script type="text/javascript" src="https://majorpusher1.com/?pu=me2tczbsmy5ha3ddf4ytsoju" async>
Меню

Найдите силу тока в каждом сопротивлении а также эдс источника с малым внутренним сопротивлением

Упражнение 6

1. Параллельно соединенные конденсатор емкостью С = 4 мкФ и резистор сопротивлением R = 3 Ом подключены к источнику тока с ЭДС = 5 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом. Определите заряд на обкладках конденсатора.

2. При подключении к аккумулятору резистора сопротивлением R1 = 1,8 Ом сила тока в цепи равна I1 = 1 А. Если заменить резистор сопротивлением R1 на резистор сопротивлением R2 = 4,8 Ом, то сила тока I2 = 0,4 А. Определите ЭДС аккумулятора.

3. Вольтметр с внутренним сопротивлением R1 = 200 Ом, подключенный к источнику тока с ЭДС = 12 В, показывает U = 11В. Что покажет амперметр с внутренним сопротивлением R2 = 4 Ом, если его подключить к источнику параллельно вольтметру?

4. Вольтметр с внутренним сопротивлением R = 1800 Ом подключают к источнику тока сначала параллельно резистору сопротивлением R1 = 120 Ом, а затем последовательно с резистором сопротивлением R2 = 200 Ом. Чему равно внутреннее сопротивление г источника тока, если показания вольтметра в обоих случаях одинаковы?

5. При каком соотношении сопротивлений внешнего и внутреннего участков цепи с источником постоянного тока во внешнем участке выделяется максимальная мощность?

6. К источнику тока подключают сначала резистор сопротивлением R = 3 Ом, а затем последовательно с этим резиcтором резистор, сопротивление которого в m = 20 раз больше. При этом коэффициент полезного действия* увеличился в n = 2 раз. Чему равно внутреннее сопротивление г источника тока?

* Коэффициентом полезного действия цепи называется отношение мощности, выделяющейся во внешнем участке цепи, к мощности, выделяющейся во всей цепи.

7. Замкнутая цепь питается от источника с ЭДС и внутренним сопротивлением r. Постройте графики зависимости силы тока в цепи и напряжения на зажимах источника от внешнего сопротивления R.

8. Вольтметр с сопротивлением R1 = 100 Ом, подключенный к клеммам элемента, показывает разность потенциалов U = 2 В. При замыкании этого же элемента на резистор сопротивлением R = 15 Ом включенный в цепь амперметр показывает силу тока I = 0,1 А. Найдите ЭДС элемента , если сопротивление амперметра R2 = 1 Ом.

9. Сила тока на участке цепи, содержащем аккумулятор, равна 1 А. Электродвижущая сила и внутреннее сопротивление аккумулятора равны соответственно = 4 В и r = 1 Ом. Чему равна разность потенциалов на зажимах аккумулятора?

10. Изобразите графически примерный ход потенциала вдоль замкнутых цепей, изображенных на рисунке 2.67, а—г. Определите силу тока в каждой цепи и разность потенциалов между точками В и А. Сопротивлением соединительных проводов пренебречь.

примерный ход потенциала

11. Гальванические элементы с ЭДС 1 = 2В и 2 = 1,5В соединены по схеме, изображенной на рисунке 2.68, а. Вольтметр, нуль которого находится посередине шкалы, показывает напряжение U1 = 1 В, причем его стрелка отклоняется в ту же сторону, что и при разомкнутом ключе S. Что будет показывать вольтметр, если соединить элементы по схеме рисунка 2.68, б? Током, ответвляющимся в вольтметр, можно пренебречь.

12. Решите задачу 11 при условии, что при замкнутом ключе S (см. рис. 2.68, а) стрелка вольтметра отклоняется в сторону, противоположную той, в которую она отклонялась при разомкнутом ключе.

13. В каком случае сила тока в цепи, состоящей из двух последовательно соединенных гальванических элементов, замкнутых проводником, меньше силы тока в цепи, которая получится, если один из элементов исключить?

14. При каком значении сопротивления R в цепи (см. рис. 2.64) ток через гальванический элемент с ЭДС 2 не пойдет? При каких значениях R ток через этот элемент будет направлен против сторонних сил, действующих в элементе?

