Задание 4. № 11853. Решение.. Решение.. Решение.. Решение.. Задание 14. № 3232. Решение.. Решение.. Решение.. Решение.. Решение.. Решение.. Пояснение.

Задание 4. № 11853

Изначально незаряженный конденсатор заряжается в течение 10 с электрическим током, средняя сила которого за время зарядки равна 0, 3 мА. К моменту окончания зарядки конденсатора в нём запасается энергия 9 Дж. Чему равна электрическая ёмкость конденсатора? Ответ выразите в мкФ и округлите до десятых долей.

Решение.

Заряд, накопленный на конденсаторе, равен Энергия, запасённая в конденсаторе, вычисляется по формуле: откуда

Ответ: 0, 5.

Задание 5. В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, измерительные приборы идеальные, вольтметр показывает значение напряжения 8 В, а амперметр — значение силы тока 2 А. Какое количество теплоты выделится в резисторе за 1 секунду?

1) 4 Дж 2) 0, 25 Дж 3) 16 Дж 4) 32 Дж

Решение.

То, что приборы идеальные, означает, что они своим присутствием не вносят никаких изменений в схему, и их показания отражают реальные значения силы тока и напряжения в цепи. Количество теплоты, выделяющейся на резисторе за время t связано с напряжением на резисторе и текущим через него током соотношением:

Таким образом, за 1 с на резисторе выделится тепло:

Ответ: 16.

Задание 6. Резистор с сопротивлением R подключают к источнику тока с ЭДС и внутренним сопротивлением Если подключить этот резистор к источнику тока с ЭДС и внутренним сопротивлением то мощность, выделяющаяся в этом резисторе.

1) увеличится в 2 раза 2) увеличится в 4 раза 3) уменьшится в 8 раз 4) не изменится

Решение. Согласно закон Ома для полной цепи, ток, текущий через резистор равен Следовательно, мощность, выделяющаяся в резисторе: Таким образом, поскольку а заключаем, что выделяемая на резисторе мощность увеличится в 4 раза.

Обратите внимание, что зависимость данной величины от внутреннего сопротивления источника менее тривиальна. Правильный ответ: 2.

Задание 7. Как изменится сопротивление участка цепи АВ, изображенного на рисунке, если ключ К разомкнуть?

Сопротивление каждого резистора равно 4 Ом.

1) уменьшится на 4 Ом 2) уменьшится на 2 Ом 3) увеличится на 2 Ом 4) увеличится на 4 Ом

Решение. До размыкания ключа резисторы, изображенные на рисунке вертикально, закорочены, схема представляет собой просто резистор R.

Если разомкнуть ключ, «вертикальные» резисторы перестанут быть закороченным и схема станет представлять собой последовательное соединение резистора R с двумя параллельно соединенными резисторами R. Следовательно сопротивление участка цепи после размыкания ключа будет равно

Таким образом, сопротивление участка цепи увеличится на 2 Ом. Ответ: 3.

Задание 8. На участке цепи, изображенном на рисунке, сопротивление каждого из резисторов равно R.

Полное сопротивление участка при замкнутом ключе К равно

1) 2) R 3) 2R 4) 3R

Решение. После замыкания ключа правая половина схемы окажется закороченной, получившаяся схема будет эквивалента двум подключенным параллельно резисторам.

Полное сопротивление участка при замкнутом ключе равно

Ответ: 0, 5.

Задание 9. Участок цепи состоит из трех последовательно соединенных резисторов, сопротивления которых равны r, 2r и 3r Сопротивление участка уменьшится в 1, 5 раза, если убрать из него

1) первый резистор 2) второй резистор 3) третий резистор 4) первый и второй резисторы

2) Решение.

Участок цепи, состоящий из трех последовательно соединенных резисторов с сопротивлениями r, 2r и 3r, имеет сопротивление Чтобы уменьшить это сопротивление в 1, 5 раза, то есть сделать его равным

необходимо убрать сопротивление 2r. Следовательно, нужно убрать второй резистор.

