Физика-11кл-Касьянов-2002-ГДЗ (11 класс - Касьянов), страница 3

Ответ: U 2 = 2 В, U 4 = 8 В.I AB = I CD + I EF =№ 2.Дано:R3 = 3 OMКомбинации из 3-х резисторов:R5 = 5 OMR6 = 6 OMНайти:всекомбинации19Комбинации из 2-х резисторов:Комбинации из 1-ого резистора:№ 3.Дано:R1 = 40 Ом; R2 = 60 Ом;R3 = 120 Ом; R4 = 15 Ом;R5 = 25 Ом; ε = 240 BI1; I AC ; I 4 ; I 2 ; I1 − ?20Решение:RCA =R1R2 R3= 20 Oм,R1R2 + R2 R3 + R1R3Re = RCA + R4 + R5 = 60 Ом,I AB = I CA =εRe= I 5 = 4 A,U AC = R AC I AC = 80 B, U 4 = R4 I 4 = 60 B.R1, R2, R3 соединены параллельно, следовательно80⎡⎢ I1 = 40 = 2 A1 1 1 ⎫ ⎢I1 : I 2 : I 3 =:: ⎪80 4R1 R2 R3 ⎬ ⇒ ⎢ I 2 == A⎢60 3⎪I1 = I 2 = I 3 = I AB⎭ ⎢⎢ I = 80 = 2 A1120 3⎣⎢Ответ: I 5 = 4 A, U AC = 1,80 A, U 4 = 60 B,I2 =42A, I1 = A.33№ 4.Дано:R; C; U – ?q–?Решение:Найдем эквивалентное сопротивление цепи (см.рисунок) без учета конденсатора:2R ⋅ 2RRe = R += 2R .2R + 2RОбозначим напряжение в точке А как φa,а в точке В – φb.

Тогда вточке С напряжение будет таким же, как и в точке А, а в точке D,IRIRϕD = ϕB +.(– сила тока, который идет через верхний рези22стор.)21IR ⎫2 ⎪⎪3U = U.UU ⎬⎪ C 4I==R e 2 R ⎪⎭UC = U −Заряд на конденсаторе найдем по формуле q = CU C =3CU .43Ответ: q = CU .4№ 5.Дано:R, C, UUab – ?Решение:Решается аналогично предыдущей задаче.Ответ: Uab=0,05U.§ 13.

Измерение силы тока и напряженияОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1. Цифровые приборы усиливают сигнал, дают ему количественнуюоценку и выводят информацию на дисплей, а аналоговые основанына использовании поворота катушки в магнитном поле. Угол поворота катушки зависит от силы тока, протекающего по катушке.2.Амперметр – прибор для измерения силы тока. Он включается вцепь последовательно, и его сопротивление должно быть многоменьше сопротивления цепи. В противном случае амперметр сильноувеличит сопротивление цепи, что исказит показания прибора (тоесть он покажет меньшую силу тока).3.Максимальный угол поворота рамки в аналоговом амперметре ограничивает показания прибора (сила тока возрастает, а поворачиваться уже некуда). Шунт – проводник, который включают в цепьдля того, чтобы по нему пошла часть тока.

Тогда рамка с током повернется на меньший угол, и, исходя из угла поворота рамки и сопротивления шунта, можно рассчитать настоящую силу тока.224. Вольтметр – прибор для измерения напряжения. Если в цепьвключить вольтметр, то сопротивление цепи уменьшится. Чтобысвести это уменьшение к минимуму, следует делать сопротивлениевольтметра намного большим по сравнению с сопротивлением цепи.5.Для увеличения пределов измерения вольтметра к нему можно подключить дополнительное сопротивление. Если необходимо увеличить Umax в n раз, то дополнительное сопротивление должно быть вn раз больше сопротивления вольтметра. Напряжение на дополнительном сопротивлении и на вольтметре будут различаться в (n-1)раз.

