Сила упругости. Закон Гука (практика)

9 класс 13.12.2016

Тема урока: Решение задач на закон сохранения импульса. Реактивное движение.

– формировать умения применять теоретические знания на тему «Закон сохранения

импульса» при решении задач.

– раскрыть содержание закона сохранения импульса, понятий: импульс тела, импульс

силы, реактивное движение и научить применять полученные знания к анализу

явлений взаимодействия тел;

– формирование понятий упругий и неупругий удар; умения применять их к анализу

явления взаимодействия тел в простейших случаях;

– продолжить формирование умения анализировать, устанавливать связи между

элементами содержания ранее изученного материала по основам механики;

– Развивать теоретическое мышление на основе решений задач.

– повысить познавательную активность обучающихся;

– развивать умения и навыки решения;

– развивать интеллектуальные способности обучающихся;

– активизировать деятельность обучающихся в процессе урока.

– Воспитывать убеждение в ценности науки в развитии материальной и духовной

культуры людей на примере применения закона сохранения импульса в реактивном

раскрывать общекультурную значимость науки физики и формирование научного

мировоззрения и мышления у обучающихся;

– интерес к физике и ее приложениям.

Оборудование: Проектор, компьютерпрезентация, видеоролик «», колыбель Ньютона,

подвижные тележки на колесиках

2. Повторение пройденного материала.

3. Изучение нового материала.

4. Закрепление полученных знаний.

6. Подведение итогов урока.

Данная тема посвящена решению
задач на расчет сил упругости и применение закона Гука.

Задача1. Какая колба
выдержит большее давление снаружи – круглая или плоскодонная?

И так, очевидно, что при
воздействии на дно колбы внешним давлением, колба начнет деформироваться. Деформация — это изменение формы и размеров тела, происходящее из-за
неодинакового смещения различных частей одного тела в результате воздействия
другого тела.

При этом необходимо вспомнить
и тот факт, что тела лучше выдерживают
продольные деформации, чем поперечные.

Поэтому, большее давление выдержит круглая колба, так как ее
стенки будут испытывать деформацию сжатия, то есть продольную деформацию, а
плоское дно — изгиб, то есть поперечную деформацию.

ОТВЕТ: большее давление выдержит круглая колба, так как ее
стенки будут испытывать деформацию сжатия, а плоское дно — изгиб.

Задача 2. Постройте
график зависимости силы упругости, возникающей в деформированной пружине Fупр = f (Δl),
от ее удлинения, если жесткость пружины 250 Н/м.

Согласно закону Гука, уравнение
зависимости силы упругости, возникающей в деформированной пружине, от ее
удлинения имеет вид:

где k
— это жесткость пружины. Тогда уравнение примет вид

Как видно, это линейная
функция, проходящая через начало координат. Для построения такой прямой
достаточно одной точки.

Задача 3. К си­сте­ме из ку­би­ка мас­сой 1 кг и двух пру­жин
при­ло­же­на по­сто­ян­ная го­ри­зон­таль­ная сила величиной 25 Н. Система
покоится. Между ку­би­ком и опо­рой тре­ния нет. Жест­кость пер­вой пру­жи­ны равна
450 Н/м, вто­рой — 550 Н/м. Определите удлинение пружин.

Задача 4. В лифте находится человек массой 65 кг. Определите
вес человека, если лифт движется: а) вниз с ускорением 3 м/с2; б)
вверх с ускорением 3 м/с2. С каким ускорением должен двигаться лифт,
чтобы человек в нем мог ходить по потолку?

Задача 5. На подставке лежит груз массой 1 кг, связанный с
прикрепленной к потолку невесомой пружиной. В начальный момент времени пружина
не растянута. Подставку начинают опускать с ускорением 0,4g. Через какой
промежуток времени груз оторвется от подставки, если жесткость пружины
составляет 3 Н/м?

«Истина всегда оказывается
проще,

чем можно было
предположить»

Решение задач на применения закона сохранения импульса
Интерактивная задача

• Для чего ввели понятие импульса?
• Дайте определение импульса материальной точки
• Дайте определение импульса системы
• Напишите на доске формулу для нахождения импульса материальной точки и импульса системы
• Назовите единицы измерения данной физической величины

• Дайте определение импульсу силы
• 7. Запишите на доске 2-ой закон Ньютона в импульсной форме и сформулируйте его

• 9. Сформулируйте закон сохранения
• импульса

• 10. Каковы границы применяемости
• данного закона

11. Какая система называется замкнутой?

• 13. Какие виды взаимодействий вам известны, дайте им определения
• 14. Запишите закон сохранения импульса для упругого и неупругого столкновения

• 15. Дайте определение реактивного движения и
• приведите примеры

• Реактивное движение – это движение тела, возникающее
• в результате отделения от него с некоторой
• скоростью какой-нибудь его части

• Абсолютно неупругим ударом называют такое
• ударное взаимодействие, при котором тела
• соединяются (слипаются) друг с другом и
• движутся дальше как одно тело.

• Стальная пуля, летящая
• горизонтально,
• попадает в центр боковой
• грани неподвижного
• стального куба.

• Абсолютно упругим ударом называется
• столкновение, при котором сохраняется
• механическая энергия системы тел.

• Задача №1.
• Материальная точка массой 1 кг равномерно движется по окружности со скоростью 10 м/с. Определить изменение импульса за одну четверть периода.