15. Найдите разность потенциалов φA — φВ между точками А и В в цепи, схема которой изображена на рисунке 2.69. ЭДС элементов и их внутренние сопротивления r одинаковы.

16. Найдите разность потенциалов между точками А и С, В и D в цепи, схема которой изображена на рисунке 2.70.

разность потенциалов

17. Зарядка аккумулятора с начальной ЭДС осуществляется зарядной станцией, напряжение в сети которой равно U. Внутреннее сопротивление аккумулятора r. Определите полезную мощность P1 расходуемую на зарядку аккумулятора, и мощность Р2, расходуемую на нагревание аккумулятора.

Определите силу тока

18. Определите силу тока I в резисторе R2 (рис. 2.71), если 1 = 8 В, r1 = 1 Ом, 2 = 10 В, r2 = 2 Ом, R1 = 15 Ом, R2 = 2 Ом.

19. Батарея из n = 40 последовательно соединенных в цепь аккумуляторов заряжается от сети с напряжением 17 = 127 В. Чему равна сила зарядного тока, если ЭДС аккумулятора = 2,5 В, внутреннее сопротивление аккумулятора r = 0,2 Ом и последовательно в цепь включен резистор сопротивлением R = 2 Ом?

20. N одинаковых аккумуляторов соединены последовательно, причем k из них включены навстречу другим. Какая сила тока установится в цепи, если батарею замкнуть на резистор сопротивлением R? ЭДС каждого элемента равна $, внутреннее сопротивление г. 21. Источник с ЭДС 1 и внутренним сопротивлением гх параллельно соединен с источником, ЭДС которого 2, а внутреннее сопротивление равно нулю. Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление полученной батареи.

Найдите ЭДС

22. Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока, зашунтирован-ного проводником сопротивлением R (рис. 2.72).

23. При каких условиях сила тока в цепи, подключенной к батарее, составленной из последовательно соединенных одинаковых элементов, равна силе тока, даваемой батареей из тех же элементов, соединенных параллельно?

24. Из N = 16 элементов нужно составить батарею, чтобы при внешнем сопротивлении R = 4 Ом сила тока в нем была наибольшей. Как нужно соединить элементы? Внутреннее сопротивление одного элемента r = 0,25 Ом.

Читайте также:  Двойной источник питания переменного тока

25. Батарея, состоящая из N элементов с ЭДС = 1,84 В и внутренним сопротивлением r = 0,5 Ом каждый, собрана из нескольких групп, соединенных последовательно. В каждой группе содержится по n = 4 элемента, соединенных параллельно. Сопротивление внешней цепи R = 3 Ом. При такой группировке элементов во внешнем участке цепи получается максимальная сила тока. Определите число N элементов в батарее и максимальную силу тока I.

Источник

Закон Ома для полной цепи

Если закон Ома для участка цепи знают почти все, то закон Ома для полной цепи вызывает затруднения у школьников и студентов. Оказывается, все до боли просто!

Идеальный источник ЭДС

Давайте вспомним, что такое ЭДС. ЭДС – это что-то такое, что создает электрический ток. Если к такому источнику напряжения подцепить любую нагрузку (хоть миллиард галогенных ламп, включенных параллельно), то он все равно будет выдавать такое же напряжение, какое-бы он выдавал, если бы мы вообще не цепляли никакую нагрузку.

Короче говоря, какая бы сила тока не проходила через цепь резистора, напряжение на концах источника ЭДС будет всегда одно и тоже. Такой источник ЭДС называют идеальным источником ЭДС.

Но как вы знаете, в нашем мире нет ничего идеального. То есть если бы в нашем аккумуляторе был идеальный источник ЭДС, тогда бы напряжение на клеммах аккумулятора никогда бы не проседало. Но оно проседает и тем больше, чем больше силы тока потребляет нагрузка. Что-то здесь не так. Но почему так происходит?

Внутреннее сопротивление источника ЭДС

Дело все в том, что в аккумуляторе “спрятано” сопротивление, которое условно говоря, цепляется последовательно с источником ЭДС аккумулятора. Называется оно внутренним сопротивлением или выходным сопротивлением. Обозначается маленькой буковкой “r “.

