Физика. Задачи для поступающих в вузы - Бендриков Г.А.
Скачать (прямая ссылка):
676. Конденсатору емкости С = 2 мкФ сообщен заряд q = = 1 мКл. Обкладки конденсатора соединили проводником. Найти количество теплоты Q, выделившееся в проводнике при разрядке конденсатора, и разность потенциалов между обкладками конденсатора до разрядки.
677. При разрядке батареи, состоящей из п = 20 параллельно включенных конденсаторов с одинаковыми емкостями С = = 4 мкФ, выделилось количество теплоты Q = 10 Дж. До какой разности потенциалов были заряжены конденсаторы?
116
678. Какое количество теплоты Q выделится при заземлении заряженного до потенциала ф = 3000 В шара радиуса R = 5 см?
679. Какой заряд q сообщен шару, если он заряжен до потенциала ф = 100 В, а запасенная им электрическая энергия W = 2,02 Дж?
680. Найти количество теплоты Q, выделив-
шееся при соединении верхних незаземленных 1л................... 2
обкладок конденсаторов с емкостями Сt = 2 мкФ и с,
С2 = 0,5 мкФ (рис. 87). Разности потенциалов между верхними обкладками конденсаторов и землей V] = 100 В и V2 = -50 В. Рис. 87
681. Найти количество теплоты Q, выделившееся при соединении одноименно заряженных обкладок конденсаторов с емкостями С, = 2 мкФ и С2 = 0,5 мкФ. Разности потенциалов между обкладками конденсаторов V\ = 100 В и V2 = 50 В.
§ 20. Постоянный электрический ток
Закон Ома для участка цепи. Сопротивление проводников
Сила электрического тока (или просто ток) определяется по формуле
I = q/t,
где q - заряд, протекающий через поперечное сечение проводника за время t.
В системе единиц СИ единица силы тока ампер (А) является основной и определяется как сила тока, при которой отрезки тонких бесконечно длинных параллельных проводников длины 1 м взаимодействуют в вакууме с силой 2 • 10~7 Н. В соответствии с этим 1 Кл = 1 А • с.
Плотностью тока (при равномерном распределении тока по поперечному сечению проводника) называется величина
j = I/S,
где S - площадь поперечного сечения проводника. Единицей плотности тока является ампер на квадратный метр (А/м2).
Для участка цепи, содержащего проводники первого и второго рода (металлы и растворы или расплавы электролитов), справедлив закон Ома:
I = V/R, или I = kV,
где R — сопротивление проводника, к = 1 /R - его проводимость, а V — напряжение на этом участке цепи (разность потенциалов между его концами).
В системе единиц СИ за единицу сопротивления принят ом (Ом) -сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1 В течет
117
L
ток 1 А: 1 Ом = 1 В/А. Единицей проводимости является сименс (См):
1 См = 1 Ом-1.
Сопротивление проводника с постоянным поперечным сечением, изготовленного из однородного материала, связано с длиной проводника / и площадью его поперечного сечения S соотношением
R = р 1/S,
где р - удельное сопротивление материала проводника. Единицей удельного сопротивления является ом-метр (Ом • м).
Зависимость сопротивления металлического проводника от температуры t определяется выражением
/?, = /?„( 1 + af),
где a - температурный коэффициент сопротивления, /?() - сопротивление проводника при температуре /() = О °С.
682. Найти плотность тока, если за время t = 10 с через поперечное сечение проводника протекает заряд q = 100 Кл. Площадь поперечного сечения проводника S- 5 мм2.
683. Вольтметр рассчитан на измерение напряжений до максимального значения V = 3 В. Сопротивление прибора R = 300 Ом. Число делений шкалы прибора N = 100. Какова будет цена деления шкалы прибора, если использовать его в качестве миллиамперметра?
684. Каким сопротивлением должен обладать прибор, чтобы его можно было использовать либо в качестве вольтметра с пределом измерения напряжений до значений V = 15 В, либо в качестве миллиамперметра с пределом измерения токов до значений
I = 7,5 мА?
685. Отклонение стрелки вольтметра до конца шкалы соответствует напряжению V0 = 15 В. При этом через вольтметр течет ток /0 = 7,5 мА. Найти сопротивление вольтметра и ток, текущий через вольтметр, когда он показывает напряжение V = 5 В.
686. Найти ток в цепи источника тока, замкнутого на проводник с сопротивлением R = 1000 Ом, если при последовательном включении в эту цепь миллиамперметра с сопротивлением R0 = 100 Ом он показал ток /0 = 25 мА.
687. Найти напряжение на проводнике с сопротивлением R -= 10 Ом, если за время t = 5 мин протекает заряд q = 120 Кл.
688. В электрическую сеть последовательно включены плитка, реостат и амперметр, имеющие сопротивления R\ - 50 Ом,
118
R2 = 30 Ом и /?3 = 0,1 Ом. Найти напряжения на плитке, реостате и амперметре, если в цепи протекает ток / = 4 А.
689. Сопротивление единицы длины медной проволоки /?, = R/1 = = 2,23 Ом/м. Найти удельное сопротивление р меди. Диаметр проволоки D = 0,1 мм.
690. Найти сопротивление R медной проволоки, масса которой т = 1 кг, а площадь поперечного сечения S = 0,1 мм2. Плотность меди у = 8,9 • 103 кг/м3, ее удельное сопротивление р = 0,017 мкОм • м.
691. Удельное сопротивление графитового стержня от карандаша р = 400 мкОм ¦ м. Какой ток / пройдет по стержню, если на него подать напряжение V = 6 В? Длина стержня I = 20 см, его диаметр D = 2 мм.