• Задача №2.
• Ядро массой m, летящее под углом  к горизонту со скоростью V1, попадает в движущуюся навстречу горизонтальную платформу и рикошетом отскакивает со скоростью V2 под углом  к горизонту. Определите скорость платформы U2 после взаимодействия, если до взаимодействия она двигалась навстречу ядру со скоростью U1. Масса платформы M.

• Решение задачи №2:
• До взаимодействия:
• После взаимодействия:

• Задача №3.
• На горизонтальной поверхности лежит брусок массой 0,9 кг. В него попадает пуля массой 12 г, летящая горизонтально со скоростью V 01 = 800 м/с, и застревает в нём. Если до полной остановки брусок пройдёт путь, равный 11м, то чему равен коэффициент силы трения скольжения?

Алгоритм решения задач с использованием закона сохранения импульса

• Выбрать систему отсчета.
• Выделить систему взаимодействующих тел и выяснить, какие силы для неё являются внутренними, а какие – внешними.
• Определить импульсы всех тел системы до и после взаимодействия.
• Если в целом система незамкнутая, но сумма проекций сил на одну из осей равна нулю, то следует написать закон сохранения лишь в проекциях на эту ось.

• §23-§25,
• записи в тетради,
• упр. 20

Самостоятельная работа
Вопрос №1
1 вариант 2 вариант

• Тележка массой 0,1 кг дви-жется равномерно по столу со скоростью 5 м/с, так как изоб-ражено на рисунке. Чему равен её импульс и как направлен вектор импульса?
• 1) 0,5 кг·м/с, вправо
• 2) 0,5 кг·м/с, влево
• 3) 5,0 кг·м/с, вправо
• 4) 50 кг·м/с, влево
• 5) 50 кг·м/с, вправо

• 1) 0,5·103 кг·м/с
• 2) 1·104 кг·м/с
• 3) 2·104 кг·м/с
• 4) 20 кг·м/с
• 5) 50 кг·м/с

Вопрос №2
1 вариант 2 вариант

• Материальная точка массой 1 кг двигалась по прямой и под действием силы в 20 Н изменила свою скорость на 40 м/с. За какое время это произошло?
• 1) 0,5 с
• 2) 5 с
• 3) 2 с
• 4) 0,2 с
• 5) 20 с

• 1) 600 кг
• 2) 700 кг
• 3) 800 кг
• 4) 900 кг
• 5) 1000 кг

Вопрос №3
1 вариант 2 вариант

• Теннисный мяч массой m, двигаясь вправо по оси ОХ, упруго ударяется о бетон-ную стенку, имея перед ударом скорость v. Определите направление и модуль изменения импульса мяча.
• 1) влево, mv
• 2) влево, 2mv
• 3) вправо, mv
• 4) вправо, 2mv
• 5) импульс не изменится

• Шар из пластилина массой m, двигаясь вправо по оси ОХ, ударяется о бетонную стенку, имея перед ударом скорость v. Определите направление и модуль изменения импульса мяча.
• 1) влево, mv
• 2) влево, 2mv
• 3) вправо, mv
• 4) вправо, 2mv
• 5) импульс не изменится

Вопрос №4
1 вариант 2 вариант

• С массивной тележки, движу-щейся со скоростью v1=1 м/с, производится «выстрел» из баллистического пистолета. Масса «снаряда» 0,1 кг, а скорость его вылета относи-тельно тележки v2=5 м/с. Чему равен модуль импульса «снаряда» относительно Земли?
• 1) 5 кг·м/с
• 2) 1 кг·м/с
• 3) 0,6 кг·м/с
• 4) 0,5 кг·м/с
• 5) 0,4 кг·м/с

• Два автомобиля в СО, связанной с Землей, движутся со скоростями v1=10 м/с и v2=20 м/с соответственно рисунку, масса каждого из них 1000 кг. Чему равен импульс второго автомобиля в СО X1O1Y1, связан-ной с первым автомобилем?
• 1) – 30 000 кг·м/с
• 2) 30 000 кг·м/с
• 3) 10 000 кг·м/с
• 4) -10 000 кг·м/с
• 5) среди ответов 1-4 нет правильного

Ответы к тесту

• 1 вопрос
• ответ
• 2 вопрос
• 3 вопрос
• 4 вопрос

Ответ на вопрос №1
1 вариант 2 вариант

Ответ на вопрос №2
1 вариант 2 вариант

Ответ на вопрос №3
1 вариант 2 вариант

Ответ на вопрос №4
1 вариант 2 вариант

Импульс силы – это временная характеристика действия силы, равная произведению силы и длительности ее действия

• Импульс силы – это временная характеристика действия силы, равная произведению силы и длительности ее действия
• Δр = F·Δt

• Импульс замкнутой системы тел
• есть величина постоянная

Тема урока: Решение задач по теме «Законы постоянного тока»

Цель урока: применение основных понятий, законов и формул «законов постоянного токапри решении задач

• обобщить и систематизировать знания по теме «Законы постоянного тока»;
• научить применять теоретические знания на практике;
• сформировать умения решать задачи на применение закона Ома, определение работы и мощности электрического тока;

• развивать умение осознавать смысл задачи, выявлять скрытые данные задачи;
• развивать познавательный интерес, операции мышления: анализ, сравнение, обобщение;
• развивать внимание и умение логически мыслить;

• создать условия для положительной мотивации при изучении физики, используя разнообразные приемы деятельности;
• воспитание дисциплинированности, внимательности, аккуратности.

