Алгебра
Английский
Биология
География
Геометрия
История
Русский
Обществознание
Физика
Химия
Информатика
Литература
МатематикаВариант I. 1. Какое количество теплоты выделит за 10 мин проволочная спираль сопротивлением 40 Ом, если сила тока в ней 1 А? 2. При напряжении 450 В сила тока в электродвигателе 90 А. Определите мощность тока в обмотке электродвигателя и его сопротивление. 3. Каков расход энергии за 40 с в автомобильной электрической лампочке, рассчитанной на напряжение 12 В при силе тока 3 А? 4. За какое время электрический утюг выделит количество теплоты 800 Дж, если сила тока в спирали 3 А, а напряжение в сети 220 В? 5. Определите мощность, потребляемую второй лампой (рис. 51), если показания вольтметра 6 В. 6. Определите мощность электрического чайника, если за 5 мин в нем 1 кг воды нагреется от 20 до 80 °С. Потерями энергии пренебречь. Вариант II. 1. Какую работу совершит ток в электродвигателе за 90 с, если при напряжении 220 В сила тока в обмотке двигателя равна 0,2 A? 2. Определите мощность тока в электрической лампочке, если при напряжении 5 В сила тока в ней 100 мА. 3. Какое количество теплоты выделится в реостате сопротивлением 50 Ом за 2 мин при силе тока в цепи 2 А? 4. На сколько градусов за 5 мин можно нагреть на электроплитке 1,5 кг воды, если при напряжении 220 В сила тока в ней 5 А? Потерями энергии пренебречь. 5. Определите мощность, потребляемую первой лампой (рис. 52), если показания амперметра 2 А.
Ответ:
Вариант I.
1. Расчет количества теплоты:
Используем формулу закона Джоуля-Ленца: \( Q = I^2 R t \).
Дано:
- \( I = 1 \) А
- \( R = 40 \) Ом
- \( t = 10 \) мин = \( 10 \cdot 60 = 600 \) с
Найти: \( Q \)
Решение:
\( Q = (1 \text{ А})^2 \cdot 40 \text{ Ом} \cdot 600 \text{ с} = 1 \cdot 40 \cdot 600 = 24000 \) Дж = \( 24 \) кДж
Ответ: 24000 Дж.
2. Расчет мощности и сопротивления электродвигателя:
Дано:
- \( U = 450 \) В
- \( I = 90 \) А
Найти: \( P, R \)
Решение:
Мощность электродвигателя: \( P = U \cdot I = 450 \text{ В} \cdot 90 \text{ А} = 40500 \) Вт = \( 40,5 \) кВт
Сопротивление обмотки электродвигателя: \( R = \frac{U}{I} = \frac{450 \text{ В}}{90 \text{ А}} = 5 \) Ом
Ответ: Мощность 40500 Вт, сопротивление 5 Ом.
3. Расчет расхода энергии лампочкой:
Используем формулу: \( A = U \cdot I \cdot t \).
Дано:
- \( U = 12 \) В
- \( I = 3 \) А
- \( t = 40 \) с
Найти: \( A \)
Решение:
\( A = 12 \text{ В} \cdot 3 \text{ А} \cdot 40 \text{ с} = 36 \cdot 40 = 1440 \) Дж
Ответ: 1440 Дж.
4. Расчет времени работы утюга:
Используем формулу закона Джоуля-Ленца: \( Q = I^2 R t \). Нам нужно найти \( t \). Из закона Ома \( R = \frac{U}{I} \). Подставляем \( R \) в формулу для \( Q \): \( Q = I^2 \cdot \frac{U}{I} \cdot t = U \cdot I \cdot t \).
Дано:
- \( Q = 800 \) Дж
- \( I = 3 \) А
- \( U = 220 \) В
Найти: \( t \)
Решение:
\( t = \frac{Q}{U \cdot I} = \frac{800 \text{ Дж}}{220 \text{ В} \cdot 3 \text{ А}} = \frac{800}{660} \approx 1,21 \) с
Ответ: примерно 1,21 с.
5. Определение мощности второй лампы:
Схема показывает, что вторая лампа \( R_2 \) подключена параллельно вольтметру. Напряжение на второй лампе равно показанию вольтметра.
Дано:
- \( U_2 = 6 \) В
- \( R_2 = 12 \) Ом
Найти: \( P_2 \)
Решение:
Мощность можно найти по формуле: \( P = \frac{U^2}{R} \).
