Вправа 31

1. Ділянка кола містить два послідовно з’єднаних однакових резистори опором 2 Ом кожен. Визначте загальний опір ділянки. Яку напругу подано на ділянку, якщо сила струму в ній становить 0,5 А? Якою є напруга на кожному резисторі?

Дано:

Розв'язання:

R1 = R2 = 2 Ом
I = 0,5 А

За умовами задачі провідники з’єднані послідовно, тому I = I1 = I2; U = U1 + U2; R = R1 + R2.

За законом Ома знаходимо значення напруги на кожному провіднику.

U = I · R;

[U] = А · Ом =  А · В  = В;
В

U, U1, U2, R — ?

U1 = 2 · 0,5 = 1 (В); U = 2 · 0,5 = 1 (В); U = 1 + 1 = 2 (В).

Загальний опір дорівнює R = 2 + 2 = 4 (Ом).

Відповідь: напруга, подана на ділянку, дорівнює 2 В, напруга на кожному провіднику дорівнює 1 В загальний опір ділянки 4 Ом.

 

2. Загальний опір двох ламп і реостата, з’єднаних послідовно, дорівнює 65 Ом. Визначте опір реостата, якщо опір кожної лампи 15 Ом.

Дано:

Розв'язання:

R = 65 Ом
R1 = R2 = 15 Ом

Провідники з’єднані послідовно, отже:

R = R1 + R2 + R3.

R3 = RR1R2;

R3 = 65 – 15 – 15 = 35 (Ом).

R3 — ?

Відповідь: Опір реостата 35 Ом.

3. Ділянка кола (рис. 1) містить дві послідовно з’єднані електричні лампи, опір яких становить: R1 = 120 Ом; R2 = 130 Ом. Яким є показ вольтметра, якщо напруга на ділянці дорівнює 100 В?

 

4. Опір одного з двох послідовно з’єднаних резисторів становить 650 Ом. Знайдіть опір другого резистора, якщо сила струму в ньому 80 мА, а загальна напруга на обох резисторах дорівнює 72 В.

 

5. Ділянка кола (рис. 2) містить три послідовно з’єднані резистори, опір яких становить: R1 = 5 Ом; R2 = 8 Ом; R3 = 15 Ом. Яким є показ амперметра і чому дорівнює напруга між точками А і В, якщо вольтметр показує 1,6 В?

 

6. Чи можна лампу для кишенькового ліхтарика, яка розрахована на силу струму 0,3 А, увімкнути в освітлювальну мережу послідовно з лампою, що розрахована на напругу 220 В і має опір 1100 Ом? Поясніть свою відповідь.

 

7. Будь-­який вольтметр розрахований на вимірювання напруги, що не перевищує певної межі. Але якщо до вольтметра послідовно приєднати певний додатковий опір (Rд) — резистор (рис. 3), то межа вимірювання вольтметра збільшиться. Це відбувається тому, що вимірювана напруга U ділиться на дві частини: одна частина ( ) UV припадає на вольтметр, а друга (Uд) — на резистор: U = UV + Uд. Резистор якого опору необхідно послідовно приєднати до шкільного вольтметра опором 900 Ом, щоб збільшити межу його вимірювання в 5 разів? (Наприклад, вольтметр показує 6 В, а напруга на нагрівачі 30 В.) Поміркуйте, де вам можуть знадобитися вміння, набуті під час розв’язування цієї задачі.

 

8. Кубик масою 240 г упав з полиці шафи спочатку на стіл, а потім на підлогу (рис. 4). Як змінювалася енергія кубика в ході падіння? Яку роботу виконала сила тяжіння на кожному етапі падіння? за весь час падіння?

Дано:

Розв'язання:

m = 240 г = 0,24 кг
h1 = 1 м
h2 = 70 см = 0,7 м

Робота сили тяжіння чисельно дорівнює зміні потенціальної енергії.

AF = ΔEp; Ep1 = mgh1; Ep2 = mgh2;

AF = Ep1 + Ep2;

[Ep] =  кг · Н · м  = Дж;
кг

AF — ?

Ep1 = 0,24 · 9,8 · 1 = 2,4 (Дж);

Ep2 =0,24 · 9,8 · 0,7 = 1,68 (Дж);

AF =2,4 + 1,68 = 4,08 (Дж).

Відповідь: сила тяжіння виконала роботу 2,4 Дж, 1,68 Дж відповідно на кожному етапі, та 4,08 Дж за весь час падіння.