Закон Ома для замкнутой цепи

336. При питании лампочки от элемента с ЭДС 1,5 В сила тока в цепи равна 0,2 А. Найти работу сторонних сил в элементе за 1 мин.

337. К источнику с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключен реостат, сопротивление которого 5 Ом. Найти силу тока в цепи и напряжение на зажимах источника.

338. Каково напряжение на полюсах источника с ЭДС, равной ε, когда сопротивление внешней части цепи равно внутреннему сопротивлению источника?

339. При подключении лампочки к батарее элементов с ЭДС 4,5 В вольтметр показал напряжение на лампочке 4 В, а амперметр – силу тока 0,25 А. Каково внутреннее сопротивление батареи?

340. При подключении электромагнита к источнику с ЭДС 30 В и внутренним сопротивлением 2 Ом напряжение на зажимах источника стало 28 В. Найти силу тока в цепи. Какую работу совершают сторонние силы источника за 5 мин? Какова работа тока во внешней и внутренней частях цепи за то же время?

341. В проводнике сопротивлением 2 Ом, подключенном к элементу с ЭДС 1,1 В, сила тока равна 0,5 А. Какова сила тока при коротком замыкании элемента?

342. При подключении к батарее гальванических элементов резистора сопротивлением 16 Ом сила тока в цепи была 1 А, а при подключении резистора сопротивлением 8 Ом сила тока стала 1,8 А. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление батареи.

343. Найти внутреннее сопротивление и ЭДС источника тока, если при силе тока 30 А мощность во внешней цепи равна 180 Вт, а при силе тока 10 А эта мощность равна 100 Вт.

344. Вольтметр, подключенный к зажимам источника тока, показал 6 В. Когда к тем же зажимам подключили резистор, вольтметр стал показывать 3 В. Что покажет вольтметр, если вместо одного подключить два таких же резистора, соединенных последовательно? параллельно?

345. От генератора с ЭДС 40 В и внутренним сопротивлением 0,04 Ом ток поступает по медному кабелю площадью поперечного сечения 170 мм² к месту электросварки, удаленного от генератора на 50 м. Найти напряжение на зажимах генератора и на сварочном аппарате, если сила тока в цепи равна 200 А. Какова мощность сварочной дуги?

346. Лампочки, сопротивления которых 3 и 12 Ом, поочередно подключенные к некоторому источнику тока, потребляют одинаковую мощность. Найти внутреннее сопротивление источника и КПД цепи в каждом случае.

347. Источник тока с ЭДС 9 В и внутренним сопротив­лением 1 Ом питает через реостат три параллельно соединенные лампочки, рассчитанные на напряжение 6,3 В и силу тока 0,3 А. Реостат поставлен в такое положение, что лампочки работают в номинальном режиме. Одна из лампочек перегорела. Во сколько раз изменилась мощность каждой из двух оставшихся лампочек по сравнению с номинальной, если считать, что сопротивление каждой лампочки осталось прежним?

348. Источник тока с внутренним сопротивлением r и ЭДС ε замкнут на три резистора с сопротивлением 3r каждый, соединенные последовательно. Во сколько раз изменяется сила тока в цепи, напряжение на зажимах источника и полезная мощность, если резисторы соединить параллельно?

349. Ламповый реостат состоит из пяти электрических ламп, включенных параллельно. Найти сопротивление реостата, если: а) горят все лампы, б) вывинтили одну, в) вывинтили две, г) вывинтили три лампы.

350. Сколько витков нихромовой проволоки нужно намотать на фарфоровый цилиндр радиусом 2,5 см, чтобы получить печь, сопротивлением 40 Ом?

351. Сколько электронов проходит за 1 с через 1 мм² поперечного сечения железного проводника длиной 10 м при напряжении на его концах 6 В?

352. Резистор 5 кОм и вольтметр, соединенные последовательно, подключили к сети напряжением 120 В. При этом вольтметр показал 80 В. Когда резистор поменяли другим, вольтметр показал 50 В. Определить сопротивление второго резистора.

353. ЭДС батареи 12 В. Максимальная сила тока от этой батареи 6 А. Определить максимальную мощность, которая может быть получена на внешнем участке цепи.

354. Резистор и амперметр, соединенные последовательно, подключили к источнику тока. К концам резистора подключили вольтметр, сопротивление которого 2 кОм. При этом вольтметр показал 100 В, амперметр 0,25 А. Определить сопротивление резистора. Какой будет относительная погрешность, если не учесть сопротивление вольтметра?

355. ЭДС батареи 8 В. При силе тока 2 А к.п.д. батареи равна 0,75. Определить ее внутреннее сопротивление.