Ответ: 2.

Задание 10. На рисунке представлена электрическая цепь. Амперметр и вольтметр считайте идеальными. Вольтметр показывает напряжение 2 В. Амперметр показывает силу тока

1) 0, 2 А 2) 0, 5 А 3) 0, 8 А 4) 1, 2 А

Решение. Реостат, два резистора с сопротивлениями 4 Ом и 6 Ом и амперметр подключены последовательно, а значит, через них течет одинаковый ток. Используя закон Ома для участка цепи, определим силу тока, текущего через резистор с сопротивлением 4 Ом: Именно такую силу тока и показывает амперметр. Ответ: 0, 5.

Задание 11. Два резистора включены в электрическую цепь параллельно, как показано на рисунке. Значения силы тока в резисторах , . Для сопротивлений резисторов справедливо соотношение

1) 2) 3) 4)

Решение.

При параллельном соединении напряжения на резисторах совпадают. Согласно закону Ома для участка цепи: Следовательно, Ответ: 0, 25.

Задание 12. Схема электрической цепи показана на рисунке. Когда ключ К разомкнут, идеальный вольтметр показывает 8 В. При замкнутом ключе вольтметр показывает 7 В. Сопротивление внешней цепи равно 3, 5 Ом. Чему равно ЭДС источника тока?

1) 7 В 2) 8 В 3) 15 В 4) 24, 5 В

Решение.

Поскольку показания вольтметра, подсоединенного к источнику меняются при замыкании ключа, это означает, что источник не идеальный, и его внутренне сопротивление отлично от нуля. Показания во втором случае меньше, так как через источник начинает течь ток, и часть напряжения падает на внутреннем сопротивлении. В первом же случае, тока в сети нет. Более точно говоря, ток был, пока происходила зарядка конденсатора, но после того, как конденсатор зарядился, ток прекратился. А значит, в первом случае, вольтметр показывает ЭДС источника. Она равна 8 В.

Ответ: 8.

Задание 13.

На рисунке изображена схема участка электрической цепи, состоящего из трёх резисторов R₁, R₂, R₃. На каком из следующих рисунков приведена электрическая схема этого участка цепи, эквивалентная заданной?

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

Задание 14. № 3232

На рисунке представлена электрическая цепь. Вольтметр показывает напряжение 12 В. Какую силу тока показывает амперметр? (Ответ выразите в амперах. Амперметр и вольтметр считайте идеальными. )

Решение.

Реостат, два резистора с сопротивлениями 4 Ом и 6 Ом и амперметр подключены последовательно, а значит, через них течет одинаковый ток. Вольтметр подключен к участку цепи, представляющему собой последовательное соединение двух резисторов. Общее сопротивление этого участка цепи равно Используя закон Ома, определим силу тока, текущего через резисторы: Именно такую силу тока и показывает амперметр.

Ответ: 1, 2.

Задание 15. На рисунке показана схема участка электрической цепи. По участку АВ течёт постоянный ток А. Какое напряжение показывает идеальный вольтметр, если сопротивление Ом?

1) 1В 2) 2 В 3) 3 В 4) 0

Решение. Идеальный вольтметр покажет напряжение на резисторе которое по закону Ома равно Верхний участок цепи и нижний участок цепи в параллельном участке имеют одинаковое сопротивление, поэтому сила тока в этих участках одинаковая и Тогда

Ответ: 1.

Задание 16 По участку АВ течёт ток I = 4 А. Какое напряжение показывает идеальный вольтметр?

1) 1В 2) 2 В 3) 6 В 4) 4 В

Решение.

Вольтметр покажет напряжение где — напряжение на двух нижних резисторах в параллельном участке. При параллельном соединении напряжение одинаково, следовательно, по закону Ома Тогда

Ответ: 6.