Используя это соотношение, легко можно вычислить напряжение в цепи.ЗАДАЧИ№ 1.Дано:I = 10 mAR = 9, 9 ОмI ' =1 Ar–?Решение:U U⎧⎪⎪nI = R + rI'RnI = I ' ⇒ n = = 100 ; n ⎨⇒ I + I = nI ⇒ ;Ir⎪I = U⎪⎩RIRR9, 90 Ом⇒r==== 0,1 OM. ;I (n − 1) n − 1100 −1Ответ: n = 100, r = 0,1 OM.№ 2.Дано:I1 = 2 AI 2 = 50 Ar = 0, 05 OMR–?Решение:Из предыдущей задачи:U U⎫I2 = + ⎪R r ⎪ ⇒ I = I + I R ⇒ R = I 2 − I1 r =⎬211UrI1⎪I1 =⎪⎭R50 A − 2 A⋅ 0, 05 Ом = 1,2 Ом .2АОтвет: R = 1, 2 OM .=23№ 3.Дано:r1 = 2 AI1 = 2 AI 2 = 10 AU = 200 BR; r2 − ?Решение:В этой задаче амперметр играет роль вольтметра:U = IRg.U 200 BRg = == 100 ОмI2AU U⎫+R r ⎪⎪ ⇒ I = I + I R ⇒ R = I 2 − I1 r = 10 А − 2 А ⋅ 2 Ом = 4 Ом⎬2111U2Аr1I1⎪I1 =⎪⎭RI −IОтвет: R = 2 1 r1 = 4 OM , Rg = 100 Ом.I1I2 =№ 4.Дано:U1 = 6 BРешение:Un = 2 = 40U1R = 2 кOMСилатока, проходящего через вольтметр и дополU 2 = 240 Bнительное сопротивление, одинакова, следовательно:RD ; n − ?(m − 1)U 1 U1I==,RDRгде m = n + 1 – во сколько раз увеличивается предел измерения.RD = R (m − 1) = Rn = 80 кOм.Ответ: RD = 80 кОм, n = 40.№ 5.Дано:R = 103 Ом = 1 кОмU = 12 ВS = 10–7 м = 0,1 мм2l = 450 мρ = 2·10-7 Ом⋅мU1 – ?Решение:Дополнительное сопротивление можно найти по формуле:lRD = ρ ,SR(n − 1)U Uρl 1I== ⇒ n −1 = D =.RDRRS RПредел измерения увеличится в n раз.ρl2 ⋅10 −7 Ом ⋅ м ⋅ 450 м⇒ U1 = nU =U=⋅12 В = 120 B.SR10 7 м ⋅10 3 ОмОтвет: U1 = 120 B.24§ 14.

Тепловое действие электрического тока.Закон Джоуля-ЛенцаОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1. Энергия направленного движения заряженных частиц расходуется на нагрев кристаллической решетки проводника.2. Количество теплоты, которое получила кристаллическая решетка,равно работе электрического тока.3. Количество теплоты, которое выделилось в проводнике, прямопропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника ивремени прохождения тока по проводнику. Q = I2Rt.4. Мощность электрического тока – работа электрического поля, совершаемая при упорядоченном движении заряженных частиц по проводнику, отнесенная ко времени, за которое эта работа совершается.U2P = I 2 R = IU =R5.

Если проводники соединены последовательно, то мощность прямо пропорциональна их сопротивлению. Если параллельно – томощность обратно пропорциональны их сопротивлению.ЗАДАЧИ№ 1.Дано:q = 3мкКл = 10–6 КлU = 220 ВA–?№ 2.Дано:R = 20 ОмI = 15 Аt = 1 мин = 60 сQ–?№ 3.Дано:r, R1 = R2R–?Решение:По определениюA = qU = 3 ⋅10 −6 Кл ⋅ 220 В = 0, 66 ⋅10 −3 Дж.Ответ: A = 0, 66 ⋅10 −3 ДжРешение:По закону Джоуля-Ленца:Q =I 2 Rt =225 А 2 ⋅ 200 м ⋅ 60 с = 18 ⋅10 3 =18 кДж.Ответ: Q = 18 кДж.Решение:При последовательном соединении R1 = 2 Rпри параллельном соединении R2 =R225P = I 2 R1 =ε22R + r2R =ε2R1 + rR1 , следовательноε2R/2+rR / 2 ⇒ 2 R(RR+ r ) 2 = (2 R + r ) 2 ⇒222 R ( R + 2r ) 2 = 2 R (2 R + r ) 2 ⇒ R = rОтвет:R = r.№ 4.Дано:t1 = 10 мин = 600 ct2 = 15 мин 900 ctP; t ⊥ − ?tP = t 2Решение:Q = I 2 R1t1 = I 2 R2t 2 = I 2 RPtP = I 2 RΠ t ΠR2 ( R2 + R1 )= t2R1 R2R1t1 = R2t 2 ⇒ R2 = R1R1t1t2t1tR1 ( 1 + 1)t2t2t= t 2 ( 1 + 1) =tt2R12 1t2600 с⎛⎞= 900 с ⎜⎟ = 1500 с = 25 мин⎝ 900 с + 600 с ⎠tR1 1R2t2t= t2= t2 ( 1 ) =tΠ = t2t( R2 + R1 )t 2 + t1R1 ( 1 + 1)t2600 с⎛⎞= 900 с ⎜⎟ = 360 с = 6 мин⎝ 900 с + 600 с ⎠Ответ: tP = 25 мин, t Π = 6 мин.№ 5.Дано:P1 = 60 BTP2 = 40 BTU H = 110 BU = 220 BP1' ; P2' − ?26Решение:Для номинального включения в сеть с напряжениемUн:U 2U 2U 2U 2P1 = H ⇒ R1 = H ; P2 = H ⇒ R2 = HR1P1R2P2Для последовательного включения в сеть с напряжеUP1 P2Uнием U: I ==2R1 + R2 U H ( P1 + R2 )P1 ' = I 2 R1 ==UH 2U 2 P1 P 2 2==U H 4 ( P1 + R2 ) 2 P1U H 2 ( P1 + R2 ) 248400 В 2 ⋅ 60 Вт ⋅1600 Вт12100 В 2 (60 Вт + 40 Вт) 2P2 ' = I 2 R1 ==U 2 P 21 P 2 2= 38, 4 ВтU 2 P 21 P 2 2UH 2U 2 P12 P2==U H 4 ( P1 + R2 ) 2 P2U H 2 ( P1 + R2 ) 248400 В 2 ⋅ 3600 Вт 2 ⋅ 40 Вт12100 Вт (60 + 40) 2 Вт= 57, 6 BTОтвет: P2' = 38, 4 BT, P2 ' = 57, 6 BT.

