Раздел 2.7 Работа, энергия, мощность электрического тока

2.7.1 Сопротивление спирали лабораторного калориметра R = 50 Ом. На сколько градусов нагреются 480 г воды, налитой в калориметр за 2 мин пропускания тока при напряжении в сети 220 В? (D t = 57,6⁰С)

2.7.2 Три лампы с сопротивлениями 240 Ом каждая соединены параллельно и включены в сеть с напряжением 220В. Определить мощность Р, потребляемую всеми лампами, и энергию W, израсходованную за 6 ч горения ламп. (Р = 605 Вт, W = 13 МДж)

2.7.3 Источник тока замыкается один раз на сопротивление 4 Ом, другой – на сопротивление 16 Ом. В том и другом случае в сопротивлениях в единицу времени выделяется одинаковое количество теплоты. Определить внутреннее сопротивление источника тока. (r = 8 Ом)

2.7.4 Определить полную мощность батареи при сопротивлении внешней цепи R = 50 Ом, если внутреннее сопротивление r = 20 Ом, а напряжение на его зажимах 100 В. (Р = 280 Вт)

2.7.5 ЭДС батареи 14 В. При силе тока 3 А, КПД батареи h = 0,7. Определить внутреннее сопротивление батареи r. (r = 1,4 Ом)

2.7.6 Источник с ЭДС ℰ = 12 В и внутренним сопротивлением r = 10 Ом замкнут на сопротивление R = 50 Ом. Какое количество теплоты выделяется во внешней цепи в единицу времени? (Q/t = 2 Дж/с)

2.7.7 К источнику с ЭДС 15 В подключена нагрузка. Напряжение на зажимах источника U = 5 В. Определить КПД установки. (h = 33%)

2.7.8 Два параллельно соединенных резистора с сопротивлениями R ₁ = R ₂ = 40 Ом каждый соединены с источником тока, внутреннее сопротивление которого r = 5 Ом. Определить КПД установки. (h = 80%)

2.7.9 Определить величину силы тока I в цепи аккумулятора, если его ЭДС ℰ = 8 В, внешнее сопротивление R = 14 Ом и КПД схемы равен h = 70% (I = 0,4 А)

2.7.10 От батареи, состоящей из шести последовательно соединенных элементов, ЭДС каждого из которых ℰ ₁ = 1,5 В и внутренних сопротивлений r ₁ = 2 Ом, питаются две последовательно включенные лампочки с сопротивлениями по 12 Ом. Определить КПД батареи и силу тока в цепи. (h = 67%, I = 0,25 А)

2.7.11 К источнику тока с внутренним сопротивлением r = 1,5 Ом подключаются два одинаковых сопротивления по R = 4 Ом. Один раз сопротивления подключаются последовательно друг с другом, а другой раз – параллельно. Найти отношение мощностей, выделяющихся во внешней цепи в первом и во втором случаях. (Р₂/Р₁ = 1,84)

2.7.12 Батарея, ЭДС которой ℰ = 120 В и внутреннее сопротивление r = 3 Ом, замкнута на внешнее сопротивление R = 21 Ом. Определить полезную мощность, общую мощность и КПД батареи. (Р_общ = 600 Вт, Р_пол = 525 Вт, h = 87,5%)

2.7.13 Два проводника с сопротивлениями R ₁ = 10 Ом и R ₂ = 14 Ом соединены параллельно и подключены к источнику электрического тока. В первом проводнике за некоторое в виде тепла выделяется 18 кДж энергии. Какое количество теплоты выделилось во втором проводнике за это же Время? (Q₂ = 12,86 кДж)

2.7.14 Источник тока, ЭДС которого равна 3 В, дает во внешнюю цепь силу тока 2 А. Внутреннее сопротивление источника 0,4 Ом. Определить КПД источника. (h = 73%)

2.7.15 Две лампочки включены в сеть параллельно. Сопротивление первой лампочки 360 Ом, второй – 240 Ом. Какая из лампочек поглощает большую мощность и во сколько раз? (Р₂/Р₁ = 1,5)

2.7.16 Два проводника с сопротивлениями R ₁ = 50 Ом и R ₂ = 30 Ом включены в сеть с напряжением 160 В. Проводники соединены последовательно. На каком проводнике за t = 1 с выделяется большее количество теплоты и во сколько раз? (Р₁/Р₂ = 1,67)

2.7.17 Для нагревания 4,5 л воды от 20⁰С до кипения нагреватель потребляет 0,5 кВт×ч электрической энергии. Чему равен КПД нагревателя. (h = 84%)

