2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Электричество. 10 класс.
Сообщение17.11.2009, 00:26 


25/10/09
832
Помогите решить / разобраться
1) Правильно ли решил
Амперметр сопротивлением 0,09 Ом необходимо применить для измерения токов, сила которых в 10 раз превышает предел измерения амперметра. Определить сопротивление шунта, который следует подключить к амперметру.

$R_1=0.09$Ом - Сопротивление амперметра
$I_1$ - предел измерения амперметра без шунта
$I$ - предел измерения амперметра с шунтом
$R_2$ - сопротивление шунта

По условию $I=10I_1$

$R_2=\dfrac{R_1I_1}{I-I_1}=\dfrac{R_1I_1}{10I_1-I_1}=\dfrac{R_1I_1}{9I_1}=\dfrac{1}{9}R_1=0.01$Ом

2) К автомобильному аккумулятору подключены параллельно 2 фары по 60 Вт. Найти ток аккумулятора, если напряжение на клеммах равно 12В.
$W$ - мощность фары
$U$ - напряжение на клеммах
$I$ - ток аккумулятора
При параллельном соединении падение напряжения на фарах одинаково
$2W=UI$=> $I=\dfrac{2W}{U}=10A$

3) Вольтметр, рассчитанный на измерения напряжение до U=10В, имеет внутреннее сопротивление до r=400 Ом.какое добавочное сопротивление нужно подключить к вольтметру, чтобы измерить напряжение 100 В?
$R_1=400$Ом - внутреннее сопротивление вольтметра
$U_1$ - предел измерения вольтметра без шунта
$U$ - предел измерения вольтметра с шунтом
$R_2$ - сопротивление шунта
Правильно ли выписал уравнение
$R_2=\dfrac{R_1I_1}{I-I_1}=\dfrac{R_1U_1}{U-U_1}$

4) Сколько энергии надо израсходовать, чтобы при электролизе медного купороса выделить $m=1$грамм меди? электролиз ведется при напряжении $U=6$ В. $R_{med'}=0,3$ мг/Кл. потери на нагреваемость не учитывать.

Первый закон Фарадея
$m = R_{med'}q$ => $q=\dfrac{m}{R_{med'}}$
$E=Uq=U\dfrac{m}{R_{med'}} = \dfrac{6\cdot10^{-3}}{0.3\cdot10^{-3}}$Дж$=20$Дж

5) Вольтметр, соединенный последовательно с резистором 30кОм, при подключении к источнику тока напряжением 120В показал 20В. Определите сопротивление вольтметра.
$U_v=20$В - показание вольтметра
$U_*=120$В - напряжение на источнике
$R=30$кОм - Сопротивление резистора

$\dfrac{U_*}{I}=\dfrac{U_v}{I} +R$ => $R=\dfrac{U_*-U_v}{I}$=>$I=\dfrac{U_*-U_v}{R}=\frac1 3{10^{-2}$A
$R_v=\dfrac{U_v}{I_v}=\dfrac{U_v}{I}=\dfrac{20}{\frac1 3{10^{-2}}}$Ом$=6$кОм

6) Замкнутая цепь состоит из реостата. В цепи течет ток 0,5А. если сопротивление реостата уменьшить в 4 раза, то ток возрастет в 2 раза. Какой ток будет течь в цепи, если сопротивление реостата уменьшить до нуля?

Интересно, а в условии ничего не сказано про источник....
По идее, из закона Ома для участка цепи следует, что ток будет бесконечным.
Единственное, что я составил - это пропорцию
$\dfrac{U_1}{U_2}=\dfrac{I_1R_1}{I_2R_2}$
Согласно это пропорции
если сопротивление реостата уменьшить в 4 раза, то ток возрастет в 2 раза , то еще напряжение уменьшится в 2 раза...

7) найти сопротивление между соседними вершинами проволочного квадрата, если сопротивление каждой стороны равно 1 Ом.
Как тут быть?! 1 Ом? Причем здесь другие стороны?

 Профиль  
                  
 
 Re: Электричество. 10 класс.
Сообщение17.11.2009, 09:42 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


13/08/08
14430
7. ток будет идти не только по стороне, соединяющей точки, но и в обход, по трём оставшимся. Вот эти три стороны можно представить, как их последовательное соединение , а чем они будут по отношению к первой стороне?
6. наверное, предполагается наличие внутреннего сопротивления у источника.

 Профиль  
                  
 
 Re: Электричество. 10 класс.
Сообщение17.11.2009, 19:32 


25/10/09
832
gris, спасибо!
7) При последовательном соединении общее сопротивление трех сторон
$R=R_1+R_2+R_3=(1+1+1)$Ом $=3$Ом
Не очень понял вопрос, в смысле чем?!
6) По идее напряжение между любыми двумя точками в этой цепи - одинаковое и совпадает с ЭДС.
Догадываюсь, что я написал чушь(
Можно сделать обозначения
$I_1$ и $R_1$ ток, протекающий через реостат и сопротивление реостата соответственно
$I_2$ и $r$ - ток в цепи и внутрернее сопротивление источника соответственно
Вначале было
$I_1R_1=I_2(R_1+r)$ (1)
Уменьшили сопротивление реостата в 4 раза
$I_1\dfrac{R_1}{4}=2I_2(\dfrac{R_1}{4}+r)$ (2)
Делим (2) на (1), получаем

$\dfrac 1 4 = \dfrac{\frac{I_2R_1}{2} + 2I_2r}{I_2R_1+I_2r}=\dfrac1 2+\dfrac{3I_2r}{2(I_2R_1+I_2r)}$=>$3I_2r=I_2R_1+I_2r$=>$R_1=2r$
Правильно? Самое главное - правильное ли уравнение (1)?

