. При сопротивлении реостата 4 Ом и 9 Ом получается одинаковая полезная мощность, равная 25 Вт. Найти ЭДС источника тока. Ответ дать в вольтах.
78. Определить напряжение, подведенное к электроплитке, если ее сопротивление 12,1 Ом, а мощность 1 кВт. Ответ дать в вольтах.
79. В проводнике сопротивлением 6 Ом за 3 с выделяется 72 Дж теплоты. Найти силу тока в проводнике. Ответ дать в амперах.
80. При прохождении по спирали кипятильника заряда 2 Кл выделяется 30 Дж теплоты. Определить напряжение, приложенное к спирали. Ответ дать в вольтах.
81. К автомобильному аккумулятору подключены параллельно две фары по 100 Вт, мотор стеклоочистителя 70 Вт и система зажигания, потребляющая ток 2,1 А. Определить ток разряда аккумулятора, если напряжение сети равно 12 В. Внутренним сопротивлением аккумулятора пренебречь. Ответ дать в амперах.
82. При замыкании на резистор сопротивлением 5 Ом батарея элементов дает ток силой 1 А. Ток короткого замыкания батареи равен 6 А. Какую наибольшую полезную мощность может дать батарея? Ответ дать в ваттах.
83. В неподвижном проводнике при протекании электрического тока силой 2 А за 4 с выделяется 160 Дж теплоты. Найти сопротивление проводника. Ответ дать в омах.
84. Электрическая лебедка подняла груз весом 100 Н на высоту 7 м с небольшой постоянной скоростью. Определить электрическую энергию, затраченную в лебедке, если КПД механизма равен 100%. Ответ дать в джоулях.
85. Источник тока замкнут внешним резистором. Определить в процентах КПД источника тока, если ЭДС источника тока равна 10 В, а падение напряжения на клеммах источника составляет 6,5 В.
86. К аккумулятору с ЭДС 12,6 В подключен резистор, в котором протекает ток силой 5 А. Определить работу сторонних сил по разделению заряда в аккумуляторе за 1 мин. Ответ дать в джоулях.
87. КПД источника тока равен 0,6, а мощность, выделяющаяся во внешней цепи 20 Вт. Найти количество теплоты, выделившееся в источнике тока за 5 мин. Ответ дать в джоулях.
88. Источник тока, внутреннее сопротивление которого 1,5 Ом, замкнут на внешнюю нагрузку. Значение ее сопротивления возросло с 3 Ом до 7,5 Ом. Во сколько раз уменьшились потери энергии в источнике тока за 1 с?
89. Аккумулятор подключается к выпрямителю с нулевым внутренним сопротивлением. Мощность тока в аккумуляторе определяется выражением Р = (2 + 2U + 0,5U²) Вт, где U – напряжение выпрямителя в вольтах. Найти силу тока короткого замыкания аккумулятора. Ответ дать в амперах.
90. Электросчетчик показал, что расход энергии за 10 минут составил 0,3 киловатт-часа. Найти силу тока в подводящих электроэнергию проводах, если напряжение сети равно 200 В. Ответ дать в амперах.
91. Падение напряжения на некотором участке цепи равно 8 В. Найти работу, которая совершается электрическим полем при прохождении заряда 4 Кл по этому участку цепи. Ответ дать в джоулях.
92. По нити накала лампочки карманного фонаря протекает ток силой 0,3 А. Напряжение на полюсах батарейки равно 4,5 В. Найти энергию, израсходованную на нагревание нити накала лампочки за 100 с. Ответ дать в джоулях.
93. Квартира освещается 10 лампочками мощностью 100 Вт каждая. Сколько киловатт-часов расходуется на освещение квартиры за сутки, если все лампы включены по 3 ч в сутки?
94. Пять одинаковых лампочек по 15 Вт при напряжении 12 В соединили последовательно и включили в сеть напряжением 60 В. На сколько ватт уменьшится потребление энергии сети, если одна лампочка перегорит?
95. Перегоревшую спираль электрической плитки с номинальной мощностью 420 Вт укоротили на 1/8 ее первоначальной длины. Какой стала ее мощность при включении в ту же сеть? Ответ дать в ваттах.
96. Электроплитка имеет мощность 4,4 кВт при напряжении 220 В. Ее подключают к источнику тока проводом, сопротивление которого 0,75 Ом. Какое напряжение должен вырабатывать источник, чтобы на электроплитке падение напряжения равнялось 220 В? Ответ дать в вольтах.
97. Сколько киловатт электроэнергии расходуется на нагревание проводов ЛЭП, если суммарная мощность потребителей энергии 3000 МВт при напряжении 400 кВ, а падение напряжения на проводах 100 В?
98. Нагреватель сопротивлением 640 Ом за 1 ч вскипятил 4,2 кг воды, взятой при 293 К. Определить заряд, прошедший через нагреватель. Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(К·кг), КПД нагревателя 80 %, а ток в цепи постоянный. Ответ дать в кулонах.
99. Из двух спиралей сопротивлениями 100 Ом и 200 Ом сделали электроплитку, рассчитанную на напряжение 210 В. Мощность плитки меняется переключением спиралей. Найти минимально возможную мощность плитки. Ответ дать в ваттах.
100. Две электрических цепи подключены к одной сети, одна цепь образована последовательным соединением резисторов 1 Ом, 5 Ом и 20 Ом, вторая цепь — параллельным. Во сколько раз расход электроэнергии в первом случае меньше, чем во втором?
101. Электрический чайник имеет две обмотки. При включении только первой из них вода закипает через 40 мин, только второй — через 60 мин. Через сколько минут закипит вода при одновременном включении обеих обмоток параллельно? Ответ дать в минутах.