Решение задач по теме «Закон Ома для полной цепи

Решение задач по теме «Закон Ома для полной цепи»
Дж
А
Электродвижущая
ε=IR+Ir=Uвнеш.+ Uвнутр.
[ε]= =В
ε= ст
Кл
g
сила
[Аст]=Дж – работа сторонних сил
[g]=Кл – электрический заряд
[U]=В – электрическое напряжение
ε
Сила тока (Закон
[I]=А – сила тока
I=R+r [R]= Ом – внешнее сопротивление
Ома для полной
[r ]= Ом – внутреннее
цепи)
сопротивление
1.Определите ЭДС источника тока, если при перемещении электрического заряда 5
Кл сторонние силы совершают работу 50 Дж.
Дано:
Решение:
А
g=5 Кл
ε = gст
Аст= 50Дж
50Дж
ε = 5Кл =10 В
ε-?
Ответ: ε=10 В
1.1.Определите работу, которую должна совершить сторонняя сила при разделении
зарядов 5 и -5 Кл, если ЭДС источника 4 В.
1.2.Определите заряд, который перемещает сторонняя сила внутри источника тка с ЭДС
10 В, если при этом выполняется работа 20 Дж.
2.ЭДС источника электрической энергии равно 100 В. При внешнем сопротивлении
49 Ом сила тока в цепи 2А. Найти падение напряжения внутри источника и его
внутреннее сопротивление.
Дано:
Решение:
ε= 100 В
ε= Uвнеш.+ Uвнутр.= IR.+ Uвнутр.
R=49 Ом Uвнутр.= ε- IR , Uвнутр.= 100 В- 2А·49 Ом= 2 В
I=2А
Uвнутр.= Ir
Uвнутр.
2В
Uвнутр.-?
r = I , r = 2А =1Ом
r -?
Ответ: Uвнутр.= 2 В, r = 1Ом
2.1.Источник тока с ЭДС 220 В и внутренним сопротивлением 2 Ом замкнут проводником
сопротивлением 108 Ом. Определите падение напряжения внутри источника тока.
2.2.ЭДС батареи 6 В. Внешнее сопротивление цепи 11,5 Ом, а внутреннее сопротивление
0,5 Ом. Определите силу тока в цепи, напряжение на зажимах батареи и падение
напряжения внутри источника тока.
3.Разность потенциалов на клеммах разомкнутого источника тока 24 В. При
включении внешней цепи разность потенциалов на клеммах источника тока стала
равной 22 В, а сила тока 4 А. Определите внутреннее сопротивление источника тока,
сопротивление внешнего участка цепи и полное сопротивление цепи.
Дано:
Решение:
ε= 24 В R= U , R= 22 В = 5,5 Ом
I
4А
U= 22 В
ε
𝜀
𝜀
ε−U
24 В−22 В
I=
,
R+r
=I,
r = I - R , r = I , r = 4 А = 0,5 Ом
I=4А
R+r
r - ? R-? Rполн.= R+ r, Rполн.= 6 Ом
Rполн.-?
Ответ: r = 0,5 Ом, R= 5,5 Ом, Rполн.= 6 Ом
3.1.Разност потенциалов на клеммах разомкнутого источника тока 4 В. Определите
внутреннее сопротивление источника тока, если при сопротивлении внешнего участка
цепи 4 Ом сила тока равна 0,8 А.
3.2.ЭДС источника тока равно 220 В, внутреннее сопротивление 1,5 Ом. Какое надо взять
сопротивление внешнего участка цепи, чтобы сила тока была равна 4 А?
4.Определите силу тока при коротком замыкании батареи с ЭДС 12 В, если при
замыкании ее на внешнее сопротивление 4 Ом сила тока в цепи равна 2 В. Почему
при коротком замыкании падение напряжения на внешнем участке близко к нулю,
хотя в этом случае в цепи существует наибольший ток?
Дано:
Решение:
ε= 12 В Iк.з.= 𝜀
𝑟
R= 4 Ом
ε−IR
ε=IR+Ir , Ir = ε-IR , r = I
I=2А
ε·I
12 В·2 А
Iк.з.-?
Iк.з.=
, Iк.з.=
=6А
ε−IR
12 В−2 А·4 Ом
Ответ: Iк.з.= 6 А
4.1.Батарея аккумуляторов имеет ЭДС 12 В. Сила тока в цепи равна 4 В, а напряжение на
клеммах 11 В. Определите ток короткого замыкания.
4.2.В проводнике сопротивлением 2 Ом, подключенном к элементу с ЭДС 1,1 В, сила тока
равна 0,5 А. Какова сила тока при коротком замыкании элемента?
5.Источник тока с ЭДС 120 В и внутренним сопротивлением 2 Ом замкнут на
внешнее сопротивление 58 Ом. Определите полную и полезную мощность источника
тока.
Дано:
Решение:
ε2
(120 В)2
ε= 120 В
Рполн.= I·ε = R+r , Рполн.= 60 Ом =240 Вт
r = 2 Ом
R= 58 Ом
ε2 ·R
(120 В)2 ·58 Ом
Рполн.-? Рполез.-? Рполез.= I2R= (R+r)2 , Рполез. = (60 Ом)2 = 232 Вт
ε
I=R+r
Ответ: Рполн.= 240 Вт, Рполез. = 232 Вт
5.1.Найти внутреннее сопротивление и ЭДС источника тока, если при силе тока 30 А
мощность во всей цепи равна 180 Вт, а при силе тока 10А эта мощность равна 100 Вт.
5.2.Найти полную мощность элемента при сопротивлении внешней цепи 4 Ом, если
внутреннее сопротивление элемента 2 Ом, а напряжение на его зажимах 6 В.