Задачи повышенной сложности - Урок 2 - ГРАВИТАЦИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ

1. К сети напряжением 120 В подключают два сопротивления. При их последовательном соединении ток равен 3 А, а при параллельном - суммарный ток равен 16 А. Чему равны сопротивления?

(Ответ: R₁ = 10 Ом, R₂ = 30 Ом.)

2. Можно ли две лампочки накаливания мощностью 60 Вт и 40 Вт, рассчитанные на напряжение 110 В, включать в цепь с напряжением 220 В при последовательном их соединении?

(Ответ: Нет, первая будет гореть с недокалом, а вторая - с перекалом.)

3. Электрический чайник имеет две обмотки. При включении одной из них вода в чайнике закипает через время t₁ = 15 мин, при включении другой - через время t₂ = 30 мин. Через какое время t закипит вода в чайнике, если обе обмотки включить: а) последовательно; б) параллельно.

(Ответ: а) t = 45 мин, б) t = 10 мин.)

4. Предохранитель из свинцовой проволоки сечением S₁ = 0,2 мм² поставлен в сеть, проложенную медным проводом с поперечным сечением S₂ = 2 мм². При коротком замыкании сила тока достигла значения I = 30 А. Через какое время после короткого замыкания начнет плавиться свинцовый предохранитель? На сколько за это время нагреются медные провода? Потерями тепла вследствие теплопроводности пренебречь. Удельная теплоемкость свинца меди - Удельное сопротивление свинца ρ₁ = 0,22 · 10^-6 Ом·м, меди - ρ₂ = 0,017 · 10^-6 Ом·м. Температура плавления свинца t_пл = 327 °С. Температура медных проводов до замыкания t₀ = 20 °С.

(Ответ: Предохранитель начнет плавиться через 0,09 с, медные провода за это время нагреются на 0,1 °С.)

5. Дуговая лампа горит под напряжением U = 80 В и потребляет мощность Р = 800 Вт. На сколько градусов нагреются подводящие провода через 1 мин после включения лампы, если провода площадью поперечного сечения S = 4 мм² сделаны из меди? Половина выделившегося тепла отдается окружающей среде. Удельное сопротивление меди ρ = 1,7 · 10^-8 Ом·м, плотность меди v = 8,9 · 10 кг/м³, удельная теплоемкость меди

(Ответ: на 0,8 °С.)

6. Два проводника, сделанные из одного и того же материала, включены последовательно. Найти отношение температур проводников при подключении их в сеть, если одни из проводников в два раза толще другого, а теплоотдача пропорциональна площади поверхности проводника и разности температур проводника и окружающего воздуха. Температура воздуха t₀= 0 °С.

(Ответ: t₁/t₂ = 1/8.)

7. Две лампы мощностью Р₁ = 40 Вт и Р₂ = 60 Вт, рассчитанные на одинаковое напряжение, включены в сеть с тем же напряжением последовательно. Какие мощности они потребляют?

(Ответ: Р₁' = 14,4 Вт, Р₂’ = 9,6 Вт.)

8. В одном калориметре находится вода, в другом - жидкость такой же массы. В калориметры погрузили одинаковые проволочки, включенные последовательно в цепь с током. Какую удельную теплоемкость имеет жидкость, если через некоторое время после подключения проволочек к источнику тока температура воды поднялась на 4,25 °С, а жидкости - на 5 °С.

(Ответ: .)

9. Проволока из нихрома изогнута в виде кольца радиуса r = 1 м. В центре кольца лежит источник тока c U = 2 B. Источник тока соединили с кольцом по диаметру такой же нихромовой проволокой. Найти напряжение между точками соединения, если площадь поперечного сечения проволоки S = 1 мм².

(Ответ: U = 0,9 В.)