Тип урока: урок совершенствования и закрепления знаний

МПС: математика, электротехника

КМО: дидактический материал, компьютерная презентация, проектор, экран, компьютер

приветствует обучающихся, проверяет готовность к уроку, отмечает отсутствующих, желает совместной продуктивной работы

2.1 сообщение цели и темы занятия. Мотивация урока:

Сегодня на уроке мы обобщим и систематизируем знания по этой теме, решим задачи, выполним небольшую самостоятельную работу

Как вы думаете, какая тема сегодняшнего занятия?

Обучающийся. Решение задач по формулам.

Что будем определять?

Обучающийся. Сопротивление цепи

Обучающийся. ЭДС источника тока

Обучающийся. Эквивалентное сопротивление

Обучающийся. Сопротивление проводника.

И так, тема нашего урока Решение задач «Законы постоянного тока». Запишите в тетрадь. (Слайд 1)

Кто мне скажет, какова цель нашего урока?

Обучающийся. Научится решать задачи.

Обучающийся. Делать выводы по решению задач

Вы сейчас сможете самостоятельно решать задачи

Итак, цель нашего урока: применение основных понятий, законов и формул «законов постоянного токапри решении задач (Слайд 2)

А как мы достигнем цели нашего занятия, через решение каких задач?

Задачи занятия: (Слайд 3)

развивать познавательный интерес, операции мышления: анализ, сравнение, обобщение;

Обучающийся. Перед тем как решать задачи нужно повторить теоретический материал.

Тогда приступим к повторению.

2.2 актуализация опорных знаний:

дан график закона Ома для участка цепи.

1. Определить сопротивление цепи.(10 Ом)

2. Как изменится угол φ (наклон прямой к оси разности потенциалов при: а) увеличении сопротивления (угол уменьшается), б) умень­шении сопротивления (угол увеличивается)?

На рисунке изображены графики зависимости силы тока от напряжения для двух проводников А и В. Какой из этих проводников обладает большим сопротивлением?

На рисунке изображен график зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах. Чему равно сопротивление проводника?

Четыре одинаковых резистора, сопротивление каждого из которых равно , соединяют различными способами. Определите эквивалентное сопротивление во всех случаях.

Сопротивление между точками А и В участка электрической цепи, представленной на рисунке, равно

К источнику тока с внутренним сопротивлением 0,5 Ом подключили реостат. На рисунке показан график зависимости силы тока в реостате от его сопротивления. Чему равна ЭДС источника тока?

Источник электрической энергии с э.д.с. 60 В и внутренним сопротивлением 2 Ом замкнут на два последовательно соединенных резистора, как показано на рис. Определить сопротивление резистора 2, если сопротивление 1 = 20 Ом, а сила тока в цепи равна 2 А.

В каком из четырех резисторов, изображенных на рисунке, выделится максимальное количество теплоты при прохождении постоянного тока?

Решите графические задачи:

4. Используя вольт-амперную ха­рактеристику нагревательного элемен­та электрического чайника, включенного в сеть с напряжением 220 В, определите:

а) мощность электронагревательно­го элемента:

б) количество теплоты, выделяемое нагревательным элементом за 5 мин;

в) какое количество воды можно за это время нагреть в чайнике от комнатной температуры до кипе­ния?

Примеры решения задач:

• Две электрические лампы сопротивлением 200 и 300 Ом параллельно включены с сеть. Какая лампа потребляет большую мощность и во сколько раз?
• Чему должна быть равна площадь сечения алюминиевых проводов для передачи энергии на 1000 км, если передаваемая мощность составляет 1 ГВт; напряжение, под которым передается ток, равно 500 кВ, а часть мощности, теряемой в проводах, 8 %?

Педагог. Мы с вами рассмотрели основные примеры решения задач, давайте теперь самостоятельно попробуем их решать.

Самостоятельно решите задачи:

Педагог. Итак, ребята, давайте вспомним, какова была цель нашего урока Обучающиеся: применение основных понятий, законов и формул «законов постоянного токапри решении задач.

Педагог. Как вы думаете, мы достигли этой цели?

В ту отдаленную эпоху, когда молнии приписывали «богам», вопрос «Сколько стоит молния?» звучал бы кощунственно. Но в наши дни, когда электрическая энергия превратилась в товар, который измеряют и оценивают, этот вопрос вовсе не должен казаться бессмысленным.

Педагог. Вот и подошёл к концу наш урок. Как вы сами оцениваете свою работу?

Педагог. Скажите, вы что-нибудь узнали для себя нового, что вам дал этот урок?

Обучающиеся: (Катя) Я научилась решать задачи на напряжение, сопротивление и силу тока, на этом уроке мы закрепили полученные знания о этих величинах на практике.

Педагог. Давайте запишем домашнее задание. Глава 8, §8.1-8.12, задачи для самостоятельного решения на стр.164-165 № 1, 2, 8, 9

Педагог. Я рада, что урок принёс многим из вас пользу.

ПРОАННАЛИЗИРОВАТЬ РАБОТУ ОБУЧАЮЩИХСЯ

За вашу работу на уроке я выставлю оценки в дневник ру. Не забудьте сдать листочки с самостоятельно решёнными вами задачами.

До свидания, всем спасибо за урок.