356. При внешнем сопротивлении 3 Ом сила тока в цепи 0,3 А, а при сопротивлении 5 Ом сила тока 0,2 А. Определить силу тока короткого замыкания.

357. Элемент с ЭДС 1,1 В и внутренним сопротивлением 1 Ом замкнут на внешнее сопротивление 9 Ом. Найти: 1) силу тока в цепи, 2) падение потенциала во внешней цепи, 3) падение потенциала внутри элемента, 4) с каким к.п.д. работает элемент.

358. Сопротивление одного из последовательно включенных проводников в n раз больше другого. Во сколько раз изменится сила тока в цепи (напряжение постоянно), если эти проводники включить параллельно?

359. На схеме, приведенной на рис. 40, все сопротивления равны R = 10 Ом. Определить заряд на конденсаторе, если его емкость С = 10 мФ, напряжение источника U₀ = 10 В.

360. Какова ЭДС источника напряжения, если напряженность стороннего электрического поля Е = 24 В/м, а расстояние, проходимое электрическим зарядом вдоль действия сил стороннего поля, равно r = 0,05 м?

361. На баллоне электрической лампы написано 220 В, 100 Вт. Для измерения сопротивления нити накала в холодном состоянии на лампу подали напряжение U = 2 В, при этом сила тока была I = 54 мА. Найти температуру накала T вольфрамовой нити.

362. К источнику тока с ЭДС ε = 1,5 В присоединили катушку с сопротивлением R = 0,1 Ом. Амперметр показал силу тока, равную I₁ = 0,5 А. Когда к источнику тока присоединили последовательно еще один источник тока с такой же ЭДС, то сила тока I в той же катушке оказалось равной 0,4 А. Определить внутренние сопротивления и первого и второго источника.

363. Сила тока в проводнике сопротивлением R = 12 Ом равномерно убывает от I₀ = 5 A до I = 0 в течение времени t = 10 с. Какое количество теплоты Q выделяется в этом проводнике за указанный промежуток времени?

364. Элемент, сопротивление и амперметр соединены последовательно. Элемент имеет ЭДС ε = 2 В и внутреннее сопротивление r = 0,4 Ом. Амперметр показывает ток I = 1 А. С каким КПД работает элемент?

365. Катушка из медной проволоки имеет сопротивление R = 10,8 Ом. Масса медной проволоки m = 3,41кг. Какой длины l и какого диаметра d проволока намотана на катушке?

366. Напряжение на зажимах источника, нагруженного сопротивлением R = 250 Ом, U = 4,5 В. Напряжение на зажимах того же источника без нагрузки 4,77 В. Определить внутреннее сопротивление источника.

367. Найти падение напряжения в проводнике, если за время t = 1 мин по нему прошел электрический заряд, равный Q = 80 Кл, а его сопротивление R = 1,5 Ом.

368. Элемент с ЭДС 2 В имеет внутреннее сопротивление r = 0,5 Ом. Найти падение потенциала U_r внутри элемента при силе тока I = 0,25 A. Каково внешнее сопротивление R цепи при этих условиях?

369. Какова ЭДС источника, если сторонние силы совершают 20 Дж работы при перемещении 10 Кл электричества внутри щеточника от одного полюса к другому?

370. ЭДС источника равна 12 В. Какую работу совершают сторонние силы при перемещении 50 Кл электричества внутри источника от одного полюса к другому?

371. ЭДС элемента 1,5 В, а внутреннее сопротивление 0,50 Ом. Какую наибольшую силу тока можно получить от этого элемента? Какой будет сила тока, если сопротивление внешней цепи равно: 0,50 Ом, 1,0 Ом, 2,0 Ом?

372. Каково внутреннее сопротивление элемента, если его ЭДС равна 1,2 В и при внешнем сопротивлении 5,0 Ом сила тока равна 0,20 А?

373. ЭДС батарейки от карманного фонаря равна 3/7:В, а внутреннее сопротивление 1,5 Ом. Батарейка замкнута на сопротивление 11,7 Ом. Каково напряжение на зажимах батарейки?

374. ЭДС батареи 6,0 В, ее внутреннее сопротивление 0,5 Ом, сопротивление внешней цепи 11,5 Ом. Найти силу тока в цепи, напряжение на зажимах батареи и падение напряжения внутри батареи.

375. К источнику тока, внутреннее сопротивление которого 2 Ом, подключены параллельно две лампочки сопротивлением 80м каждая. Амперметр в неразветвленной части цепи показывает 2 А. Что покажет амперметр, если; одна, из ламп перегорит?

376. При подключенной внешней цепи напряжение на полюсах источника равно 9 В а сила тока в цепи 1,5 А. Каково внутреннее сопротивление источника и сопротивление внешней цепи? ЭДС источника 15 В.