\( P_2 = \frac{(6 \text{ В})^2}{12 \text{ Ом}} = \frac{36}{12} = 3 \) Вт
Ответ: 3 Вт.
6. Определение мощности электрического чайника:
Используем формулу мощности: \( P = \frac{A}{t} \). Работа \( A \) равна количеству теплоты, полученному водой: \( Q = c m \Delta T \).
Дано:
- \( c = 4200 \) Дж/(кг·°С) (удельная теплоемкость воды)
- \( m = 1 \) кг
- \( T_1 = 20 \) °С
- \( T_2 = 80 \) °С
- \( t = 5 \) мин = \( 5 \cdot 60 = 300 \) с
Найти: \( P \)
Решение:
\( \Delta T = T_2 - T_1 = 80 \text{ °С} - 20 \text{ °С} = 60 \text{ °С} \)
\( Q = c m \Delta T = 4200 \text{ Дж/(кг·°С)} \cdot 1 \text{ кг} \cdot 60 \text{ °С} = 252000 \) Дж
\( P = \frac{Q}{t} = \frac{252000 \text{ Дж}}{300 \text{ с}} = 840 \) Вт
Ответ: 840 Вт.
Вариант II.
1. Расчет работы тока в электродвигателе:
Используем формулу работы: \( A = U \cdot I \cdot t \).
Дано:
- \( U = 220 \) В
- \( I = 0,2 \) А
- \( t = 90 \) с
Найти: \( A \)
Решение:
\( A = 220 \text{ В} \cdot 0,2 \text{ А} \cdot 90 \text{ с} = 44 \cdot 90 = 3960 \) Дж
Ответ: 3960 Дж.
2. Определение мощности тока в лампочке:
Используем формулу мощности: \( P = U \cdot I \).
Дано:
- \( U = 5 \) В
- \( I = 100 \) мА = \( 100 \cdot 10^{-3} = 0,1 \) А
Найти: \( P \)
Решение:
\( P = 5 \text{ В} \cdot 0,1 \text{ А} = 0,5 \) Вт
Ответ: 0,5 Вт.
3. Расчет количества теплоты в реостате:
Используем формулу закона Джоуля-Ленца: \( Q = I^2 R t \).
Дано:
- \( R = 50 \) Ом
- \( t = 2 \) мин = \( 2 \cdot 60 = 120 \) с
- \( I = 2 \) А
Найти: \( Q \)
Решение:
\( Q = (2 \text{ А})^2 \cdot 50 \text{ Ом} \cdot 120 \text{ с} = 4 \cdot 50 \cdot 120 = 200 \cdot 120 = 24000 \) Дж
Ответ: 24000 Дж.
4. Расчет нагрева воды на электроплитке:
Количество теплоты, выделяемое плитой: \( Q_{плиты} = U \cdot I \cdot t \). Количество теплоты, полученное водой: \( Q_{воды} = c m \Delta T \). Так как потерями энергии пренебрегаем, \( Q_{плиты} = Q_{воды} \).
Дано:
- \( U = 220 \) В
- \( I = 5 \) А
- \( t = 5 \) мин = \( 5 \cdot 60 = 300 \) с
- \( c = 4200 \) Дж/(кг·°С)
- \( m = 1,5 \) кг
Найти: \( \Delta T \)
Решение:
\( Q_{плиты} = 220 \text{ В} \cdot 5 \text{ А} \cdot 300 \text{ с} = 1100 \cdot 300 = 330000 \) Дж
\( Q_{воды} = c m \Delta T \)
\( 330000 \text{ Дж} = 4200 \text{ Дж/(кг·°С)} \cdot 1,5 \text{ кг} \cdot \Delta T \)
\( 330000 = 6300 \cdot \Delta T \)
\( \Delta T = \frac{330000}{6300} \approx 52,38 \) °С
Ответ: примерно 52,38 °С.
5. Определение мощности первой лампы:
По схеме (предполагая, что рис. 52 аналогичен рис. 51, где первая лампа обозначена как \( R_1 \)) амперметр измеряет ток, проходящий через первую лампу.
Дано:
- \( I_1 = 2 \) А
- \( R_1 = 6 \) Ом (из рис. 51)
Найти: \( P_1 \)
Решение:
Мощность лампы можно найти по формуле: \( P = I^2 R \).
\( P_1 = (2 \text{ А})^2 \cdot 6 \text{ Ом} = 4 \cdot 6 = 24 \) Вт
Ответ: 24 Вт.
