Вариант 21

1. Из вертикально расположенного конденсатора с начальной емкостью 12 мкФ равномерно вытекает заполнявший его керосин (ε = 2). В цепи, соединяющей конденсатор с батареей напряжением 24 В, протекает при этом ток силой 1 мкА. За сколько секунд вытечет весь керосин? Внутренним сопротивлением источника тока и сопротивлением проводов пренебречь.

2. Медная (ρ_м = 17 нОм·м) и железная (ρ_ж = 0,98·10^-7 Ом·м) проволоки одинаковой длины включены параллельно в цепь, причем железная проволока имеет вдвое больший диаметр. Сила тока в медной проволоке 60 мА. Какова сила тока в железной проволоке?

3. Найдите сопротивление между точками А и D (см. рис.), если каждое из трех сопротивлений равно 1 Ом .

4. По медному и золотому проводникам одинаковых размеров пропускают равные токи. Во сколько раз будут отличаться средние скорости упорядоченного движения электронов, если на каждый атом приходится по 3 свободных электрона? Плотности металлов – ρ_Cu = 9·10³ кг/м³, ρ_Au = 19·10³ кг/м³, молярные массы – μ_Cu = 63·10^-3 кг/моль, μ_Au = 197·10^-3 кг/моль.

5. Напряжение сети U = 100 В, сопротивления R₁ = R₃ = 40 Ом, R₂ = 80 Ом, R₄ = 34 Ом (см. рис.). Найдите ток, текущий через сопротивление R₂ и падение напряжения на нем.

6. Две группы из трех последовательно соединенных эле­ментов соединены параллельно. ЭДС каждого элемента равна 1,2 В, внутреннее сопротивление r = 0,2 Ом. Полученная батарея замкнута на внешнее сопротивление R = 1,5 Ом. Найдите силу тока во внешней цепи.

7. Определите ток, проходящий через резистор R₂ в схеме (см. рис.), если R₂ = 5 Ом, R₁ = R₃ = R₄ = 10 Ом, ε₁ = 10 В, ε₂ = 25 В.

8. Батарея состоит из n = 5 последовательно соединенных источников с ЭДС  = 1,4 В и внутренним сопротивлением r = 0,3 Ом каждого. Чему равна наибольшая мощность, которую можно получить от батареи?

Модуль 6. Постоянный электрический ток.

Вариант 22

1. Какова величина заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника за время от t₁ = 0 до t₂ = 8 с, если сила тока изменяется со временем так, как показано на рисунке?

2. Нихромовая спираль нагревательного элемента при темпера­туре накала t = 900°C должна иметь сопротивление R = 30 Ом. Какой длины надо взять проволоку поперечным сечением S = 0,6 мм², чтобы сде­лать эту спираль? Удельное сопротивление нихрома при t₀ = 0°С равно ρ₀ = 1,1·10^-6 Ом·м, температурный коэффициент сопротивления нихрома α = 10^-4 град^-1. Тепловым расширением проволоки пренебречь.

3. Однородный провод сопротивлением 100 Ом надо разрезать на два от­резка так, чтобы при соединении их параллельно можно было получить сопро­тивление 20 Ом. Каково отношение длин отрезков провода?

4. Никелиновый стержень (ρ₀ = 4·10^-7 Ом·м, α = 10^-4 К^-1) длиной L = 5 м подключен к источнику постоянного тока с ЭДС ε = 12 В. Температура проводника равна Т = 813 К. Определите объемную плотность тепловой мощности тока.

5. Найдите показания амперметра и вольтметра (см.рисунок). Напряжение в сети U = 110 В, сопротивления R₁ = 400 Ом, R₂ = 600 Ом, сопротивление вольтметра R_V = 1 кОм.

6. В цепи (см.рисунок) ЭДС источника равна 5 В, внутреннее сопротивление r = 0,1 Ом. Найдите токи I₁ и I₂, текущие через сопротивления R₁ = 4 Ом и R₂ = 6 Ом.

7. Батареи имеют ЭДС ₁ = ₂ = 110 В , сопротивления R₁ = R₂ = 0,2 кОм, сопротивление вольтметра R_V = 1 кОм (см.рисунок). Найдите показание вольтметра.

8. КПД источника тока с ЭДС 100 В, к которому подключено сопротивление R = 10 Ом, равен η = 25%. Определите мощность, выделяемую на сопротивлении.

Модуль 6. Постоянный электрический ток.