2.7.18 Сколько воды можно вскипятить, затратив 300 Вт×ч электрической энергии. Начальная температура воды 16⁰С. Потерями тепла можно пренебречь. (V = 3 л)

2.7.19 На плитке мощностью 0,5 кВт стоит чайник, в который налит 1 л воды при температуре 16⁰С. Вода в чайнике закипела через 20 мин после включения плитки. Какое количество тепла потеряно при этом на нагревание чайника, на излучение и т.д. (Q_потерь = 248 кДж)

2.7.20 Сколько ватт потребляет нагреватель электрического чайника, если 1 л воды закипает через 4 мин. Начальная температура воды 20⁰С. Потерями тепла пренебречь. (Р = 1,4 кВт)

2.7.21 Каково сопротивление нагревателя электрического чайника, если при включении чайника в сеть напряжением 220 В нагреватель потребляет мощность 1,4 кВт. (R = 34,6 Ом)

2.7.22 Определить потребляемую мощность электрического чайника после ремонта его нагревателя, если последовательно к нему подсоединили реостат с сопротивлением R = 10 Ом. Напряжение в сети U = 120 В, а сила тока через реостат I = 2 А. (Р = 200 Вт)

2.7.23 Через сколько времени закипает 0,5 л воды в чайнике, если мощность нагревателя 700 Вт, КПД 76%, начальная температура воды 16⁰С. (t = 5,53 мин)

2.7.24 В лабораторном калориметре, включенном в сеть напряжением 220 В, 0,5 л воды за 5 мин нагреваются от 20⁰С до кипения. Чему равно сопротивление спирали калориметра? (R = 86,4 Ом)

2.7.25 Электродвигатель подъемного крана работает под напряжением 380 В и потребляет силу тока 20 А. Каков КПД установки, если груз массой 1 т кран поднимает на высоту 20 м за 55 с. (h = 48%)