Выглядит все это в аккумуляторе примерно вот так:

Итак, что у нас получается в чистом виде?

Лампочка – это нагрузка, которая обладает сопротивлением. Значит, еще больше упрощаем схему и получаем:

Имеем идеальный источник ЭДС, внутреннее сопротивление r и сопротивление нагрузки R. Вспоминаем статью делитель напряжения. Там говорится, что напряжение источника ЭДС равняется сумме падений напряжения на каждом сопротивлении.

На резисторе R падает напряжение UR , а на внутреннем резисторе r падает напряжение Ur .

Теперь вспоминаем статью делитель тока. Сила тока, протекающая через последовательно соединенные сопротивления везде одинакова.

Вспоминаем алгебру за 5-ый класс и записываем все то, о чем мы с вами сейчас говорили. Из закона Ома для участка цепи получаем, что

Закон Ома для полной цепи

Итак, последнее выражение носит название “закон Ома для полной цепи”

закон Ома для полной цепи формула

Е – ЭДС источника питания, В

R – сопротивление всех внешних элементов в цепи, Ом

I – сила ток в цепи, А

r – внутреннее сопротивление источника питания, Ом

Просадка напряжения

Итак, знакомьтесь, автомобильный аккумулятор!

автомобильный аккумулятор

Для дальнейшего его использования, припаяем к нему два провода: красный на плюс, черный на минус

Наш подопечный готов к бою.

Теперь берем автомобильную лампочку-галогенку и тоже припаяем к ней два проводка с крокодилами. Я припаялся к клеммам на “ближний” свет.

Первым делом давайте замеряем напряжение на клеммах аккумулятора

12,09 вольт. Вполне нормально, так как наш аккумулятор выдает именно 12 вольт. Забегу чуток вперед и скажу, что сейчас мы замерили именно ЭДС.

Подключаем галогенную лампу к аккумулятору и снова замеряем напряжение:

Видели да? Напряжение на клеммах аккумулятора просело до 11,79 Вольт!

А давайте замеряем, сколько потребляет тока наша лампа в Амперах. Для этого составляем вот такую схемку:

Желтый мультиметр у нас будет замерять напряжение, а красный мультиметр – силу тока. Как замерять с помощью мультиметра силу тока и напряжение, можно прочитать в этой статье.

Смотрим на показания приборов:

Как мы видим, наша лампа потребляет 4,35 Ампер. Напряжение просело до 11,79 Вольт.

Давайте вместо галогенной лампы поставим простую лампочку накаливания на 12 Вольт от мотоцикла

Лампочка потребляет силу тока в 0,69 Ампер. Напряжение просело до 12 Вольт ровно.

Какие выводы можно сделать? Чем больше нагрузка потребляет силу тока, тем больше просаживается напряжение на аккумуляторе.

Как найти внутреннее сопротивление источника ЭДС

Давайте снова вернемся к этой фотографии

Так как у нас в этом случае цепь разомкнута (нет внешней нагрузки), следовательно сила тока в цепи I равняется нулю. Значит, и падение напряжение на внутреннем резисторе Ur тоже будет равняться нулю. В итоге, у нас остается только источник ЭДС, у которого мы и замеряем напряжение. В нашем случае ЭДС=12,09 Вольт.

Как только мы подсоединили нагрузку, то у нас сразу же упало напряжение на внутреннем сопротивлении и на нагрузке, в данном случае на лампочке:

Сейчас на нагрузке (на галогенке) у нас упало напряжение UR=11,79 Вольт, следовательно, на внутреннем сопротивлении падение напряжения составило Ur=E-UR=12,09-11,79=0,3 Вольта. Сила тока в цепи равняется I=4,35 Ампер. Как я уже сказал, ЭДС у нас равняется E=12,09 Вольт. Следовательно, из закона Ома для полной цепи высчитываем, чему у нас будет равняться внутреннее сопротивление r

Вывод

Внутреннее сопротивление бывает не только у различных химических источников напряжения. Внутренним сопротивлением также обладают и различные измерительные приборы. Это в основном вольтметры и осциллографы.

