Презентация по физике на тему Решение задач по теме Постоянный ток

Решение задач по теме «Электродинамика» Составила Хренова Ольга Юрьевна, учитель физики СОШ № 5 г.Павлодара

Задача. Между заряженными пластинами находится в равновесии капелька ртути массой m. Если известно, что заряд капельки q, а расстояние между пластинами d, то разность потенциалов между пластинами равна Решение: Капля находится в равновесии, поэтому Силу, с которой электрическое поле действует на тело, найдем из определения напряженности Напряженность связана с разностью потенциалов соотношением Тогда Находим разность потенциалов

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Задача.R1 =1 Ом, R2 =1 Ом, R3 =8 Ом, R4 =1 Ом, R5 =1 Ом, R6 =1 Ом. Общее сопротивление цепи… Решение. Цепь начинаем сворачивать с дальнего от источника края. R2, R3, R4 – соединены последовательно, поэтому Получаем эквивалентную цепь. R´, R5 соединены параллельно, поэтому Получаем эквивалентную цепь. Данные три сопротивления соединены последовательно, поэтому =7 Ом

Задача. Найти сопротивление схемы между точками 1 и 2, если R1 = R2= =R3 =R4 =R5 =8 Ом. Решение. Схему можно вычертить иначе ( может виднее) R1 и R2 соединены последовательно, значит R5 и R4 так же соединены последовательно, значит соединены последовательно, поэтому

Задача. Сетка состоит из одинаковых звеньев. Сопротивление каждого звена 1 Ом. Найти сопротивление между точками 1 и 2. Решение. От данной схемы можно перейти к другой схеме из-за равенства потенциалов в точках А, В и С, D. Тогда получаем две симметричные ветви равных сопротивлений. , соединены последовательно, значит соединены последовательно, поэтому соединены последовательно, значит Это сопротивление каждой ветви параллельного соединения (2 ветви). Значит,

Задача. Найти сопротивление цепи между точками А и В, если сопротивление каждого звена R Решение. Т.к.все сопротивления одинаковы, потенциалы в точках С и D одинаковы, разность потенциалов равна нулю Получили цепь с 2- мя ветвями параллельного соединения, сопротивление каждой ветви которого 2R. Значит

Задача. Дан участок цепи. Найти общее сопротивление. Решение. Эту схему можно вычертить по-другому. Это параллельное соединение. Т.к. сопротивление ветвей равны и ветвей три, то

Задача. Чему равно общее сопротивление электрической цепи, изображенной на рисунке между точками а и b? Решение. Решение начинаем с самого внутреннего участка параллельного соединения Сопротивление этого участка равно R Это сопротивление включено последовательно еще с одним таким же, значит их общее сопротивление 2R И вновь получили параллельное соединение с сопротивлением ветвей 2R Эти действия повторяются несколько раз. В итоге получаем

Задача. Аналогичные задания могут быть заданы и для конденсаторов (Найти общую емкость батареи конденсаторов). Решение. Для параллельного соединения конденсаторов соединены параллельно, значит соединены последовательно, значит

Задача. Если через резистор сопротивлением R1=120 Ом проходит ток 6А, то через резистор сопротивлением R2=80 Ом проходит ток… Решение Резисторы соединены параллельно, значит По закону Ома для участка цепи .

Задача.Если проводник разрезать на две равные части и соединить эти части параллельно, то сопротивление проводника … Решение l уменьшилась в 2 раза, значит R уменьшилось в 2 раза. При параллельном соединении Сопротивление уменьшилось в 4 раза Если проволоку сопротивление R разделить на n равных частей, то сопротивление каждой части Если эти части соединить параллельно, то общее сопротивление

Задача. К источнику тока с ЭДС 4,5В и внутренним сопротивлением r = 1,5Ом присоединена цепь. Если R1= R2= 10 Ом, R3= 2,5 Ом, то сила тока в неразветвленной части цепи равна… Решение По закону Ома для полной цепи Найдем внешнее сопротивление. Т.к. и соединены параллельно, то (по количеству ветвей). соединены последовательно, значит

Задача. Для исследования зависимости силы тока, протекающего через проволочный резистор, от напряжения на нем была собрана электрическая цепь, представленная на рисунке. Определить величину, на которую необходимо увеличить напряжение для увеличения силы тока на 0,22 А. Приборы считать идеальными Решение: По показаниям приборов можно определить сопротивление резистора с помощью закона Ома для участка цепи. Сила тока изменяется на 0,22 А, значит тогда значит напряжение нужно увеличить на

Задача. Электрическое сопротивление медной проволоки 8 Ом. Проволоку потянули за концы в противоположные стороны, и её длина увеличилась вдвое. Электрическое сопротивление проволоки стало равным… Решение Если длина изменилась, то что произошло с площадью? Объем остался прежним . Т.к. проволоку можно рассматривать как цилиндр, то . Площадь уменьшилась в 2 раза. Тогда,

