11. Какое количество теплоты необходимо сообщить воде массой 1 кг, чтобы нагреть ее от 10° до 20° С? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг · °С?
Q=cm(t2-t1)Q=4200•1(20-10)=4200•1•10=42000Дж
ответ: в) 42000 Дж
12.Какое количество теплоты выделится в проводнике сопротивлением 1 Ом в течение 30 секунд при силе тока 4 А?
Дано: R = 1 Ом, J = 4A, t = 30 сек
По закону Джоуля-Ленца
Q = J^2•Rt = Q =( 4A)^2•1 Ом •30с = 480 Дж
ответ Г 480 Дж.
13. Работа, совершенная током за 600 секунд, составляет 15000 Дж. Чему равна мощность тока?
A=Pt
P=A/t=15000Дж/600с=25Вт
ответ б) 25 Вт
14. Два проводника сопротивлением R1 = 100 Ом и R2 = 100 Ом соединены параллельно. Чему равно их общее сопротивление?
Общее сопротивление двух равных резисторов, соединенных параллельно равно половине одного из них, то есть 50 Ом
ответ в) 50 Ом
15.Фокусное расстояние собирающей линзы равно 0,1 м. Оптическая сила этой линзы равна
D = 1/F = = 10дптр
ответ а) 10 дптр
16.Для нагревания 3 литров воды от 180 С до 1000 С в воду впускают стоградусный пар. Определите массу пара. (Удельная теплота парообразования воды 2,3 · 106 Дж/кг, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг · °С, плотность воды 1000 кг/м3).
Q=Lm Отсюда масса m=Q/L, где L - удельная теплота парообразования, количество теплоты Q=cm(t2 - t1)
m=pV, где p - плотность, V - объем
m=1000 кг/м^3 * 0,003 м^3 = 3 кг
Q=4200 Дж/Кг*C * 3 кг * 82 C = 1033200 Дж Вода получила столько джоулей, и нагрелась до 100 градусов.
А необходимое для этого количество теплоты получила от пара, масса которого:
m=Q/L= 1033200 Дж/ 2300000 Дж/кг ≈ 0,45 кг
ответ г) 0,45 кг
17.Напряжение в железном проводнике длиной 100 см и сечением 1 мм^2 равно 0,3 В. Удельное сопротивление железа 0,1 Ом · мм^2/м. Вычислите силу тока в стальном проводнике.
Дано: L = 1 м - длина, S= 1 мм^2 - площадь сечения, р = 0,1 мм^2/м - удельное сопротивление, U= 0,3 в = напряжение. Найти силу тока J=?
Найдем сопротивление R = (pL)/S = 0,1 Ом
Тогда по Ому, J=U/R = 0,3/0,1 = 3А
ответ б) 3 А
Объяснение:
Давай попробуем разобраться.
Что такое ветвь. Ветвь - это часть электрической цепи, по которой течет один и тотже ток. Вот в нашей (вашей) цепи через сопротивление ("квадратик") R₁, источник ЭДС E₁ и сопротивление R₆ протекает один и тот же ток. Этот ток выходит из точки 1, проходит через перечисленные элементы цепи, и входит в точку 2. Между точками 1 и 2 току деваться (течь, вытекать) некуда.
Вот это у нас будет одна ветвь. По такому же принципу, если рассмотреть всю схему, опредеяем, что у нас здесь 6 ветвей.
Ветви имеют два конца, которые подключаются к узлам цепи. Т.е. узел - это точка цепи, к которой подключены концы ветвей. А с точки зрения токов, узел - это место (точка) в которую сходятся токи разных ветвей. Рассмотрим узел, обозначенный на схеме числом 1: к нему подсоединены концы трех ветвей, значит в этом узле сходятся 3 разных тока.