Читайте также:  Применимы ли законы кирхгофа для разветвленной цепи переменного тока

Дело все в том, что если подключить нагрузку R, сопротивление у которой будет меньше или даже равно r, то у нас очень сильно просядет напряжение. Это можно увидеть, если замкнуть клеммы аккумулятора толстым медным проводом и замерять в это время напряжение на клеммах. Но я не рекомендую этого делать ни в коем случае! Поэтому, чем высокоомнее нагрузка (ну то есть чем выше сопротивление нагрузки R ), тем меньшее влияние оказывает эта нагрузка на источник электрической энергии.

Вольтметр и осциллограф при замере напряжения тоже чуть-чуть просаживают напряжение замеряемого источника напряжения, потому как являются нагрузкой с большим сопротивлением. Именно поэтому самый точный вольтметр и осциллограф имеют ну очень большое сопротивление между своими щупами.

Источник



Контрольная работа по физике Закон Ома для замкнутой цепи 11 класс

Контрольная работа по физике Закон Ома для замкнутой цепи. Работа и мощность тока 11 класс с ответами. Контрольная работа включает 4 варианта, в каждом варианте по 7 заданий.

1 вариант

1. Определите силу тока и паде­ние напряжения на проводнике R1 электрической цепи, изображенной на рисунке 121, если R1 = 2 Ом, R2 = 4 Ом, R3 = 6 Ом, ЭДС аккумуля­тора Ε = 4 В, его внутреннее сопро­тивление r = 0,6 Ом.

Электрическая цепь Рисунок 121

2. Какую работу совершит ток силой 2 А за 5 мин при напряжении в цепи 15 В?

3. Определите мощность тока в электрической лампе, включенной в сеть напряжением 220 В, если известно, что сопротивление нити накала лампы 1936 Ом.

4. Рассчитайте ЭДС и внутреннее сопротивление источ­ника тока, если при внешнем сопротивлении 3,9 Ом сила тока в цепи равна 0,5 А, а при внешнем сопротивлении 1,9 Ом сила тока равна 1 А.

5. ЭДС источника тока равна 1,6 В, его внутреннее сопро­тивление 0,5 Ом. Чему равен КПД источника при силе тока 2,4 А?

6. Электрический чайник имеет два нагревателя. При включении одного из них вода в чайнике за­кипает за 10 мин, при включении второго — за 40 мин. Через сколько времени закипает вода, если оба нагревателя включены последовательно?

7. Найдите силу тока в каждом сопротивлении (рис. 122), а так­же ЭДС источника с малым внут­ренним сопротивлением, если R1 = 7,5 Ом, R2 = 4 Ом, R3 = 12 Ом, R4 = 6 Ом, R5 = 3 Ом, R6 = 6 Ом и показание амперметра I = 10 А.

Электрическая цепь Рисунок 122

2 вариант

1. Определите силу тока в проводнике R2 и напряжение на проводнике R1 (рис. 123), если ЭДС источника равна Ε = 2 В, а его внутреннее сопротивление равно r = 0,4 Ом, R1 = 6 Ом, R2 = 9 Ом.

Электрическая цепь Рисунок 123

2. Рассчитайте количество теплоты, которое выделит за 5 мин проволочная спираль сопро­тивлением 50 Ом, если сила тока равна 1,5 А.

3. Определите сопротивление нити накала лампочки, имеющей номинальную мощность 100 Вт, включенной в сеть с напряжением 220 В.

4. Электродвигатель трамвая работает при силе тока 108 А и напряжении 500 В. Какова скорость трамвая, если дви­гатель создает силу тяги 3,6 кН, а его КПД равен 70%?

5. Какова сила тока в проводнике с сопротивлением R4 (рис. 124), ес­ли ЭДС источника Ε = 3 В, а внут­реннее сопротивление r = 1 Ом, R1 = R4 = 1,75 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 6 Ом?

Электрическая цепь Рисунок 124

6. На рисунке 125 изображена схема электрической цепи, в которой ЭДС ис­точника Ε = 20 В, внутреннее сопротив­ление источника r = 1 Ом, R1 = 4 Ом, R2 = 3 Ом, R3 = 12 Ом, R4 = 6 Ом. Найди­те показания амперметра и вольтметра. Рассчитайте напряжение и силу тока на каждом проводнике.

