Лабораторные работы №2.4. Определение ЭДС источника методом компенсации №2.5. Измерение сопротивления проводников мостиком Уинстона №2.6. Изучение обобщенного закона Ома
Теоретический минимум
Сила и плотность тока. Связь между вектором плотности тока и скоростью упорядоченного движения зарядов.
Законы Ома и Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.
Сторонние силы, ЭДС и напряжение.
Обобщенный закон Ома.
Правила Кирхгофа и их применение к расчету разветвленных цепей.
Классическая теория электропроводности металлов. Вывод законов Ома и Джоуля-Ленца на основе электронной теории.
Контрольные задания
Вариант 1
1. Дайте понятие силы и плотности тока. Какова связь плотности тока со скоростью упорядоченного движения зарядов?
2. Количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника, изменяется со временем по закону q = 9 + 8t – t2. Через какое время ток поменяет свое направление на противоположное?
3. Амперметр с сопротивлением RA = 0,16 Ом зашунтирован сопротивлением R = 0,04 Ом. Чему равен ток в цепи, если амперметр показывает ток I0 = 8 А?
4. При прохождении через проводник электрического тока за время t выделилось количество теплоты, равное Q. Объем проводника V, удельное сопротивление . Чему равна напряженность электрического поля в проводнике?
5. В представленной схеме ЭДС первого и второго источников равны E1=E2 =2В, ЭДС третьего E3 = 5 В, сопротивления R1 = 1 Ом, R2 = R3 = 2 Ом. Какова разность потенциалов между точками А и В ?
6. Если две электрические лампочки сопротивлением 200 Ом и 300 Ом включены в сеть параллельно, то во сколько раз отличаются потребляемые ими мощности?
Вариант 2
1. Сформулируйте закон Ома в интегральной и дифференциальной форме для однородного и неоднородного участка цепи.
2. Ток в проводнике меняется со временем по уравнению
I = 4 + 2t (А).
Какое количество электричества, пройдет через поперечное сечение проводника за время 5 с ?
3. ЭДС батареи аккумуляторов 12 В. Если сила тока в цепи равна 4 А, а напряжение на клеммах батареи 11 В, то чему будет равен ток короткого замыкания?
 
4. Чему равно показание амперметра, если E = 6 В, R1 =4 Ом, R2 = 6 Ом, RV = 12 Ом?
5. Чему равна удельная тепловая мощность в медном проводе при плотности электрического тока 10 А/см2? Удельное сопротивление меди 17 нОм∙м.
6. Три батареи с ЭДС равными 12 В, 5 В и 10 В и одинаковыми внутренними сопротивлениями r = 1 Ом, соединены между собой одноименными полюсами. Какова сила тока, проходящая через первую батарею?
Вариант 3
1. Какую роль выполняют сторонние силы в источнике тока? Электродвижущая сила и ее связь с напряженностью поля сторонних сил.
2. Ток в проводнике меняется со временем по уравнению
I = 4 + 2t (А).
Какое количество электричества пройдет через поперечное сечение проводника за время от t1 = 2с до t2 = 6с?
3
. Что показывает амперметр в данной цепи? Параметры цепи: E = 6 В, R1 = 4 Ом, R2 = 6 Ом, RV = 12 Ом.
4. По проводу сечением S и удельным сопротивлением течет ток I. Получите выражение для силы, действующей на отдельные свободные электроны со стороны электрического поля.
5. Три батареи с ЭДС равными 12 В, 5 В, 10 В и одинаковыми внутренними сопротивлениями r = 1 Ом, соединены между собой одноименными полюсами.
Какова сила тока, проходящая через вторую батарею?
6. На каком из резисторов при прохождении постоянного тока выделится максимальное количество теплоты?
Вариант 4
1. Как определяется работа и мощность тока? Сформулируйте закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной форме.
2. Неоднородный участок цепи это –
1) участок, на котором действуют только электрические силы;
2) участок, на котором действуют электрические и сторонние силы;
3) участок, на котором действуют только сторонние силы;
4) участок с неоднородным удельным сопротивлением.