Задачи на постоянный ток с решениями

7.1.1 Определить силу тока, проходящего через сопротивление 15 Ом, если напряжение на нем 7.1.2 Определить падение напряжения на проводнике, имеющем сопротивление 10 Ом 7.1.3 Через лампочку накаливания проходит ток 0,8 А. Сколько электронов проводимости 7.1.4 Удлинитель длиной 30 м сделан из медного провода диаметром 1,3 мм. Каково сопротивление 7.1.5 Эквивалентное сопротивление трех параллельно соединенных проводников равно 30 Ом 7.1.6 Проволока имеет сопротивление 36 Ом. Когда ее разрезали на несколько равных частей 7.1.7 Определить плотность тока, текущего по медной проволоке длиной 10 м, на которую 7.1.8 Определить плотность тока, если за 0,4 с через проводник сечением 1,2 мм2 прошло 7.1.9 Найти плотность тока в стальном проводнике длиной 10 м, на который подано напряжение 7.1.10 Какое напряжение надо приложить к концам стального проводника длиной 30 см 7.1.11 Допустимый ток для изолированного медного провода площадью поперечного сечения 7.1.12 Определить падение напряжения на полностью включенном реостате, изготовленном 7.1.13 Определить падение напряжения в линии электропередачи длиной 500 м при токе 7.1.14 Найти массу алюминиевого провода, из которого изготовлена линия электропередачи 7.1.15 Вольтметр показывает 6 В. Найти напряжение на концах участка цепи, состоящей 7.1.16 На сколько надо повысить температуру медного проводника, взятого 7.1.17 Медная проволока при 0 C имеет сопротивление R_0. До какой температуры надо нагреть 7.1.18 Вольфрамовая нить электрической лампы при температуре 2000 C имеет сопротивление 7.1.19 Определить сопротивление вольфрамовой нити электрической лампы при 24 C 7.1.20 Сопротивление медной проволоки при температуре 20 C равно 0,04 Ом 7.1.21 При нагревании металлического проводника от 0 до 250 C его сопротивление увеличилось 7.1.22 До какой температуры нагревается нихромовая электрогрелка, если известно, что ток 7.1.23 Плотность тока в проводнике сечением 0,5 мм2 равна 3,2 мА/м2. Сколько электронов 7.1.24 По проводнику с поперечным сечением 0,5 см2 течет ток силой 3 А. Найти среднюю скорость 7.1.25 Средняя скорость упорядоченного движения электронов в медной проволоке сечением 7.1.26 К концам медного провода длиной 200 м приложено напряжение 18 В. Определить среднюю 7.1.27 Какой ток покажет амперметр, если напряжение U=15 В, сопротивления R1=5 Ом, R2=10 Ом 7.1.28 За одну минуту через поперечное сечение проводника прошел заряд 180 Кл 7.1.29 Какой ток покажет амперметр, если R1=1,25 Ом, R2=1 Ом, R3=3 Ом, R4=7 Ом, напряжение 7.1.30 В рентгеновской трубке пучок электронов с плотностью тока 0,2 А/мм2 попадает на участок 7.1.31 За какое время в металлическом проводнике с током 32 мкА через поперечное сечение 7.1.32 Анодный ток в радиолампе равен 16 мА. Сколько электронов попадает на анод лампы 7.1.33 Участок цепи AB состоит из пяти одинаковых проводников с общим сопротивлением 5 Ом 7.1.34 Четыре лампы накаливания сопротивлением 110 Ом каждая включены в сеть с напряжением