Электрическая цепь Рисунок 125

7. Определите ЭДС и внутреннее сопротив­ление аккумулятора, если при силе тока 15 А он дает во внешнюю цепь 135 Вт, а при силе тока 6 А во внешней цепи выделяется 64,8 Вт.

3 вариант

1. Определите сопротивление электрического паяльника, потребляющего ток мощностью 300 Вт от сети напряже­нием 220 В.

2. Электрическая печь, сопротивление которой 100 Ом, потребляет ток 2 А. Определите потребляемую электро­энергию за 2 ч непрерывной работы печи.

3. На рисунке 126 изображена схема электрической цепи. Определите сопротивление проводника R2 и падение напряжения на нем, если ЭДС источника Ε = 60 В, его внутреннее сопротивление r = 2 Ом, сила тока в цепи I = 2 А, R1 = 20 Ом.

Электрическая цепь Рисунок 126

4. Что покажут амперметры и вольт­метр (рис. 127) при положениях пе­реключателя 1, 2, 3, если ЭДС ис­точника Ε = 6 В, его внутреннее со­противление r = 1,2 Ом, R1 = 8 Ом и R2 = 4,8 Ом?

Электрическая цепь Рисунок 127

5. Подъемный кран поднимает груз массой 8,8 т на высоту 10 мв течение 50 с. Определите напряжение в цепи, если сила тока, потребляемого кра­ном, равна 100 А, КПД крана 80%.

6. Электрический чайник имеет два нагревателя. При включении одного из них вода в чайнике закипает за 10 мин, при включении второго — за 40 мин. Через сколько времени закипает вода, если оба нагревателя включены параллельно?

7. К источнику с ЭДС равной 18 В и внутренним сопротивлением 0,2 Ом подключены три одинаковых проводника сопротивлением 4,5 Ом каж­дый, соединенных по схеме, показан­ной на рисунке 128. Сопротивлением соединительных проводов пренеб­речь. Определите силу тока в каждом сопротивлении.

Читайте также:  Работа в цепи с изменяющим током

Электрическая цепь Рисунок 128

4 вариант

1. В лампочке карманного фонаря сила тока равна 0,2 А. Вычислите электрическую энергию, получаемую лампоч­кой за каждые 3 мин, если напряжение на лампочке со­ставляет 3,6 В.

2. Электродвигатель, включенный в сеть, работал 2 ч. Расход энергии при этом составил 1600 кДж. Определите мощность электродвигателя.

3. Источник тока с ЭДС 4,5 В и внутренним сопротивлени­ем 1,5 Ом включен в цепь, состоящую из двух проводников сопротивлением по 10 Ом каждый, соединенных между со­бой параллельно, и третьего проводника сопротивлением 2,5 Ом, подсоединенного последовательно к двум первым. Чему равна сила тока в неразветвленной части цепи?

4. Лифт массой 2 т поднимается рав­номерно на высоту 20 м за 1 мин. На­пряжение на зажимах электродвига­теля 220 В, его КПД 92%. Определите силу тока в цепи электродвигателя.

5. Рассчитайте силу тока в цепи и в проводнике R3 (рис. 129), если ба­тарея состоит из трех параллельно соединенных элементов с ЭДС Ε = 1,44 В и внутренним сопротивле­нием r = 0,6 Ом каждый, R1 = R2 = 1,2 Ом, R3 = 2 Ом, R4 = 3 Ом.

Электрическая цепь Рисунок 129

6. Обмотка электродвигателя посто­янного тока сделана из провода об­щим сопротивлением 2 Ом. В обмотке работающего двигателя, включенно­го в сеть напряжением 110 В, сила то­ка 10 А. Какую мощность потребляет двигатель? Каков КПД двигателя?

7. Каковы показания амперметра и вольтметра, включенных в схему, изображенную на рисунке 130, если ЭДС источника Ε = 7,5 В, его внут­реннее сопротивление r = 0,5 Ом, R1 = 1,8 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 3 Ом, R4 = 6 Ом? Найдите силу тока и на­пряжение для каждого из резисторов.

