1. К клеммам резистора сопротивлением 20 Ом присоединяют вольтметр. Каково будет его показание (рис. 1)? Какое количество теплоты выделится в в резисторе за 10 минут? 2. Пользуясь графиками определите сопротивление проводников. Сравните, у какого из двух проводников (/ или //) сопротивление больше. 3. Паяльник сопротивлением 250 Ом и реостат сопротивлением 50 Ом соединены последовательно и включены в сеть напряжением 220 В. Определите силу тока в цепи. Начертите схему цепи. Куда нужно передвинуть ползунок реостата, чтобы сила тока в цепи увеличилась? Ответ обоснуйте. 4. Два проводника: R1 =2 Ом и R2= 5 Ом - соединены так, как показано на схеме (рис. 2). Определите показание амперметра А, если амперметр A1 показывает 3 А. 5. Найдите распределение сил токов и напряжений в цепи, изображенной на рисунке, если Lab = 220 B, R1 = 20 Ом, R2=20 Ом, R3 =20 Ом, R4 = 80 Ом. дополнительно. Рассчитайте общее сопротивление электрической цепи изображенной на рисунке 114 и 115, если R1 = 15 Ом, R2 = 5 Ом, RG-100м., 4-100

Решение:

1. Показания вольтметра и количество теплоты:

• Напряжение на резисторе: \( U = I \cdot R = 5 \cdot 20 = 100 \) В.
• Количество теплоты: \( Q = I^2 \cdot R \cdot t = 5^2 \cdot 20 \cdot 600 = 300000 \) Дж = 300 кДж (где t = 10 минут = 600 секунд).

2. Сопротивление проводников:

• По графику I: \( R_1 = \frac{U}{I} = \frac{30}{0.8} = 37.5 \) Ом.
• По графику II: \( R_2 = \frac{U}{I} = \frac{10}{2} = 5 \) Ом.
• Сопротивление первого проводника больше.

3. Сила тока в цепи с паяльником и реостатом:

• Общее сопротивление: \( R = 250 + 50 = 300 \) Ом.
• Сила тока: \( I = \frac{U}{R} = \frac{220}{300} \approx 0.73 \) А.
• Чтобы увеличить силу тока, нужно уменьшить сопротивление цепи, передвигая ползунок реостата в сторону уменьшения сопротивления.

4. Показания амперметра A:

• Ток через \( R_1 \): \( I_1 = 3 \) A (показания амперметра A1).
• Напряжение на \( R_1 \): \( U_1 = I_1 \cdot R_1 = 3 \cdot 2 = 6 \) В.
• Ток через \( R_2 \): \( I_2 = \frac{U_1}{R_2} = \frac{6}{5} = 1.2 \) A.
• Показания амперметра A: \( I = I_1 + I_2 = 3 + 1.2 = 4.2 \) A.

5. Распределение токов и напряжений в цепи:

• Общее сопротивление цепи: \( R = R_1 + R_2 + R_3 + R_4 = 20 + 20 + 20 + 80 = 140 \) Ом.
• Общий ток в цепи: \( I = \frac{U}{R} = \frac{220}{140} \approx 1.57 \) А.
• Напряжения на резисторах:
• \( U_1 = I \cdot R_1 = 1.57 \cdot 20 \approx 31.4 \) В.
• \( U_2 = I \cdot R_2 = 1.57 \cdot 20 \approx 31.4 \) В.
• \( U_3 = I \cdot R_3 = 1.57 \cdot 20 \approx 31.4 \) В.
• \( U_4 = I \cdot R_4 = 1.57 \cdot 80 \approx 125.6 \) В.

Дополнительно: Расчет общего сопротивления цепи для рисунков 114 и 115:

Для рисунка 114:

• \( R_{12} = \frac{R_1 \cdot R_2}{R_1 + R_2} = \frac{15 \cdot 5}{15 + 5} = \frac{75}{20} = 3.75 \) Ом.
• \( R_{34} = R_3 + R_4 = 10 + 10 = 20 \) Ом.
• \( R_{общ} = R_{12} + R_{34} = 3.75 + 20 = 23.75 \) Ом.

Для рисунка 115:

• \( R_{34} = \frac{R_3 \cdot R_4}{R_3 + R_4} = \frac{10 \cdot 10}{10 + 10} = \frac{100}{20} = 5 \) Ом.
• \( R_{общ} = R_1 + R_2 + R_{34} = 15 + 5 + 5 = 25 \) Ом.