ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ И ВОПРОСЫ

1. Утюг с терморегулятором при номинальном напряжении сети периодически включается на 1 минуту, поддерживая почти неизменную температуру. При пониженном на 10% напряжении сети это время увеличивается до 2 минут. При каком минимальном напряжении в сети терморегулятор сможет поддерживать эту температуру?

2. В схеме, изображенной на рисунке, лампочка горит одинаково ярко как при замкнутом, так и при разомкнуто ключе К. R₁ = R₃ = 70 Ом, R₂ = 100 Ом, U = 54 В. Найдите напряжение на лампочке.

3. Заряженный конденсатор емкостью С замыкают на реостат, сопротивление которого может плавно изменяться от R₀ до нуля. По какому закону нужно изменять со временем сопротивление реостата, чтобы сила тока через него оставалась постоянной вплоть до полной раз­рядки конденсатора? Сопротивление реостата в начале разрядки равно R _о. (R = R ₀(1 - )).

4. Два резистора соединяют сначала последовательно, затем параллельно и дважды подключают к источнику постоянного напряжения. В первом случае в цепи рассеивается мощность 4 Вт, во втором - 18 Вт. Найдите мощность электрического тока в каждом резисторе в случае поочередного подключения резисторов к тому же источнику.

5. Две электрические лампочки, рассчитанные на включение в сеть с напряжением 220 В, имеют мощности 25 Вт и 100 Вт. Какая из лампо­чек будет гореть ярче, если их включить в сеть, соединив между собой последовательно?

6. Объясните, почему при включении в сеть электроприборов, потребляющих большую мощность, яркость горящих лампочек уменьшается. Рас­считайте, во сколько раз уменьшится яркость лампочки с номинальной мощностью 100 Вт при включении параллельно ей утюга мощностью 1000 Вт /считать, что яркость лампочки пропорциональна рассеиваемой на ней мощности/. Сопротивление приводящих проводов от источника номинального напряжения 127 В до розетки 2 Ом.

7. Цепочка из двух последовательно соединенных резисторов подключена к источнику постоянного напряжения 12 В. Сопротивление одного из них 4 Ом. При каком значении сопротивления второго резистора тепловая мощность, выделяющаяся на нем, будет максимальна? Найти эту максимальную мощность.

8. Электрический нагреватель, включаемый в сеть напряжением 220 В, изготовлен из константанового провода, который должен нагреваться до 420°С при температуре окружающей среды 20°С. Определить мощ­ность нагревателя, длину и диаметр провода, если известно, что плотность тока в константановом проводе не должна превышать15,2 МА/м². Коэффициент теплоотдачи принять равным 64,7 Вт/(м²· К).

9. Электрическим кипятильником нагревают воду в сосуде. За двадцать минут температура воды массой 2 кг увеличилась от 20⁰С (комнат­ная) до 80⁰С. Затем кипятильник выключили, и за две минуты темпе­ратура воды упала на 3⁰С. Какова мощность кипятильника?

10.Батарея с ЭДС 9 В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключена к
двум последовательно соединенным резисторам. Вольтметр с внут­ренним сопротивлением 10 кОм показывает при подключении парал­лельно каждому из резисторов падение напряжения соответственно 3 и 4 В. Чему равно сопротивление каждого резистора?

11.Два соединенных последовательно вольтметра подключены к источнику тока с внутренним сопротивлением г ; их показания U₁ = 8 В, U₂ = 4 В. Если подключить к источнику только второй вольтметр, то он покажет U₃ = 10 В. Чему равна ЭДС источника тока?

12.В 1899 г. американский физик Р. Вуд оригинально решил сложную техническую проблему, за что институт, в котором он работал, получил премию в 200000 долларов. Придуманное им "электротаяние" широко используют и сейчас. Однажды во время сильного мороза в проложенной под землей же­лезной трубе длиной 100 м на участке

длиной 5 м замерзла вода и водопровод перестал работать. Вуд предложил подсоединить к концам трубы провода от вторичной обмотки понижающего трансфор­матора, и через 10 мин после этого из крана полилась вода. Какое примерно напряжение было приложено к концам трубы и, какая сила тока была в ней? Как изменилось бы время размораживания трубы, если бы длина замерзшего участка была в два раза больше? Диаметр трубы внутренний 20 мм, наружный 26 мм, плотность железа 7,8 г/см³ его удельная теплоемкость 0,45 кДж/(кг·°С), удельное сопротивление 0,1 мк0м·м, плотность льда 0,9 г/см³, его удельная теплоемкость 2,1 кДж/(кг·°С) и удельная теплота плавления 0,34 МДж/кг.

13. Определить напряжение на конденсаторе С (Рис. 1). Внутренним сопротивле­нием батарей пренебречь. Какой знак будет иметь заряд на обкладке конденсатора, сое­диненной с резисторами?

14.Две батареи с ε₁ и ε₂ включены, как показано на рисунке 2. При каком соотношении между внутренними сопротивлениями батарей ток через гальва­нометр не пойдет?

15.Найдите количество теплоты, выделившейся на каждом сопротивлении после замыкания ключа (Рис. 3). Один конденсатор вначале был заряжен до напряжения U, второй не был заряжен.

16. Конденсатор емкости С, заряженный до напряжения ε, подключается через резистор с большим сопротивлением к батарее с ЭДС 5ε (Рис. 4). Определить количество теплоты, которое выделится в цепи при зарядке конденсатора до напряжения 5ε.

17. В электрический схеме, состоящей из батареи с ЭДС 15 В, резис­торов с сопротивлениями R₁ = 10 Ом, R₂ = 30 Ом, замыкают ключ (Рис. 5). Най­дите ток через резистор R₂ сразу после замыкания ключа. Найдите ток через батарею в тот момент, когда напряжение на конденсаторе равно ε/3. Внутренним сопротивлением батареи пренеб­речь.

18.Цепь на рисунке 6 содержит огромное количество звеньев, каждое звено состоит из резистора и двух вольтметров. Все вольтметры в цепи одинаковы, сопротивления всех резисторов цепи равны между собой. Цепь подключают к батарейке, при этом первые два вольтметра показывают напряжения 6 В и 4 В (догадайтесь сами - какой показывает меньше, а какой больше). Найти показания второй пары вольтметров. Найти сумму показаний всех вольтметров цепи.