Раздел 2.7 Работа, энергия, мощность электрического тока

2.7.1 Сопротивление спирали лабораторного калориметра R = 50 Ом. На сколько градусов нагреются 480 г воды, налитой в калориметр за 2 мин пропускания тока при напряжении в сети 220 В? (t = 57,6⁰С)

2.7.2 Три лампы с сопротивлениями 240 Ом каждая соединены параллельно и включены в сеть с напряжением 220В. Определить мощность Р, потребляемую всеми лампами, и энергию W, израсходованную за 6 ч горения ламп. (Р = 605 Вт, W = 13 МДж)

2.7.3 Источник тока замыкается один раз на сопротивление 4 Ом, другой – на сопротивление 16 Ом. В том и другом случае в сопротивлениях в единицу времени выделяется одинаковое количество теплоты. Определить внутреннее сопротивление источника тока. (r = 8 Ом)

2.7.4 Определить полную мощность батареи при сопротивлении внешней цепи R = 50 Ом, если внутреннее сопротивление r = 20 Ом, а напряжение на его зажимах 100 В. (Р = 280 Вт)

2.7.5 ЭДС батареи 14 В. При силе тока 3 А, КПД батареи  = 0,7. Определить внутреннее сопротивление батареи r. (r = 1,4 Ом)

2.7.6 Источник с ЭДС ℰ = 12 В и внутренним сопротивлением r = 10 Ом замкнут на сопротивление R = 50 Ом. Какое количество теплоты выделяется во внешней цепи в единицу времени? (Q/t = 2 Дж/с)

2.7.7 К источнику с ЭДС 15 В подключена нагрузка. Напряжение на зажимах источника U = 5 В. Определить КПД установки. ( = 33%)

2.7.8 Два параллельно соединенных резистора с сопротивлениями R₁ = R₂ = 40 Ом каждый соединены с источником тока, внутреннее сопротивление которого r = 5 Ом. Определить КПД установки. ( = 80%)

2.7.9 Определить величину силы тока I в цепи аккумулятора, если его ЭДС ℰ = 8 В, внешнее сопротивление R = 14 Ом и КПД схемы равен  = 70% (I = 0,4 А)

2.7.10 От батареи, состоящей из шести последовательно соединенных элементов, ЭДС каждого из которых ℰ₁ = 1,5 В и внутренних сопротивлений r₁ = 2 Ом, питаются две последовательно включенные лампочки с сопротивлениями по 12 Ом. Определить КПД батареи и силу тока в цепи. ( = 67%, I = 0,25 А)

2.7.11 К источнику тока с внутренним сопротивлением r = 1,5 Ом подключаются два одинаковых сопротивления по R = 4 Ом. Один раз сопротивления подключаются последовательно друг с другом, а другой раз – параллельно. Найти отношение мощностей, выделяющихся во внешней цепи в первом и во втором случаях. (Р₂/Р₁ = 1,84)

2.7.12 Батарея, ЭДС которой ℰ = 120 В и внутреннее сопротивление r = 3 Ом, замкнута на внешнее сопротивление R = 21 Ом. Определить полезную мощность, общую мощность и КПД батареи. (Р_общ = 600 Вт, Р_пол = 525 Вт,  = 87,5%)

2.7.13 Два проводника с сопротивлениями R₁ = 10 Ом и R₂ = 14 Ом соединены параллельно и подключены к источнику электрического тока. В первом проводнике за некоторое в виде тепла выделяется 18 кДж энергии. Какое количество теплоты выделилось во втором проводнике за это же Время? (Q₂ = 12,86 кДж)

2.7.14 Источник тока, ЭДС которого равна 3 В, дает во внешнюю цепь силу тока 2 А. Внутреннее сопротивление источника 0,4 Ом. Определить КПД источника. ( = 73%)

2.7.15 Две лампочки включены в сеть параллельно. Сопротивление первой лампочки 360 Ом, второй – 240 Ом. Какая из лампочек поглощает большую мощность и во сколько раз? (Р₂/Р₁ = 1,5)

2.7.16 Два проводника с сопротивлениями R₁ = 50 Ом и R₂ = 30 Ом включены в сеть с напряжением 160 В. Проводники соединены последовательно. На каком проводнике за t = 1 с выделяется большее количество теплоты и во сколько раз? (Р₁/Р₂ = 1,67)

2.7.17 Для нагревания 4,5 л воды от 20⁰С до кипения нагреватель потребляет 0,5 кВтч электрической энергии. Чему равен КПД нагревателя. ( = 84%)

2.7.18 Сколько воды можно вскипятить, затратив 300 Втч электрической энергии. Начальная температура воды 16⁰С. Потерями тепла можно пренебречь. (V = 3 л)

2.7.19 На плитке мощностью 0,5 кВт стоит чайник, в который налит 1 л воды при температуре 16⁰С. Вода в чайнике закипела через 20 мин после включения плитки. Какое количество тепла потеряно при этом на нагревание чайника, на излучение и т.д. (Q_потерь = 248 кДж)

2.7.20 Сколько ватт потребляет нагреватель электрического чайника, если 1 л воды закипает через 4 мин. Начальная температура воды 20⁰С. Потерями тепла пренебречь. (Р = 1,4 кВт)

2.7.21 Каково сопротивление нагревателя электрического чайника, если при включении чайника в сеть напряжением 220 В нагреватель потребляет мощность 1,4 кВт. (R = 34,6 Ом)

2.7.22 Определить потребляемую мощность электрического чайника после ремонта его нагревателя, если последовательно к нему подсоединили реостат с сопротивлением R = 10 Ом. Напряжение в сети U = 120 В, а сила тока через реостат I = 2 А. (Р = 200 Вт)

2.7.23 Через сколько времени закипает 0,5 л воды в чайнике, если мощность нагревателя 700 Вт, КПД 76%, начальная температура воды 16⁰С. (t = 5,53 мин)

2.7.24 В лабораторном калориметре, включенном в сеть напряжением 220 В, 0,5 л воды за 5 мин нагреваются от 20⁰С до кипения. Чему равно сопротивление спирали калориметра? (R = 86,4 Ом)

2.7.25 Электродвигатель подъемного крана работает под напряжением 380 В и потребляет силу тока 20 А. Каков КПД установки, если груз массой 1 т кран поднимает на высоту 20 м за 55 с. ( = 48%)