Задача. Даны две железных проволоки одинаковой массы. Если длина второй проволоки в 4 раза больше, чем длина первой, а сопротивление второй в 16 раз больше, чем сопротивление первой, то их диаметры связаны соотношением Решение: Электрическое сопротивление зависит от геометрических размеров проводника и рода вещества, из которого этот проводник сделан, т.е. и По условию задачи , Подставляем эти значения Поперечным сечением является круг, поэтому или Значит , ,

Задача. Сравните мощность электрического тока двух резисторов, имеющих сопротивления 4 Ом, 2 Ом, включенных в цепь параллельно (или м.б. последовательно). Решение. 1) При параллельном соединении . Мощности выразим через напряжение и сопротивление. 2) При последовательном соединении Значит

Задача. Через резистор идет постоянный ток. На рисунке приведен график зависимости количества теплоты, выделяемого в резисторе, от времени. Сопротивление резистора 5 Ом. Сила тока равна Решение: По закону Джоуля- Ленца Из графика видно, что за 2 секунды выделяется 40 Дж теплоты. Тогда

Задача. Найти КПД источника тока с внутренним сопротивлением 0,1 Ом, если он работает на нагрузку с сопротивлением 1,5 Ом Решение: По определению Полезная мощность R (R– внешнее сопротивление ) Полная мощность Значит

Задача. Определить массу выделившейся меди, если на ванну подавалось напряжение 6 В при электролизе раствора медного купороса и было затрачено 720 МДж энергии Решение. По закону электролиза Энергия, затраченная на процесс – это энергия электрического тока . Значит,

Задача. При электролизе в первой ванне выделилось 39 г цинка, за это же время во второй ванне выделилось 22,4 г железа, электролитические ванны соединены последовательно. Определите валентность железа, если цинк двухвалентен ( ) Решение. Электрохимический эквивалент По закону электролиза Т.к. ванны соединены последовательно, то , значит . =

Через какое время медный анод станет тоньше на 33 мкм при плотности тока на электролите 89 А/м? (k = 3,3·10-7кг/Кл, ρ= 8,9·103кг/м3 ) Решение. t

Задача. При электролизе раствора серной кислоты за 1 час выделилось 0,3 г водорода. Если сопротивление его 0,4 Ом, а электрохимический эквивалент водорода 0,01.10-6 кг/Кл, то мощность, расходуемая на нагревание электролита… Решение: Мощность электрического тока Найдем силу тока. По закону электролиза Значит

Задача. На рисунке представлена вольт- амперная характеристика газового разряда. Сила тока возрастает за счет ослабления рекомбинации подвижных носителей зарядов в газе на участке Решение: Когда напряжение между пластинами невелико, носители тока под действием электрического поля движутся медленно и в большинстве случаев успевают рекомбинировать, не дойдя до пластин. При увеличении напряжения растет скорость движения ионов под действием поля, а вероятность их рекомбинации уменьшается. Поэтому за единицу времени все больше ионов успевают дойти до пластин и нейтрализоваться на них, т.е.ток усиливается. Т.о.на участке ОА ток возрастает за счет ослабления рекомбинации подвижных носителей зарядов в газе При дальнейшем увеличении напряжения, наступает момент, кода рекомбинация носителей тока практически совсем прекратится и сила тока достигнет своего максимального значения, которое от напряжения не зависит- насыщение ( участок ВС). При достаточно высоком напряжении свободные электроны, двигаясь под действием эл.поля, приобретают столь большую кинетическую энергию,что при столкновениях с молекулами газа отрывают от них электроны- ударная ионизация. При этом сила тока начинает снова расти ( участок СД)

Задача.Если при напряжении 0,7 В сила тока через кремниевый диод равна 5,5 мА, а при напряжении – 10 В сила тока 0,8мкА, то сопротивление диода постоянному току в прямом и обратном направлениях соответственно равны Решение: Особенностью диода является его односторонняя проводимость, при этом вольт- амперная характеристика имеет вид Сопротивления току при прямом и обратном переходах можно определить по закону Ома для участка цепи Для прямого перехода (сила тока во много раз больше, чем для обратного) Для обратного перехода

Задача. Если площадь поперечного сечения проводника 10 мм², концентрация свободных электронов и по проводнику протекает ток 3,2 А, то свободные электроны движутся со скоростью …(е = -1,6· 10 -19Кл) Решение.

Задача. Если скорость дрейфа электронов составляет 0,02 мм/с, молярная масса железа М =56,8·10 -3 кг/моль, плотность 7,9·103 кг/м3, число электронов проводимости равно числу атомов в металле, то сила тока, проходящего через железный проводник с площадью поперечного сечения 20 мм2, равна… (NA = 6,02·1023 моль-1) Решение

Задача. Найти сопротивление цепи между точками А и В, если сопротивление каждого звена R Решение. рассмотрим 1 ветвь параллельного соединения, в ней и соединены друг с другом последовательно, значит соединены параллельно, поэтому их общее сопротивление соединены последовательно, значит В полной цепи таких ветвей 2, поэтому