Что такое замкнутый контур. Станем в т. 1. Начнем обходить элементы нашей цепи по-порядку. Вышли из т.1 (узла 1) проходим сопротивление R₁, дальше источник ЭДС E₁, дальше сопротивление R₆. Дошли до узла 3. Продолжаем движение "домой" (контур-то должен быть замкнутым) в узел 1: сопротивление R₅, сопротивление R₄, узел 1. Контур замкнули!
А можно было после узла 3 не "поворачивать" на R₅, а пойти по ветви R₇, затем по сопротивлению R₃, источнику ЭДС E₃, и вот так вернуться (замкнуть контур) в узел 1? Можно и так было! Для решения задач необходимо, чтобы контура были независимые! Что значит независимые? Это значит, что в любой из контуров, как бы мы их не обходили (не замыкали) должна входить только одна ветвь, которая не участвует в других контурах. Т.е. Независимые контура у нас здесь (например):
1-R₁-E₁-R₆-3-R₅-R₄-1 и 2-R₅-3-R₇-4-R₂-E₂-2 и 1-R₄-2-E₂-R₂-4-R₃-E₃-1
В первом контуре независимая ветвь 1-R₁-E₁-R₆-3;
во втором контуре независимая ветвь 3-R₇-4;
в третьем контуре независимая ветвь 4-R₃-E₃-1.
Для составления нужного количества уравнений необходимо найти все незвисимые контура. Количество независимых контуров k равно:
k=m-(p-1),
где p - количество узлов схемы
m - количество ветвей схемы.
Итак проверяем себя:
в нашей цепи узлов 4, ветвей 6, контуров 6-(4-1)=3.
Вопросы?
Дальше. Уравнения по правилам (или законам) Кирхгофа.
В таких задачах первое дело - нарисовать направление токов в ветвях, и выбрать направление обхода замкнутых контуров. Направление тока в ветвях выбираются произвольно, особенно когда в схеме больше одного источника ЭДС. Если не угадал с направление тока, то после решения системы уравнений этот ток "вылезет" со знаком "-". Ничего страшного.
Направление обхода контура ("по часовой стрелке" или против) выбирается также произвольно. Желательно для всех контуров это направление выбирать одним и тем же.
1. Рисуем направленем токов в ветвях, нумеруем их. Обходы всех контуров выбираем одинаково "по часовой" . Обращаем внимаение, что неизвестных токов у нас столько же, сколько и ветвей 6 (это естественно). Поэтому количество уравнения в системе должно быть не менее 6 (иначе не решить).
2. Составляем уравнения по первому правилу Кирхгофа (для токов в узлах схемы). "Алгебраическая сумма токов в узлах равна 0". Договоримся, что если ток втекает в узел, то он со знаком "+", если вытекает, то "-". Количество уравнений по первому закону Кирхгофа должно быть на единицу меньше, чем количество узлов. Итак для любых трех узлов:
I₄-I₁-I₃=0 для узла 1;
I₅+I₂-I₄=0 для узла 2;
I₇+I₁-I₅=0 для узла 3;
Получили 3 уравнения с 6 неизвестными. Нужно еще 3 уравнения, чтобы решить систему однозначно.
3. Составляем еще два уравнения, но теперь уже по второму правилу Кирхгофа: "Сумма падений напряжений на элементах замкнутого контура равна сумме напряжения источников ЭДС" Мы договорились, что обход совершаем "по часовой". Если направления тока (заданного нами) совпадает с направление обхода, то падение напряжения (I*R) берем со знаком "+", если направление обхода совпадает с полярностью источников ЭДС, то записываем их тоже со знаком"+":
I₁R₁+I₁R₆+I₅R₅+I₄R₄=E₁;
-I₅R₅-I₇R₇+I₂R₂=E₂;
-I₄R₄-I₂R₂-I₃R₃=-E₂-E₃;
Получили еще три уравнения. Решив систему из шести уравнений мы найдем все неизвестные токи в цепи. Опять-таки: если в результате мы получим величину тока со знаком "-" значит в начале решения мы "не угадали" со стрелочкой направления тока. В окончательной схеме (рисунке) надо это направление тока поменять на обратное.