Закон Ома для полной цепи

7.2.1 Источник тока с ЭДС 18 В имеет внутреннее сопротивление 6 Ом. Какой ток потечет 7.2.2 Кислотный аккумулятор имеет ЭДС 2 В, а внутреннее сопротивление 0,5 Ом. Определить 7.2.3 Определить ЭДС источника питания, если при перемещении заряда 10 Кл сторонняя сила 7.2.4 К источнику тока с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 2 Ом подсоединили 7.2.5 При внешнем сопротивлении 3,75 Ом в цепи идет ток 0,5 А. Когда в цепь ввели еще 7.2.6 Источник тока замкнут внешним резистором. Определить отношение электродвижущей силы 7.2.7 ЭДС аккумуляторной батареи равна 12 В, внутреннее сопротивление 0,06 Ом, а сопротивление 7.2.8 ЭДС батареи равна 1,55 В. При замыкании ее на нагрузку сопротивлением 3 Ом 7.2.9 В цепи, состоящей из источника тока с ЭДС 3 В и резистора сопротивлением 20 Ом 7.2.10 ЭДС элемента 15 В. Ток короткого замыкания равен 20 А. Чему равно внутреннее сопротивление 7.2.11 Определить ток короткого замыкания источника тока, если при внешнем сопротивлении 7.2.12 Батарея с ЭДС в 6 В и внутренним сопротивлением 1,4 Ом питает внешнюю цепь 7.2.13 Определить силу тока в проводнике R1, если ЭДС источника 14 В, его внутреннее сопротивление 7.2.14 В сеть с напряжением 220 В включены последовательно десять ламп сопротивлением по 24 Ом 7.2.15 ЭДС источника 6 В. При внешнем сопротивлении цепи 1 Ом сила тока 3 А. Какой будет 7.2.16 Источник тока с внутренним сопротивлением 1,5 Ом замкнут на резистор 1,5 Ом. Когда в цепь 7.2.17 Генератор с ЭДС 80 В и внутренним сопротивлением 0,2 Ом соединен со сварочным аппаратом 7.2.18 Для включения в сеть дуговой лампы, рассчитанной на напряжение 42 В и силу тока 10 А 7.2.19 Определить внутреннее сопротивление источника тока, имеющего ЭДС 1,1 В 7.2.20 Какой ток покажет амперметр, если R1=1,5 Ом, R2=1 Ом, R3=5 Ом, R4=8 Ом, ЭДС источника 7.2.21 Батарея гальванических элементов с ЭДС 15 В и внутренним сопротивлением 5 Ом замкнута 7.2.22 В сеть с напряжением 24 В включены два последовательно соединенных резистора. При этом 7.2.23 Щелочной аккумулятор создает силу тока 0,8 А, если его замкнуть на сопротивление 1,5 Ом 7.2.24 Какова ЭДС источника, если при измерении напряжения на его зажимах вольтметром 7.2.25 Два источника тока с ЭДС 2 и 1,2 В, внутренними сопротивлениями 0,5 и 1,5 Ом соответственно 7.2.26 Аккумулятор подключен для зарядки к сети с напряжением 12,5 В. Внутреннее сопротивление 7.2.27 Батарея элементов замкнута двумя проводниками сопротивлением 4 Ом каждый 7.2.28 Цепь состоит из аккумулятора с внутренним сопротивлением 5 Ом и нагрузки 15 Ом 7.2.29 Два источника с одинаковыми ЭДС 2 В и внутренними сопротивлениями 0,2 и 0,4 Ом соединены 7.2.30 Источник тока имеет ЭДС 12 В. Сила тока в цепи 4 А, напряжение на внешнем сопротивлении 11 В 7.2.31 Два элемента с внутренним сопротивлением 0,2 и 0,4 Ом соединены одинаковыми полюсами 7.2.32 Два элемента соединены параллельно. Один имеет ЭДС E1=2 В и внутреннее сопротивление 7.2.33 Два элемента с ЭДС, равными E1=1,5 В и E2=2 В, соединены одинаковыми полюсами 7.2.34 Определить число последовательно соединенных элементов с ЭДС 1,2 В и внутренним 7.2.35 Источник тока с внутренним сопротивлением 1,5 Ом замкнут на резистор 1,5 Ом. Когда 7.2.36 В схеме, показанной на рисунке, внутреннее и внешние сопротивления одинаковы, а расстояние 7.2.37 Имеется 5 одинаковых аккумуляторов с внутренним сопротивлением 1 Ом каждый 7.2.38 Определите заряд на обкладках конденсатора C=1 мкФ в цепи, изображенной на рисунке 7.2.39 Конденсатор и проводник соединены параллельно и подключены к источнику с ЭДС 12 В 7.2.40 Определите заряд на обкладках конденсатора C=1 мкФ. ЭДС источника 4 В, внутреннее 7.2.41 Проволока из нихрома изогнута в виде кольца радиусом 1 м. В центре кольца помещен 7.2.42 Указать направление вектора сторонней силы, действующей на положительный заряд q 7.2.43 В конце заряда батареи аккумуляторов током I1 присоединенный к ней вольтметр показывал 7.2.44 Источники тока, имеющие одинаковые внутренние сопротивления r=1 Ом, подключены 7.2.45 Источники тока, имеющие одинаковые внутренние сопротивления r=0,5 Ом, подключены 7.2.46 В указанной электрической схеме R1=R2=R3=6 Ом, ЭДС источника тока E=3,9 В, а его внутреннее 7.2.47 К полюсам батареи из двух источников, каждый с ЭДС 75 В и внутренним сопротивлением 4 Ом

Ток в жидкостях и газах

7.3.1 Через некоторое сечение электролитической ванны положительные ионы перенесли за 1 с 7.3.2 В газе между двумя электродами образуется 2×10^18 ионов в секунду. Найти силу тока в газе 7.3.3 Определите массу алюминия, который отложится на катоде за 10 ч при электролизе Al2(SO4)3 7.3.4 Цинковый анод массой 5 г поставлен в электролитическую ванну, через которую проходит ток 7.3.5 При какой силе тока протекает электролиз водного раствора сульфата меди, если за 50 мин 7.3.6 Определить затраты электроэнергии на получение 1 кг алюминия из трехвалентного состояния 7.3.7 Через раствор медного купороса в течение 2 с протекал электрический ток силой 3,2 А 7.3.8 При электролизе сернокислого цинка ZnSO4 в течение 4 ч выделилось 24 г цинка. Определить 7.3.9 Электролиз алюминия проводится при напряжении 10 В на установке с КПД 80%. Какое 7.3.10 Определите массу выделившейся на электроде меди, если затрачено 6 кВтч электроэнергии 7.3.11 При никелировании изделий в течение 2 ч отложился слой никеля толщиной 0,03 мм. Найти 7.3.12 При электролизе медного купороса за 1 ч выделяется медь массой, равной 0,5 г. Площадь 7.3.13 При электролизе раствора серной кислоты за 50 минут выделилось 0,3 г водорода. Определить 7.3.14 Определите сопротивление раствора серной кислоты, если известно, что при прохождении тока 7.3.15 Две электролитические ванны соединены последовательно. В первой ванне выделилось 7.3.16 Какой толщины слой серебра образовался на изделии за 3 мин, если плотность тока в растворе 7.3.17 Плотность тока при серебрении контактов проводов равна 40 А/м2. Определить толщину 7.3.18 В ряде производств водород получают электролизом воды. При каком токе, пропускаемом 7.3.19 Никелирование пластинок производится при плотности тока 0,4 А/дм2. С какой скоростью 7.3.20 Электролиз воды ведется при силе тока 2,6 А, причем в течение часа получено 0,5 л кислорода 7.3.21 Сколько электроэнергии надо затратить для получения 2,5 л водорода при температуре 25 C 7.3.22 Электрический пробой воздуха наступает при напряженности поля 3 МВ/м. Определить потенциал 7.3.23 Сила тока, характеризующая поток электронов в электронно-лучевой трубке, 400 мкА 7.3.24 Через раствор медного купороса пропускают ток, изменяющийся по линейному во времени закону 7.3.25 Определить массу меди, выделившейся из раствора медного купороса за 100 с, если сила тока 7.3.26 Электрохимический эквивалент меди 3,3×10^(-7) кг/Кл. Сколько меди выделится на электроде 7.3.27 К источнику с ЭДС 200 В и внутренним сопротивлением 2 Ом подсоединены последовательно