3. Как изменится ток короткого замыкания, если два одинаковых источника тока пересоединить из параллельного соединения в последовательное?
4. Напряженность электрического поля в проводнике равна Е. Объем проводника V, удельное сопротивление . Какое количество теплоты выделится при прохождении через проводник электрического тока за время t ?
5. Чему равно падение напряжения внутри источника, если E = 2 В, r = 0,4 Ом, I =1 А?
6. Какой ток течет через сопротивление R при следующих параметрах схемы: E1=E2 =2В, r1= 1 Ом, r2 = 2 Ом, I1 = 1 А?
Вариант 5
1. Сформулируйте правила Кирхгофа для разветвленных цепей. Как определяются в уравнениях Кирхгофа знаки для ЭДС, токов и падений напряжений?
2. По проводнику сечением S течет ток I. Плотность и молярная масса материала проводника соответственно равны и М. На каждый атом материала приходится один свободный электрон. Получите выражение для средней скорости упорядоченного движения электронов вдоль проводника.
3. Что покажет вольтметр при следующих параметрах схемы: ЭДС=6 В, R1 = 4 Ом, R2 = 6 Ом, RV = 12 Ом?
4. Какое количество теплоты выделится за единицу времени в единице объема медного провода ( = 17 нОм∙м), при плотности тока j = 300 кА/м2 ?
5. Два параллельно соединенных элемента с одинаковыми ЭДС E1=E2 =2В и внутренними сопротивлениями r1 = 1 Ом, r2 = 1,5 Ом замкнуты на внешнее сопротивление R = 1,4 Ом. Определите ток, протекающий во внешней цепи.
6. Две электрические лампочки сопротивлением 100 Ом и 300 Ом включены в сеть последовательно. Как различаются мощности, потребляемые лампочками?
Вариант 6
1. От чего зависит сопротивление проводников? Каков физический смысл удельного сопротивления и удельной проводимости? Последовательное и параллельное соединение проводников.
2. Рассчитайте среднюю скорость упорядоченного движения электронов в проводнике с концентрацией n = 1029 м-3 при плотности тока j = 100 А/см2 .
3. Чему равно показание амперметра при следующих параметрах схемы: E = 6 В, R1 = 4 Ом, R2 = 6 Ом, RV = 12 Ом?
4. При какой плотности тока в медном проводе ( ) удельная тепловая мощность тока будет равна 720 Дж/м3∙с?
5
. Два параллельно соединенных элемента с одинаковыми ЭДС E1=E2 =2В и внутренними сопротивлениями r1 = 1 Ом, r2 = 1,5 Ом замкнуты на внешнее сопротивление R = 1,4 Ом. Чему равен ток, протекающий через второй элемент?
6. Обмотка электрического кипятильника имеет две секции. Если включена только первая секция, то вода закипает через время t1, если только вторая, то через время t2.
Через какое время закипит вода, если обе секции включить параллельно?
Вариант 7
1. Что представляет собой неоднородный участок цепи? Сформулируйте закон Ома для неоднородного участка цепи в интегральной и дифференциальной форме.
2. Ток в проводнике меняется со временем по уравнению
I = 18 - 6t (А).
Какое количество электричества, пройдет через поперечное сечение проводника за 6 секунд?
3
. Что покажет вольтметр при следующих параметрах схемы: E=6 В, R1 = 4 Ом, R2 = 6 Ом, RV = 12 Ом?
4. Каков КПД цепи, если
E = 2 В, r = 0,4 Ом, I = 1 А?
5. Лампочки мощностью W1 = 100 Вт и W2 = 200 Вт соединены последовательно и включены в цепь постоянного тока. Как будут относиться мощности, потребляемые лампочками в этом случае?
6. Три батареи с ЭДС равными 12 В, 5 В, 10 В и одинаковыми внутренними сопротивлениями r = 1 Ом, соединены между собой одноименными полюсами. Чему равна сила тока, проходящая через третью батарею?
|
