Работа и мощность электрического тока

Часть 1

  • По проволочному резистору течёт ток. Как изменится при уменьшении длины проволоки в 4 раза и увеличении силы тока вдвое следующие величины: тепловая мощность, выделяющаяся на резисторе, и его сопротивление?

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Тепловая мощность, выделяющаяся на резистореСопротивление резистора

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В характеристиках электрической нагревательной плитки указана её мощность 1,1 кВт и напряжение 220 В, на которое рассчитана плитка. Какова сила тока, протекающего в цепи плитки в расчётном режиме?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • По участку цепи состоящему из резисторов \(R_1=1\;кОм\) и \(R_2=3\;кОм\) (см. рисунок), протекает постоянный ток \(I=10\;мА\). Какое количество теплоты выделится на этом участке за время \(t=1\;мин\)?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Комната освещается четырьмя одинаковыми параллельно включенными лампочками. Расход электроэнергии за час равен 800 кДж. Каким будет расход электроэнергии в час, если число этих лампочек уменьшить вдвое?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке изображена зависимость силы тока через лампу накаливания от приложенного к ней напряжения. Выберите все верные утверждения, которые можно сделать, анализируя этот график.

    1) Сопротивление лампы не зависит от приложенного напряжения.

    2) Мощность, выделяемая в лампе при напряжении 110 В, равна 38,5 Вт.

    3) Мощность, выделяемая в лампе при напряжении 170 В равна 40 Вт.

    4) Сопротивление лампы при силе тока в ней 0,15 А равна 200 Ом.

    5) Сопротивление лампы при напряжении 100 В равно 400 Ом.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке изображены графики зависимости мощности лампы накаливания P=P(T) и сопротивления её спирали R=R(T) от температуры. Выберите все верные утверждения, которые можно сделать, анализируя эти графики.

    1) Напряжение на спирали лампы при подводимой мощности 200 Вт меньше 150 В.

    2) Сопротивление спирали лампы при подводимой мощности 100 Вт равно 80 Ом.

    3) С уменьшением мощности, подводимой к лампе, напряжение на ней падает.

    4) Напряжение на лампе возрастает пропорционально подводимой к ней мощности.

    5) Напряжение на спирали лампы при подводимой мощности 100 Вт равно 100 В.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рисунке представлен участок электрической цепи. Каково отношение количеств теплоты \(Q_1/Q_2\), выделившихся на резисторах \(R_1\) и \(R_2\) за одно и то же время?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • По участку цепи, состоящему из резисторов \(R_1=1\;кОм\) и \(R_2=3\;кОм\) (см. рисунок), протекает постоянный ток I. За время \(t_1=1\;мин\) на резисторе \(R_1\) выделяется количество теплоты \(Q_1=2,4\;кДж\). За какое время на резисторе \(R_2\) выделится количество теплоты \(Q_2=6,0\;кДж\)?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Резистор \(R_1\) и реостат \(R_2\) подключены последовательно к источнику напряжения U (см. рисунок). Как изменятся сила тока в цепи и мощность, выделяющаяся на резисторе \(R_1\), если ползунок реостата переместить до конца вниз? Считать, что напряжение на выводах источника остаётся при этом прежним.

    Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
    1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

    Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

    Сила тока в цепиМощность, выделяющаяся
    на резисторе \(R_1\)

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Расчетные задачи

  • На рисунке изображена зависимость силы тока в лампе накаливания от приложенного к ней напряжения. Найдите мощность, выделяющуюся на резисторе, включенном последовательно с лампой в сеть с напряжением 220 В, если сила тока в цепи равна 0,4 А.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Электрочайник имеет в нагревательном элементе две секции. При включении одной из них вода в чайнике нагревается за 20 мин, при включении другой – за 30 мин. За сколько времени нагреется вода в чайнике, если обе секции включить параллельно друг другу?

Часть 2

  • К однородному медному цилиндрическому проводнику длиной 40 м приложили разность потенциалов 10 В. Каким будет изменение температуры проводника за 15 с? Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь. (Плотность меди \(8,9\cdot10^3\;кг/м^3\) , удельное сопротивление \(1,7\cdot10^{-8}\;Ом\cdot м\), удельная теплоёмкость \(385\;Дж/(кг\cdot К)\).)

  • Лебедка поднимает бетонную плиту прямоугольной формы толщиной h, площадью S без начальной скорости с ускорением a в течение времени t. Сила тока в двигателе I, плотность бетона ρ. Найдите напряжение на зажимах двигателя.

    Источник: Касаткина И. Л. Решебник по физике.

  • Источник тока, два резистора и ключ включены в цепь, как показано на рисунке. При разомкнутом ключе на резисторе R1 выделяется мощность P1=2 Вт, а на резисторе R2 – мощность P2=1 Вт. Какая мощность будет выделяться на резисторе R2 после замыкания ключа K? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

    Источник: Демидова М. Ю. Типовые тестовые задания.

  • Человек, стараясь после отключения электричества в сети осветить своё жилище, используя электрогенератор с механическим приводом с КПД η=60%, вращает ротор генератора через редуктор за ручку, находящуюся на расстоянии R=0,5 м от оси, со скоростью n=20 об/мин, прикладывая к ручке силу F=100 Н. Сможет ли он поддерживать горение лампочки мощностью P=60 Вт, и не перегорит ли она от перенапряжения (лампочка рассчитана на напряжение 220 В, но не более 235 В)?

Качественные задачи
  • В сосуд наливают воду при комнатной температуре. В воду погружают нагревательные элементы с сопротивлениями \(R_1\) и \(R_2\), подключенные к источнику постоянного напряжения так, как показано на рис. а. Оставив ключ к в положении 1, доводит воду до кипения. Затем кипяток выливают, сосуд охлаждают до комнатной температуры, вновь наполняют таким же количеством воды при комнатной температуре и, повернув ключ К в положение 2 (рис. б), повторяют опыт. Напряжение источника в опытах одинаково. Опираясь на законы электродинамики и молекулярной физики, объясните, в каком из приведённых опытов вода закипит быстрее.