377. К полюсам источника с ЭДС 2,0 В и внутренним сопротивлением 0,80.0м присоединен кусок никелиновой проволоки длиной 2,1 м и сечением 0,21. мм². Каково напряжение на зажимах, источника?

378. Какой длины нужно взять кусок стальной проволоки сечением 0,20 мм² чтобы, присоединив его к полюсами элемента с ЭДС 120 В и внутренним сопротивлением 1,2 Ом, получить в цепи силу тока 250 мА?

379. К полюсам источника тока, присоединяют поочередно резисторы сопротивлением 45 Ом и 10 Ом. При этом сила тока в цепи оказывается равной 0,2 и 0,1 А соответственно. Найти ЭДС источника и его внутреннее сопротивление.

380. При сопротивлении внешней цепи 1 Ом напряжение на зажимах источника 1,5 В, а при сопротивлении 2 Ом напряжение 2 В. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление источника.

381. При зарядке батареи аккумуляторов сила тока равна 2,5 А, а напряжение на зажимах батарей 12,5 В. ЭДС батареи 12,0 В. Каково внутреннее сопротивление батареи?

382. Батарея аккумуляторов подключена для зарядки к источнику с напряжением 12 В. Внутреннее сопротивление батареи 1,0 Ом. Какова ЭДС батареи, если при зарядке сила тока равна 500 мА?

383. ЭДС источника 2,0 В, его внутреннее сопротивление 1,0 Ом. Какая сила тока в цепи, если мощность тока во внешней цепи 0,75 Вт? Объяснить смысл двух ответов.

384. К полюсам элемента присоединяют поочередно проволочные спирали сопротивлением 4 Ом и 9 Ом. В обоих случаях мощность электрического тока в спиралях оказывается одинаковой. Определить внутреннее сопротивление элемента.

385. Три элемента, каждый из которых имеет ЭДС 2 В и внутреннее сопротивление 0,35 Ом, соединены в батарею последовательно. К полюсам подключены два проводника сопротивлением 2,0 и 8,0 Ом, соединенные между собой параллельно. Определить напряжение на зажимах батареи и силу тока в каждом из проводников.

386. Два элемента, каждый из которых имеет внутреннее сопротивление 0,50 Ом и ЭДС по 4 В, соединены в батарею параллельно. К полюсам батареи подключены два проводника сопротивлением 1,0 и 3,0 Ом, соединенные между собой параллельно. Найти силу тока в каждом из проводников, если сопротивление соединительных проводников (считая от узлов параллельного соединения) 4,0 Ом.

387. Э.д.с. элемента 1,6 В и внутреннее его сопротивление 0,5 Ом. Чему равен к.п.д. элемента при силе тока 2,4 А?

388.

В цепи, как показано на схеме (рис. 41) сопротивления R₁ = R₂ = R₃ = 200 Ом, сопротивление вольтметра R _v = 1 кОм. Вольтметр показывает разность потенциалов U = 100 B. Найти ЭДС батареи.

389. Какая разность потенциалов получается на зажимах двух элементов, включенных параллельно, если их ЭДС равны соответственно = 1,4 В и = 1,2 В и внутренние сопротивления r₁ = 0,6 Ом и r₂ = 0,4 Ом?

390. Найти показания амперметра и вольтметра в схеме, изображенной на рис. 42. ЭДС батареи ε = 110 В, сопротивление вольтметра R_V = 1 кОм, сопротивления резисторов R₁ = 400 Ом и R₂ = 600 Ом.

 

391. Найти показания амперметра и вольтметра в схеме, изображенной на рис. 43. ЭДС батареи ε = 110 В, сопротивление вольтметра R_V =1 кОм, сопротивления резисторов R₁ = 400 Ом и R₂ = 600 Ом.

392. Найти показания амперметра и вольтметра в схеме, изображенной на рис. 44. ЭДС батареи ε = 110 В, сопротивление вольтметра R_V =1 кОм, сопротивления резисторов R₁ = 400 Ом и R₂ = 600 Ом.

 

Законы Кирхгофа

393. Две батареи аккумуляторов (ε₁ = 10 В, r₁ = 1 Ом, ε₂ = 8 В, r₂ = 2 Ом) и реостат (R = 6 Ом) соединены, как показано на рис. 45. Найти силу тока в реостате.

394. ЭДС элементов ε = 2,1 В и ε = 1,9 В, сопротивления R₁ = 45 Ом, R₂ = 10 Ом и R₃ = 10 Ом. Найти токи I, во всех участках цепи на схеме рис. 46.

395.