Задание 17. В распоряжении ученика имеются 3 резистора сопротивлениями 2 Ом, 3 Ом

и 6 Ом. Пробуя соединять эти резисторы различными способами, ученик

может получить участки цепи, минимальное и максимальное сопротивление

которых равны

1) 2 Ом и 6 Ом 2) 2 Ом и 7, 2 Ом 3) 2 Ом и 9 Ом 4) 1 Ом и 11 Ом

Задание 18. Если между контактами 1 и 2 схемы, изображённой на рисунке, включить источник напряжения с ЭДС 50 В и малым внутренним сопротивлением, то идеальный вольтметр, подключённый к контактам 3 и 4, показывает напряжение 20 В, а идеальный амперметр — силу тока, равную 1 А. Если теперь поменять местами источник и вольтметр, то он показывает напряжение 14 В. Какой ток показывает теперь амперметр?

Решение.

Как видно из схемы, в первом случае ток силой 1 А течёт через последовательно соединённые резисторы и причём на последнем падает напряжение 20 В. Таким образом, из закона Ома для участка цепи следует, что сопротивление резистора

Согласно закону Ома для полной цепи, падение напряжения на резисторе равно разности ЭДС источника и показаний вольтметра, то есть 50 – 20 = 30 В, и сопротивление резистора таким образом, равно

После того, как источник и вольтметр поменяли местами, падение напряжения на резисторе стало равным 50 – 14 = 36 В и согласно закону Ома для участка цепи сила тока, текущего через последовательно соединённые резисторы и стала равной 36 В/30 Ом = 1, 2 А.

Ответ: во втором случае амперметр показывает ток 1, 2 А.

Задание 19. На фотографии — электрическая цепь.

Показания включенного в цепь амперметра даны в амперах. Какое напряжение покажет идеальный вольтметр, если его подключить параллельно резистору 3 Ом?

1) 0, 8 В 2) 1, 6 В 3) 2, 4 В 4) 4, 8 В

Решение. Согласно закону Ома, сила тока, сопротивление проводника и напряжение между его концами связаны соотношением Все резисторы подключены последовательно, а значит, через них всех течет одинаковый ток силой 0, 8 A. Таким образом, идеальный вольтметр, подключенный параллельно к резистору 3 Ом, покажет напряжение Ответ: 2, 4.

Задание 20. Лампочка Л1 имеет сопротивление R, а лампочка Л2 имеет сопротивление 2R. Эти лампочки подключают двумя разными способами, изображёнными на рисунках 1 и 2. Во сколько раз отличаются мощности, выделяющиеся в лампочке Л1 в первом и во втором случае?

Решение.

Формула для нахождения мощности:

В случае параллельного соединения (рисунок 1). На каждом участке цепи

В случае последовательного соединения (рисунок 2) Для нахождения тока используем закон Ома: Тогда Ответ: 9.

21. На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник тока с ЭДС и два резистора: и. Если ключ К замкнуть, то как изменятся следующие три величины: сила тока через резистор; напряжение на резисторе; суммарная тепловая мощность, выделяющаяся на внешнем участке цепи? Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Сила тока через резистор	Напряжение на резисторе	Суммарная тепловая мощность, выделяющаяся на внешнем участке цепи

Решение.

Если ключ К разомкнут, то через резистор течет ток, а значит, на нем, согласно закону Ома для участка цепи ( ), падает ненулевое напряжение. Напротив, если ключ К замкнуть, то резистор окажется закороченным (к нему параллельно будет подсоединен провод с нулевым сопротивлением). При этом ток через него течь не будет, с напряжение на нам станет равным нулю. Таким образом, напряжение на резисторе при замыкании ключа уменьшается.

Сила тока в цепи связана с ЭДС и сопротивлением нагрузки соотношением: При замыкании ключа сопротивление нагрузки уменьшается (было а стало ). Следовательно, сила тока через резистор увеличивается.