Работа и мощность тока

7.4.1 По проводнику сопротивлением 20 Ом за 5 мин прошло количество электричества 300 Кл 7.4.2 Электрический паяльник рассчитан на напряжение 120 В при токе 0,6 А. Какое количество 7.4.3 Батарея, включенная на сопротивление 2 Ом, дает ток 1,6 А. Найти мощность, которая теряется 7.4.4 Дуговая сварка ведется при напряжении 40 В и силе тока 500 А. Определить энергию 7.4.5 К источнику тока с внутренним сопротивлением 0,6 Ом подключено внешнее сопротивление 7.4.6 Чему равен КПД источника тока с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом 7.4.7 Кипятильник работает от сети с напряжением 125 В. Какая энергия расходуется в кипятильнике 7.4.8 Во сколько раз увеличится количество теплоты, выделяемое электроплиткой, если сопротивление 7.4.9 Какое количество электроэнергии расходуется на получение 5 кг алюминия, если электролиз 7.4.10 Во сколько раз изменятся тепловые потери в линии электропередачи при увеличении напряжения 7.4.11 Найти полезную мощность, которую может дать батарея, ЭДС которой равна 24 В 7.4.12 Два резистора сопротивлением 2 и 5 Ом соединены последовательно и включены в сеть 7.4.13 Определите силу тока в кипятильнике, если при подключении к напряжению 12 В, он нагревает 7.4.14 Напряжение на зажимах автотранспортного генератора равно 24 В. Определить работу 7.4.15 Поперечное сечение медной шины 80 мм2. Какое количество теплоты выделится на 1 м длины 7.4.16 Мощность автомобильного стартера 6000 Вт. Какова сила тока, проходящего через стартер 7.4.17 Две лампы имеют одинаковые мощности. Одна из них рассчитана на напряжение 120 В 7.4.18 ЭДС источника тока равна 2 В, внутреннее сопротивление 1 Ом. Внешняя цепь потребляет 7.4.19 На сколько градусов изменится температура воды в калориметре, если через нагреватель 7.4.20 Через поперечное сечение спирали нагревательного элемента паяльника каждую секунду 7.4.21 Какую максимальную полезную мощность может выделить аккумулятор с ЭДС 10 В 7.4.22 Два проводника, соединенных параллельно, имеют сопротивления 4 и 8 Ом. При включении 7.4.23 Масса воды в нагревателе 2,5 кг. На сколько градусов повысится температура воды, если 7.4.24 Мощность, выделяемая на резисторе, подключенном к источнику тока с ЭДС 3,0 В 7.4.25 Из комнаты за сутки теряется 87 МДж тепла. Какой длины нужна нихромовая проволока 7.4.26 Две одинаковые лампочки мощностью 50 Вт каждая, рассчитанные на напряжение 10 В 7.4.27 Электролампа с вольфрамовой спиралью в момент включения при 20 C потребляет мощность 7.4.28 Электробритва имеет мощность 15 Вт и рассчитана на напряжение 110 В. При напряжении 7.4.29 При замыкании источника тока с внутренним сопротивлением 2 Ом на сопротивление 4 Ом 7.4.30 Емкость аккумулятора 75 А*ч. Какую работу должен совершить источник тока для зарядки 7.4.31 Электроплитка, работающая от сети с напряжением 220 В, расходует мощность 600 Вт 7.4.32 Девять нагревательных элементов с сопротивлением 1 Ом каждый соединены 7.4.33 Скоростной лифт массой 1600 кг за 300 с поднимается на высоту 30 м. Определить силу тока 7.4.34 Четыре одинаковых источника тока соединены, как показано на рисунке. ЭДС каждого 7.4.35 На сколько градусов поднимется температура медного стержня, если по нему в течение 0,5 с 7.4.36 Определить ток короткого замыкания источника питания, если при токе 15 А он отдает 7.4.37 ЭДС батареи аккумуляторов 12 В. Сила тока короткого замыкания 5 А. Какую наибольшую 7.4.38 В электрочайник с сопротивлением 140 Ом налита вода массой 1,5 кг при температуре 20 С 7.4.39 Два элемента с ЭДС 5 и 10 В и внутренними сопротивлениями 1 и 2 Ом соединены последовательно 7.4.40 Батарея состоит из параллельно соединенных источников тока. При силе тока во внешней цепи 7.4.41 Три лампочки мощностью P01=50 Вт и P02=25 Вт и P03=50 Вт, рассчитанные на напряжение 7.4.42 К источнику тока подключен реостат. При сопротивлении реостата 4 Ом и 9 Ом получается 7.4.43 Определить ЭДС аккумулятора, если при нагрузке в 5 А он отдает во внешнюю цепь 10 Вт 7.4.44 На резисторе внешней цепи аккумулятора выделяется тепловая мощность 10 Вт 7.4.45 При подключении к источнику тока ЭДС 15 В сопротивления 15 Ом КПД источника равен 75% 7.4.46 По линии электропередачи протяженностью в 100 км должен пройти электрический ток 7.4.47 Линия имеет сопротивление 300 Ом. Какое напряжение должен иметь генератор 7.4.48 Источник тока с ЭДС 5 В замыкается один раз на сопротивление 4 Ом, а другой раз – на 9 Ом 7.4.49 При замыкании на сопротивление 5 Ом батарея элементов дает ток 1 А 7.4.50 Определите КПД электропаяльника сопротивлением 25 Ом, если медная часть его массой 7.4.51 Найти ток короткого замыкания в цепи генератора с ЭДС 70 В, если при увеличении 7.4.52 Два чайника, каждый из которых потребляет при напряжении 200 В по 400 Вт, закипают 7.4.53 При силе тока 2 А во внешней цепи выделяется мощность 24 Вт, а при силе тока 5 А – мощность 30 Вт 7.4.54 Элемент замыкают один раз сопротивлением 4 Ом, другой – резистором сопротивлением 9 Ом 7.4.55 Сила тока, протекающего в проводнике, сопротивление которого равно 15 Ом, меняется 7.4.56 Лампу, рассчитанную на напряжение U1=220 В, включили в сеть с напряжением U2=110 В 7.4.57 Две лампочки имеют одинаковые мощности. Первая лампочка рассчитана на напряжение 127 В 7.4.58 При ремонте бытовой электрической плитки ее спираль была укорочена на 0,2 первоначальной 7.4.59 Сопротивление лампочки накаливания в рабочем состоянии 240 Ом. Напряжение в сети 120 В 7.4.60 Два резистора с одинаковым сопротивлением каждый включаются в сеть постоянного напряжения 7.4.61 Стоимость 1 кВт*ч электроэнергии равна 50 коп. Паяльник, включенный в сеть с напряжением 7.4.62 Определите силу тока в обмотке двигателя электропоезда, развивающего силу тяги 6 кН