.§ 15. Передача мощности электрическоготока от источника к потребителюОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1. Мощность источника тока идет на нагревание проводов и к потребителю.2. Полезная мощность – та, которая идет к потребителю. Мощностьпотерь – мощность, идущая на нагрев проводов.ε 2R .3. PH ( R) = I 2 R =(R + r)24. Потребитель получает максимальную мощность, если сопротивление нагрузки и суммарное сопротивление источника тока и подводящих проводов равны.5. Потому что потеря мощности в проводах обратно пропорциональна квадрату напряжения на источнике.ЗАДАЧИ№ 1.Дано:Pном = 100 BTU ном = 220 BU = 200 BP–?P=Решение:При номинальном напряжении лампа потребляU2ет максимальную мощность. Pном = ном .RЕсли же к лампе приложено напряжение U, тоона будет потреблять мощность.U2.

СледовательноR272100 В ⋅ 40000 В 2U 2 U номU2=⇒ P = Pном 2 == 82, 6 Вт.PPном48400 В 2U номОтвет: P = 82, 6 Вт.№ 2.Дано:N; ε ; rPП – ?Решение:ε 2 ' , где ε – ЭДС всех источников, r’ – полноеPΠ =r'внутреннее сопротивление.ε ' = Nε ⎫ ⇒ P = ε 2 ' = Nε 2 .Nε 2Ответ: PΠ =.⎬Πr ' = Nr ⎭rr'r№ 3.Дано:I =8AU = 150 Bm = 450 ΚΓV = 7 м/мин == 0,116 м/сη–?Решение:Полезнаямощностьподъемникаравна:PΠ = Fv = mgV ,а мощность источника тока P = UI .СледовательноPmgV 450 кг ⋅ 9,8 м/с 2 ⋅ 0,116 м/сη= Π === 0, 42.PUI8 А ⋅150 ВОтвет: η = 0, 42 (или 42%).№ 4.Дано:r = 0, 2 OMРешение:4P = 10 кBт = 10 ВтU = 250 Bη–?η=Pпол P − PΠ==PP= 1−P−P 2rU 2 = 1 − Pr =PU210 4 Вт ⋅ 0, 2 Ом= 0, 97.62500 В 2Ответ: η = 0, 97 (или 97%).№ 5.Решение: В данном случае можно считать, что всяДано:мощность – это мощность потерь.

Значитε = 12Itε 150 A ⋅ ч ⋅12 BPΠ = 95 BTP = I ε ⇒ Pt = Itε ⇒ t === 18, 9 ч.P95 BтIt = 150 A ⋅ чt-?ItεОтвет: t == 18,9 ч.P28§ 16. Электрический ток в растворахи расплавахОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1. Электролиты – вещества, которые в растворенном или расплавленном виде обладают ионной проводимостью. В результате растворения полярного диэлектрика в воде, в полученном растворе появляются свободные заряды, поэтому раствор может проводить ток.2. Электролитическая диссоциация – процесс, при котором молекулы электролита расщепляются на положительные и отрицательныеионы под действием растворителя.При динамическом равновесии степень диссоциации (отношениечисла молекул, диссоциировавших на ионы, к общему числу молекул) остается постоянной.3.