Электрическая цепь Рисунок 130

Ответы на контрольную работа по физике Закон Ома для замкнутой цепи. Работа и мощность тока 11 класс
1 вариант
1. 0,8 А; 1,6 В
2. 9000 Дж
3. 25 Вт
4. 0,1 Ом; 2 В
5. 25%
6. 50 мин
7. 7,5 А; 2,5 А; 2,5 А; 5 А; 2,5 А; 120 В
2 вариант
1. 0,5 А; 1,8 В
2. 33,75 кДж
3. 484 Ом
4. 10,5 м/с
5. ≈ 0,13 А
6. 5 А; 15 В; 1,9 А; 2,5 А; 0,6 А; 2,5 А; 7,5 В; 7,5 В; 7,5 В
7. 12 В, 0,2 Ом
3 вариант
1. 161,3 Ом
2. 2,88 МДж
3. 8 Ом; 16 В
4.
для положения 1: 5 А; 0; 0;
для положения 2: 0; 0; 6 В;
для положения 3: 1,43 А; 0,9 А; 4,2 В
5. 220 В
6. 8 мин
7. 3,53 А
4 вариант
1. 129,6 Дж
2. 220 Вт
3. 0,5 А
4. 32,9 А
5. 0,72 А; 0,43 А
6. 1,1 кВт; 82%
7. 3 А; 6 В; 2 А; 1,2 А; 0,8 А; 1 А; 3,6 В; 2,4 В; 2,4 В; 6 В

Источник

Упражнение 19

Решение упражнений к учебнику Г.Я.Мякишева, Б.Б.Буховцева

1. Электроны, летящие к экрану телевизионной трубки, образуют электронный пучок. В какую сторону направлен ток пучка?

Упражнение 19

2. Определите площадь поперечного сечения и длину медного проводника, если его сопротивление 0,2 Ом, а масса 0,2 кг. Плотность меди 8900 кг/м3, удельное сопротивление 1,7 • 10 -8 Ом • м.

Упражнение 19

3. К концам медного проводника длиной 300 м приложено напряжение 36 В. Найдите среднюю скорость упорядоченного движения электронов в проводнике, если концентрация электронов проводимости в меди 8,5 • 10 28 м-3.

Упражнение 19

4. За некоторый промежуток времени электрическая плитка, включенная в сеть с постоянным напряжением, выделила количество теплоты Q. Какое количество теплоты выделят за то же время две такие плитки, включенные в ту же сеть последовательно? параллельно? Изменение сопротивления спирали в зависимости от температуры не учитывать.

Упражнение 19

5. Чему равно напряжение на клеммах гальванического элемента с ЭДС, равной Е, если цепь разомкнута?

Упражнение 19

6. Чему равна сила тока при коротком замыкании аккумулятора с ЭДС Е = 12 В и внутренним сопротивлением r = 0,01 Ом?

Упражнение 19

7. Батарейка длл карманного фонаря замкнута на резистор переменного сопротивления. При сопротивлении резистора 1,65 Ом напряжение на нем равно 3,30 В, а при сопротивлении 3,50 Ом напряжение равно 3,50 В. Определите ЭДС и внутреннее сопротивление батарейки.

Упражнение 19

8. Источники тока с ЭДС 4,50 и 1,50 В и внутренними сопротивлениями 1,50 и 0,50 Ом, соединенные, как показано на рисунке 15.11, питают лампу от карманного фонаря. Какую мощность потребляет лампа, если известно, что сопротивление ее нити в нагретом состоянии равно 23 Ом?

Упражнение 19

9. Замкнутая цепь питается от источника с ЭДС Е = 6 В и внутренним сопротивлением 0,1 Ом. Постройте графики зависимости силы тока в цепи, напряжения и мощности на зажимах источника от сопротивления внешнего участка.

Упражнение 19

10. Два элемента, имеющие одинаковые ЭДС по 4,1 В и одинаковые внутренние сопротивления по 4 Ом, соединены одноименными полюсами, от которых сделаны выводы, так что получилась батарейка. Какую ЭДС и какое внутреннее сопротивление должен иметь элемент, которым можно было бы заменить такую батарейку?

Источник