Амперметр и вольтметр в электрической цепи. Шунты и добавочные сопротивления

7.5.1 Сопротивление вольтметра 400 Ом, предел измерения 4 В. Какое дополнительное сопротивление 7.5.2 Какое дополнительное сопротивление нужно подключить к вольтметру со шкалой 100 В 7.5.3 Миллиамперметр имеет сопротивление 25 Ом, рассчитан на предельный ток 50 мА 7.5.4 К амперметру с сопротивлением 0,1 Ом подключен шунт с сопротивлением 11,1 мОм 7.5.5 Какой шунт нужно подсоединить к гальванометру со шкалой на 100 делений, ценой деления 1 мкА 7.5.6 Вольтметр постоянного тока рассчитан на измерение максимального напряжения 3 В 7.5.7 Для измерения напряжения сети 120 В последовательно соединили два вольтметра 7.5.8 Амперметр имеет сопротивление 0,02 Ом, его шкала рассчитана на 1,2 А. Каково должно 7.5.9 Имеется миллиамперметр с внутренним сопротивлением 10 Ом, который может измерять 7.5.10 Предел измерения амперметра с внутренним сопротивлением 0,4 Ом 2 А. Какое шунтирующее 7.5.11 Зашунтированный амперметр измеряет токи до 10 А. Какую наибольшую силу тока 7.5.12 Амперметр показывает ток 0,04 А, а вольтметр – напряжение 20 В. Найти сопротивление 7.5.13 Вольтметр, рассчитанный на измерение напряжения до 20 В, необходимо включить в сеть 7.5.14 Гальванометр имеет сопротивление 200 Ом, и при силе тока 100 мкА стрелка отклоняется 7.5.15 Гальванометр со шкалой из 100 делений и ценой деления 50 мкА/дел, надо использовать как 7.5.16 К амперметру с внутренним сопротивлением 0,03 Ом подключен медный шунт длиной 10 см 7.5.17 Предел измерения амперметра 5 А, число делений шкалы 100, внутреннее сопротивление 7.5.18 Вольтметр, внутреннее сопротивление которого 50 кОм, подключенный к источнику 7.5.19 Вольтметр с внутренним сопротивлением 3 кОм, включенный в городскую осветительную сеть 7.5.20 Если подключить к гальванометру шунт 100 Ом, вся шкала соответствует току во внешней цепи 7.5.21 Стрелка миллиамперметра отклоняется до конца шкалы, если через миллиамперметр идет ток 7.5.22 Гальванометр со шкалой из 50 делений имеет цену деления 2 мкА/дел 7.5.23 Вольтметр, соединенный последовательно с сопротивлением R1=10 кОм, при включении 7.5.24 Амперметр с внутренним сопротивлением 2 Ом, подключенный к батарее, показывает ток 5 А 7.5.25 Вольтметр, подключенный к источнику с ЭДС 12 В, показывает напряжение 9 В. К его клеммам 7.5.26 Аккумулятор замкнут на некоторый проводник. Если в цепь включить два амперметра 7.5.27 К источнику тока подключены последовательно амперметр и резистор. Параллельно резистору 7.5.28 Два вольтметра, подключенные последовательно к ненагруженной батарее, показывают 7.5.29 В цепь, состоящую из источника ЭДС и сопротивления 2 Ом, включают амперметр сначала 7.5.30 Каково удельное сопротивление проводника, если его длина 10 км, площадь поперечного 7.5.31 Медный провод длиной 500 м имеет сопротивление 2,9 Ом. Найти вес провода 7.5.32 Проводники сопротивлением 2, 3 и 4 Ом соединены параллельно. Найти общее 7.5.33 Какого сопротивления проводник нужно соединить параллельно с резистором 300 Ом 7.5.34 Три проводника сопротивлением 2, 3 и 6 Ом соединены параллельно. Найти наибольший ток 7.5.35 В городскую осветительную сеть включены последовательно электрическая плитка, реостат 7.5.36 Во сколько раз площадь поперечного сечения алюминиевого провода больше, чем у медного 7.5.37 Цепь состоит из трех сопротивлений 10, 20 и 30 Ом, соединенных последовательно 7.5.38 Два электронагревателя сопротивлением 25 и 20 Ом находятся под напряжением 100 В 7.5.39 ЭДС батареи 6 В, внутреннее и внешнее сопротивления соответственно равны 0,5 и 11,5 Ом 7.5.40 Атомная масса золота 197,2, валентность 3. Вычислить электрохимический эквивалент золота 7.5.41 Лампу, рассчитанную на напряжение 220 В, включили в сеть напряжением 110 В. Во сколько 7.5.42 Спираль электронагревателя укоротили на 0,1 первоначальной длины. Во сколько раз 7.5.43 Сколько времени длилось никелирование, если был получен слой никеля массой 1,8 г 7.5.44 Электромотор имеет сопротивление 2 Ом. Какую мощность потребляет мотор при токе 7.5.45 Через раствор сернокислой меди (медного купороса) прошло 2*10^4 Кл электричества 7.5.46 Какой ток должен проходить по проводнику в сети напряжением 120 В, чтобы в нем 7.5.47 По проводнику сопротивлением 4 Ом в течение 2 минут прошло 500 Кл электричества 7.5.48 В схеме, изображенной на рисунке, R1=5 Ом, R2=6 Ом, R3=3 Ом, сопротивлением амперметра 7.5.49 Вольтметр, внутреннее сопротивление которого равно 50 кОм, подключенный к источнику 7.5.50 Определите показание амперметра в электрической цепи, изображенной на рисунке 7.5.51 Какой величины надо взять дополнительное сопротивление, чтобы можно было включить