 Профиль  
                  
 
 Re: Электричество. 10 класс.
Сообщение17.11.2009, 19:44 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


13/08/08
14430
7. теперь между вершинами два сопротивления - 10 и 30 ом. но не последовательных

 Профиль  
                  
 
 Re: Электричество. 10 класс.
Сообщение17.11.2009, 19:52 


25/10/09
832
gris в сообщении #263010 писал(а):
7. теперь между вершинами два сопротивления - 10 и 30 ом. но не последовательных

Судя по всему - параллельные.
тогда все ясно, кроме физического смысла) Почему так?!

 Профиль  
                  
 
 Re: Электричество. 10 класс.
Сообщение17.11.2009, 19:58 


22/06/09
975
Если только
*-----*
Ток идёт по одному ребру. Если же
*--------*
|........|
|........|
*--------*
Ток (он ведь не живой человек) пойдёт сразу по всем путям.

 Профиль  
                  
 
 Re: Электричество. 10 класс.
Сообщение17.11.2009, 20:07 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


13/08/08
14430
Физический смысл в том, что на сопротивление не влияет форма проводника (по крайней мере в этом случае). И в том, что мы рассчитываем общее сопротивление между двумя вершинами, а не сопротивление только одного из проводков.
Две точки соединены двумя проводками. Один имеет сопротивление в три раза большее и уложен не прямо, а по некоторой ломаной. Но сопротивление его совершенно не изменилось. И ток по нему пойдёт при случае, правда в три раза меньший, чем по короткому проводу. И соединение действительно параллельное.

 Профиль  
                  
 
 Re: Электричество. 10 класс.
Сообщение17.11.2009, 22:11 


25/10/09
832
Во, спасибо большое, теперь абсолютно ясно!!!!!!!!!
Теперь, благодаря вам, я разобрался во всех задачах, кроме 3 и 6

3) Вольтметр, рассчитанный на измерения напряжение до U=10В, имеет внутреннее сопротивление до r=400 Ом.какое добавочное сопротивление нужно подключить к вольтметру, чтобы измерить напряжение 100 В?
$r=400$Ом - внутреннее сопротивление вольтметра
$U_1$ - предел измерения вольтметра без шунта
$U$ - предел измерения вольтметра с шунтом
$R_2$ - сопротивление шунта
Правильно ли выписал уравнение
$R_2=\dfrac{U-U_1}{U_1}r$

6) Замкнутая цепь состоит из реостата. В цепи течет ток 0,5А. если сопротивление реостата уменьшить в 4 раза, то ток возрастет в 2 раза. Какой ток будет течь в цепи, если сопротивление реостата уменьшить до нуля?

$I_1$ и $R_1$ ток, протекающий через реостат и сопротивление реостата соответственно
$I_2$ и $r$ - ток в цепи и внутрернее сопротивление источника соответственно
Вначале было
$I_1R_1=I_2(R_1+r)$ (1)
Уменьшили сопротивление реостата в 4 раза
$I_1\dfrac{R_1}{4}=2I_2(\dfrac{R_1}{4}+r)$ (2)

 Профиль  
                  
 
 Re: Электричество. 10 класс.
Сообщение18.11.2009, 10:09 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


13/08/08
14430
Ну давайте разберёмся с шестой, тем более, что Вы уже всё практически написали. Итак, пользуемся законом Ома для замкнутой цепи.
$I=\dfrac U{R+r}$ Я извиняюсь, что обозначаю ЭДС через $U$.
Теперь напишем его для трёх наших случаев.

$I_1=\dfrac U{R+r}$
$I_2=2I_1=\dfrac U{R/4+r}$ - сопротивление реостата уменьшили в 4 раза, ток увеличился в 2 раза
$I_3=\dfrac U{0+r}=\dfrac Ur$ - сопротивление реостата равно 0.

$I_1$ нам известно, а найти надо только $I_3$

Из первых двух уравнений получаем $2\dfrac U{R+r}=\dfrac U{R/4+r}$
Откуда $2(R/4+r)=R+r$
то есть $R=2r$ - то что у Вас получилось. Теперь подставим это в первое уравнение.
$I_1=\dfrac U{3r}$, то есть $U=I_1\cdot 3r$
И, наконец, подставим в третье: посмотрите, как там всё прекрасно сократилось.

Ответ сами получите!

Обратите внимание, что по данным задачи нельзя найти ЭДС, внутреннее сопротивление и сопротивление реостата, только соотношения между ними.

 Профиль  
                  
 
 Re: Электричество. 10 класс.
Сообщение18.11.2009, 11:28 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


13/08/08
14430
По поводу 1 и 3 задачи. В чём их отличие? В первой - амперметр, во второй вольтметр. Шунт включается по-разному. В первом случае- параллельно прибору, во втором последовательно с ним. Отсюда и можно вывести формулы, которые Вы правильно написали.

 Профиль  
                  
 
 Re: Электричество. 10 класс.
Сообщение18.11.2009, 15:05 


25/10/09
832
Спасибо,gris, $$I_3=3I_1$$
Все теперь ясно, сначала было непонятно, как это все связать в шестой задаче

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 11 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group