Два элемента с одинаковыми ЭДС ε₁ = ε₂ = 110 В и внутренними сопротивлениями r₁ = 1 Ом и r₂ = 2 Ом замкнуты на внешнее сопротивление R (рис. 45). Через элемент с ЭДС течет ток I₁ =1A. Найти сопротивление R и ток I₂ текущий через элемент с ЭДС . Какой ток I течет через сопротивление R?

 

396. В схеме на рис. 45 и – два элемента с одинаковой ЭДС 2 В и одинаковым внутренним сопротивлением 0,5 Ом. Найти силу тока, текущего: 1) через сопротивление R₁ = 0,5 Ом, 2) через сопротивление R₂ = 1,5 Ом, 3) через элемент .

397. В схеме на рис. 48 и , R₁ =0,5 Ом и падение потенциала на сопротивлении R₂ (ток через R₂ направлен сверху вниз) равно 1 В. Найти показание амперметра. Внутренним сопротивлением элементов и амперметра пренебречь.

398. Батареи имеют ЭДС и , сопротивления R₁ = R₂ = 100 Ом и R₃ = 500 Ом. Найти показания амперметра на рис. 48.

399. В схеме, изображенной на рис. 49, токи I₁ и I₃ направлены справа налево, ток I₂ – сверху вниз. Падения потенциалов на сопротивлениях R₁, R₂ и R₃ равны U₁ = U₃ = 2U₂ = 10 B. Найти ЭДС и , если ЭДС = 25 В.

400. Батареи имеют ЭДС , и , сопротивления R₁ =4 Ом, R₂ = 6 Ом, и R₃ =8 Ом. Найти силу тока на каждом участке цепи по схеме (рис. 49).

401. Батареи имеют ЭДС сопротивления R₁ = 20 Ом, R₂ = 12 Ом. При коротком замыкании верхнего узла схемы с отрицательным зажимом батарей через замыкающий провод течет ток I = 1.6 A. Найти токи I во всех участках цепи (рис. 49) и сопротивление R_{3 .}

402. Батареи имеют ЭДС , , сопротивления R₁ =1 кОм, R₂ = 0,5 кОм, и R₃ = 0,2 кОм, сопротивление амперметра R_А = 0,2 кОм. Найти показания амперметра на схеме (рис. 50).

403. Батареи имеют ЭДС , , сопротивление R₃ =1,5 кОм, сопротивление амперметра R_А = 0,5 кОм. Падение потенциала на сопротивлении R₂ составляет 1 В (ток через R₂ направлен сверху вниз). Найти показания амперметра (рис. 50).

404. В цепи (рис. 51) найти силу тока в каждой ветви, если ЭДС источников тока равны ε₁ = 1 В, ε₂ = 3 В, ε₃ = 5 В, а сопротивления R₁ =2 Ом, R₂ = 4 Ом, R₃ = 2 Ом. Внутренним сопротивлением источников пренебречь.

Работа и мощность тока

405. Какой объем воды V можно вскипятить, затратив электрическую энергию W = 3 кВт·ч? начальная температура воды t₀ =10˚C.

406. ЭДС батареи 60 В, внутреннее сопротивление 4 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность 125 Вт. Определить силу тока, напряжение на внешней цепи и его сопротивление.

407. От батареи с ЭДС 500 В необходимо передать мощность 10 кВт на расстояние 2,5 км. Определить минимальные потери мощности в медных проводниках, если их диаметр 1,5 см.

408. Элемент, ЭДС которого и внутреннее сопротивление r, замкнут на внешнее сопротивление R. Наибольшая мощность во внешней цепи равно 9 Вт. Сила тока, текущего при этих условиях по цепи равна 3 А. Найти и r.

409. Мощность электрочайника 2 кВт∙ч. Определить силу тока в спирали и время нагревания чайником двух литров воды, взятых при температуре 18˚C до кипения, если при этом 5% воды обратилось в пар.

410. Найти работу тока в течение 1 мин. и мощность тока, если:

а) сопротивление щели 2;0 Ом, а сила тока 100 мА;

б) сила тока 5,0 А, а напряжение на концах цепи 0,10 кВ;

в) сопротивление цепи 0_,10 кОм, а напряжение 100 В.

411. Два проводника сопротивлением 10 и 28 0м включены в сеть напряжением 100 В. Какое количество теплоты выделится в каждую секунду в каждом проводнике, если их соединить: а) последовательно; 2) параллельно?

412. Какова должна быть сила тока в нагревателе сопротивлением 100 Ом, чтобы в течение 1 с расплавился 1,0 г тающего льда? нагрелся 1,0 г воды от точки плавления до точки кипения? превратился в пар 100 г кипящей воды?

413. Какой длины и какого поперечного сечения необходимо взять нихромовую проволоку для изготовления электрического кипятильника на 120 В, 480 Вт? Допустимая плотность тока 100 А/мм².