Раздел 2.8 Правила Кирхгофа

2.8.1	ℰ = 5 В
	R 1 = 60 Ом
	R 2 = 90 Ом
	R 3 = 100 Ом
	I г = 0
	R г = 0
	r = 0	(I1 = I2 = 33 мА,
	I 1 -? I 2 -?	I3 = I4 = 20 мА,
	I 3 -? I 4 -? I -?	I = 53 мА)
2.8.2	R = 10 Ом
	ℰ 1 = 4,2 B
	ℰ 2 = 2,4 B
	r 1 = 1 Ом
	r 2 = 0,4 Ом
	I -? U -?	(I = 0,283 A, U = 2,83 B)
2.8.3	ℰ 1 = 6 В
	ℰ 2 = 3 B
	r 1 = 0,5 Ом
	r 2 = 1,5 Ом
	R = 30 Ом	(I = 0,124 A, I1 = 4,59 А,
	I -? I 1 -? I 2 -?	I2 = 4,47А)
2.8.4	ℰ 1 = 18 В
	r 1 = 3 Ом
	ℰ 2 = 24 B
	r 2 = 6 Ом
	R = 36 Ом	(I1 = 4,74 А, I2 = 4,63 А,
	I 1 -? I 2 -? I -?	I = 0,11 A)
2.8.5	R 1 = 12 Ом
	R 2 = 6 Ом
	R 3 = 4 Ом
	ℰ 1 = 4,4 В
	I 3 =1 A
	ℰ 2 -?	(ℰ2 = 6,55 B)
2.8.6	ℰ 1 = 12 В
	ℰ 2 = 9 B
	R 1 = 6 Ом
	R 2 = 9 Ом
	R 3 = 12 Ом
	UAB -?	(UAB = 7,62 B)
2.8.7	ℰ 1 = 9 В
	ℰ 2 = 12 B
	R 1 = 6 Ом
	R 2 = 12 Ом
	R 3 = 9 Ом
	I 3 -?	(I3 = 0,46 А)
2.8.8	ℰ 1 = 7 В
	ℰ 2 = 6 B
	r 1 = 2 Ом
	r 2 = 3 Ом
	R = 9 Ом
	I 1 -? I 2 -?	(I1 = 0,59 А, I2 = 0,06 А,
	I -?	I = 0,65 A)
2.8.9	ℰ 1 = 60 В
	ℰ 2 = 200 B
	R 1 = R 2 = 80 Ом
	R 3 = 400 Ом
	I 1 -?
		(I1 = 0,73 А)
2.8.10	ℰ 1 = 20 В
	ℰ 2 = 15 B
	R 1 = 10 Ом
	R 2 = 5 Ом
	R 3 = 2 Ом
	I 1 -? I 2 -?	(I1 = 1,375 А, I2 = 1,75 А,
	I 3 -?	I = 3,125 A)
2.8.11	ℰ 1 = ℰ 2 = 6 В
	r 1 = r 2 = 2 Ом
	R 1 = 1 Ом
	R 2 = 3 Ом
	I 1 -? I 2 -?	(I1 = 1,1 А, I2 = 2,5 А)
2.8.12	ℰ 1 = ℰ 2 = ℰ 3 = 5 В
	R 1 = 20 Ом
	R 2 = 12 Ом
	U 2 = 6 B
	R 3 -?	(R3 = 13,3 Ом)
2.8.13	ℰ 1 = 21 В
	ℰ 2 = 19 B
	R 1 = 50 Ом
	R 2 = 40 Ом
	R 3 = 20 Ом
	I 1 -? I 2 -?	(I1 = 0,23 А, I2 = 0,24 А,
	U 3 -?	U3 = 9,4 B)
2.8.14	ℰ 1 = 4 В
	ℰ 2 = 8 B
	R 1 = R 2 = 10 Ом
	R 3 = 5 Ом
	I 1 -? I 2 -?	(I1 = 0,7 А, I2 = 0,3 А,
	I 3 -? U 2 -?	I3 = 1,0 A, U2 = 30 B)
2.8.15	ℰ 1 = 20 В
	ℰ 2 = 10 B
	r 1 = 1 Ом
	r 2 = 2 Ом
	R 3 = 40 Ом	(I1 = 3,6 A,
	I 1 -? I -? UAB -?	I = 0,41 А,UAB = 16,4 B)
2.8.16	R 1 = 100 Ом
	R 2 = 20 Ом
	R 3 = 50 Ом
	ℰ 2 = 2 B
	I 2 = 50 мА
	ℰ 1 -?	(ℰ1 = 7 B)
2.8.17	ℰ 1 = 3 В
	ℰ 2 = 2 B
	R 1 = 45 Ом
	R 2 = 20 Ом
	R 3 = 20 Ом
	I 1 -? I 2 -?	(I1 = 36 мА, I2 = 32 мА,
	I 3 -?	I3 = 68 мA)
2.8.18	ℰ 1 = ℰ 2
	R 1 = R 2 = 100 Ом
	U = 150 B
	R = 150 Ом
	ℰ 1 -? ℰ 2 -?	(ℰ1 = 200 B, ℰ2 = 200 B)
2.8.19	ℰ 1 = ℰ 2 = 110 B
	R 1 = R 2 = 200 Ом
	R = 1000 Ом
	U -? I -?	(U = 100 B, I = 0,1 А)
2.8.20	ℰ 1 = ℰ 2 = 2 В
	r 1 = r 2 = 0,5 Ом
	R 1 = 0,5 Ом
	R 2 = 1,5 Ом	(I1 = 2,6 А,
	I 1 -? I 2 -?	I2 = 0,3 А)
2.8.21	ℰ 1 = ℰ 2 = 6 B
	ℰ 3 = 8 В
	R 1 = 20 Ом
	R 2 = 12 Ом
	R 3 = 12 Ом
	I 1 -? I 2 -?	(I1 = 0,22 А, I2 = 0,75 А,
	I 3 -?	I3 = 0,53 A)
2.8.22	ℰ 1 = 2 В
	ℰ 2 = 4 В
	R 1 = 5 Ом
	R 2 = 2 Ом
	I =1,2 A
	r 2 = 0
	r 1 -?	(r1 = 2,6 Ом)
2.8.23	ℰ 1 = 5 B
	ℰ 2 = ℰ 3 = 7 В
	R 1 = 30 Ом
	R 2 = 15 Ом
	R 3 = 10 Ом
	I 1 -? I 2 -?	(I1 = 0,1 А, I2 = 0,6 А,
	I 3 -?	I3 = 0,5 A)
2.8.24	ℰ 1 = 5 B
	ℰ 2 = ℰ 3 = 2 В
	R 1 = 45 Ом
	R 2 = 20 Ом
	R 3= 15 Ом
	U 1-? U 2-?	(U1 = 3,96 B, U2 = 3,04 B,
	U 3-?	U3 = 0,96 B)
2.8.25	ℰ 2 = 4 В
	R 1 = 5 Ом
	R 2 = 2 Ом
	r 1 = 2 В
	I = 1 A
	r 2 = 0
	ℰ 1 -?	(ℰ1 = 0,57B)