( 46 оценок, среднее 4 из 5 )

Примеры решения задач Пример 1

1.
Дана электрическая цепь постоянного
тока. Необходимо найти эквивалентное
сопротивление RЭКВИВ.

Для этого на
параллельно соединенных резисторах
R3
и R4
найдем их
общее сопротивление: их произведение
разделим на их сумму:

R34
= (R3
∙
R4)
/ (R3
+ R4)

Затем точно также
на параллельных участках R6
и R7
найдем их
общее сопротивление

R67
= (R6
∙
R7)
/ (R6
+ R7)

Резисторы R2
и R34
соединены последовательно, значит, их
надо сложить:

R2+
R34
= R234

Резисторы R234
и R5
соединены
параллельно. Поэтому (как для двух
параллельных) их произведение разделим
на их сумму:

R2345
= (R234
∙
R5)
/ (R234
+ R5)

Получаем, что
резистор R1
и эквивалентно
рассчитанные участки сопротивлениями
R2345
и R67
соединены
последовательно, их сложим и найдем
полное сопротивление, т. е. эквивалентное
сопротивление всей цепи:

RЭКВИВ
= R1
+ R2345
+ R67

2.
Зная напряжение (или ток), подведенное
к цепи, найдем ток (или напряжение) цепи
из закона Ома для участка цепи. U
= I∙
R
или I
= U
/ R

3.
Т. к. участки с сопротивлениями R1,
R2345
и R67
соединены
последовательно, то ток на этих участках
одинаков:

I1
= I2345
= I67
= I

U1
= I1∙
R1

U2345
= I1∙
R2345
= U234
= U5
, т. к. на
параллельных участках цепи напряжение
одинаково.

U67
= I1∙
R67
= U6
= U7
, т. к. на параллельных участках цепи
напряжение одинаково.

Зная напряжения
на резисторе R5
и участке
R234,
найдем токи на них: I5
= U5
/ R5
;
I234
= U234
/ R234

Аналогично
(заметьте, напряжение на них одинаково,
но сопротивление разное, поэтому и токи
разные!): I6
= U6
/ R6;
I7
= U7
/ R7

Проверка:
А) должно
быть, чтобы сумма токов I6
и I7
равно току
I67
на этом
участке с сопротивлением R67,
согласно первому закону Кирхгофа. I67
= I6
+ I7

Б)
должно быть, чтобы сумма токов I234
и I5
равно
току I2345
на этом
участке с сопротивлением R2345,
т. е. I2345
= I234
+ I5

Но токи на
последовательно соединенных участках
R2
и R34
цепи
одинаковы,

т.
е.
ток
I2
равен
току
на
I34,
но

I34
=
I3
+
I4
.

Запишем
это:
I2
=
I34
=
I3
+
I4

5.
Напряжения на последовательно соединенных
участках R2
и R34
цепи равно
сумме напряжений

U234
= U2
+ U34
. Но U34
= U3
= U4

Зная ток I2
на R2,
найдем напряжение U2
на нем U2
= I2∙
R2

Также, зная ток
I34,
найдем напряжение U34
на
участке
U34
= I34∙
R34

Проверка. Должно
быть, что напряжения U34
= U3
= U4
, т. к. напряжение на параллельных
участках одинаково. Отсюда найдем из
закона Ома токи на резисторах R3
и R4.

6.
Остается найти мощности на всей цепи
и на отдельных участках по любой из
известных формул мощности:
Рi
= Ii
∙ Ui
или
Рi
= Ii2
∙ Ri

Задача решена в
общем виде.