Остается разобраться с суммарной тепловой мощностью. Она зависит от полного сопротивления нагрузки:

Так как сопротивление нагрузки уменьшается, выделяющаяся мощность увеличивается.

Ответ: 121.

Задание 22. К источнику тока подключены реостат, амперметр и вольтметр (рисунок 1). При изменении положения ползунка реостата в результате наблюдения за приборами были получены зависимости, изображённые на рисунках 2 и 3 ( — сопротивление включённой в цепь части реостата).

Выберите верное(-ые) утверждение(-я), если таковое(-ые) имеется(-ются).

А. Внутреннее сопротивление источника тока равно 2 Ом.

Б. ЭДС источника тока равна 15 мВ.

1) только А 2) только Б 3) и А, и Б 4) ни А, ни Б

Пояснение. Согласно закону Ома для полной цепи, ток равен . Вольтметр показывает напряжение на реостате, то есть . Если положить в первой формуле , то мы получим ток короткого замыкания, из первого графика он равен 30 мА: . С другой стороны, если устремить сопротивление реостата к бесконечности, в знаменателе второй формулы можно будет пренебречь внутренним сопротивлением по сравнению с сопротивлением реостата и показания вольтметра будет стремиться с ЭДС источника. Из второго графика видно, что напряжение на реостате стремится к 15 мВ. Таким образом , внутреннее сопротивление источника равно . Таким образом, верно только утверждение Б. Правильный ответ: 2

Задание 23. На графике представлены результаты измерения напряжения на концах участка AB цепи постоянного тока, состоящего из двух последовательно соединённых резисторов, при различных значениях сопротивления резистора R₂ и неизменной силе тока I (см. рисунок). С учётом погрешностей измерений (Δ R = ±1 Ом; Δ U = ±0, 2 В) найдите сопротивление резистора R₂, при котором напряжение на концах участка цепи АВ равно 4, 5 В.

1) 50 Ом 2) 80 Ом 3) 65 Ом 4) 40 Ом

Пояснение.

Напряжение в цепи Зависимость напряжения от тока в цепи — линейная, значит, все измеренные значения должны укладываться на прямую. Проведём такую прямую на графике. Сила тока будет равняться тангенсу угла наклона этой прямой к горизонтальной оси. Видно, что напряжению в 4, 5 В соответствует сопротивление приблизительно равное 50 Ом. Ответ: 50 Ом

Задание 24. Исследовалась зависимость напряжения на обкладках конденсатора от заряда этого конденсатора. Результаты измерений представлены в таблице.

q, мКл		0, 01	0, 02	0, 03	0, 04	0, 05
U, В		0, 04	0, 12	0, 16	0, 22	0, 24

Погрешности измерений величин q и U равнялись соответственно 0, 005 мКл и 0, 01 В. Емкость конденсатора примерно равна

1) 200 мкФ 2) 800 пФ 3) 100 нФ 4) 3 нФ

Решение. Рассчитаем для каждого измерения величину ёмкости конденсатора и усредним получившиеся значения.

q, мКл		0, 01	0, 02	0, 03	0, 04	0, 05
U, В		0, 04	0, 12	0, 16	0, 22	0, 24
C, мкФ	—

Среднее значение равно

Ответ: 200.

Задание 25. Конденсатор подключили к источнику тока через резистор сопротивлением 5 кОм. Результаты измерений напряжения между обкладками конденсатора представлены в таблице.

U, В		3, 8	5, 2	5, 7	5, 9	6, 0	6, 0	6, 0
t, c

Приведенные в таблице данные согласуются с утверждением, что

1) на интервале времени от 0 до 5 с сила тока через резистор с течением времени монотонно убывает

2) на интервале времени от 0 до 5 с сила тока через резистор с течением времени монотонно возрастает

3) на интервале времени от 0 до 5 с сила тока через резистор равна нулю

4) сила тока через резистор сначала убывает, затем возрастает

⇐ Предыдущая 123 4 5 Следующая ⇒