Закон Джоуля-Ленца

На ри­сун­ке по­ка­за­на цепь по­сто­ян­но­го тока. Со­про­тив­ле­ние ре­зи­сто­ра рав­но Вну­трен­нее со­про­тив­ле­ние ис­точ­ни­ка тока рав­но — ЭДС ис­точ­ни­ка тока.

Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие меж­ду фи­зи­че­ски­ми ве­ли­чи­на­ми и фор­му­ла­ми, по ко­то­рым их мож­но рас­счи­тать.

К каж­дой по­зи­ции пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­цию из вто­ро­го столб­ца и за­пи­ши­те в та­бли­цу вы­бран­ные циф­ры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

В схе­ме, по­ка­зан­ной на ри­сун­ке, ключ К дли­тель­ное вре­мя был за­мкнут. В не­ко­то­рый мо­мент вре­ме­ни ключ раз­мы­ка­ют. Опре­де­ли­те ко­ли­че­ство теп­ло­ты ко­то­рое вы­де­лит­ся по­сле это­го на ре­зи­сто­ре со­про­тив­ле­ни­ем за до­ста­точ­но боль­шой про­ме­жу­ток вре­ме­ни. ЭДС ба­та­реи ее вну­трен­нее со­про­тив­ле­ние ем­кость кон­ден­са­то­ра ин­дук­тив­ность ка­туш­ки а ее со­про­тив­ле­ние пре­не­бре­жи­мо мало.

В схе­ме, по­ка­зан­ной на ри­сун­ке, Из­вест­но, что на со­про­тив­ле­нии вы­де­ля­ет­ся мощ­ность Ка­кая мощ­ность вы­де­ля­ет­ся на со­про­тив­ле­нии

Ка­кая теп­ло­вая мощ­ность вы­де­ля­ет­ся на лам­пе 2 в схе­ме, изоб­ра­жён­ной на ри­сун­ке? Со­про­тив­ле­ние ламп 1 и 2 ламп 3 и 4 Вну­трен­нее со­про­тив­ле­ние ис­точ­ни­ка его ЭДС

В элек­три­че­ской цепи, со­сто­я­щей из ис­точ­ни­ка, кон­ден­са­то­ра и ре­зи­сто­ра (см. ри­су­нок), ем­кость кон­ден­са­то­ра со­про­тив­ле­ние ре­зи­сто­ра По­сле за­мы­ка­ния клю­ча в цепи вы­де­ли­лось ко­ли­че­ство теп­ло­ты Най­ди­те ЭДС ис­точ­ни­ка. Вну­трен­ним со­про­тив­ле­ни­ем ис­точ­ни­ка пре­не­бречь.

В изоб­ра­жен­ной на схе­ме цепи кон­ден­са­тор не за­ря­жен. Ключ за­мы­ка­ют. Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие меж­ду фи­зи­че­ски­ми ве­ли­чи­на­ми и фор­му­ла­ми, по ко­то­рым их мож­но опре­де­лить.

К каж­дой по­зи­ции пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­цию из вто­ро­го столб­ца и за­пи­ши­те в та­бли­цу вы­бран­ные циф­ры.

В цепи, изоб­ра­жен­ной на ри­сун­ке, ключ дол­гое вре­мя был за­мкнут. Все под­пи­сан­ные на схе­ме ве­ли­чи­ны счи­тать из­вест­ны­ми. Най­ди­те ко­ли­че­ство теп­ло­ты, вы­де­лив­ше­е­ся на ре­зи­сто­ре по­сле раз­мы­ка­ния клю­ча.

В цепи, изоб­ра­жен­ной на ри­сун­ке, ключ дол­гое вре­мя был за­мкнут. Все под­пи­сан­ные на схе­ме ве­ли­чи­ны счи­тать из­вест­ны­ми. Най­ди­те ко­ли­че­ство теп­ло­ты, вы­де­лив­ше­е­ся на ре­зи­сто­ре по­сле раз­мы­ка­ния клю­ча.

На ри­сун­ке изоб­ра­же­ны гра­фи­ки за­ви­си­мо­сти мощ­но­сти лам­пы на­ка­ли­ва­ния и со­про­тив­ле­ния её спи­ра­ли от тем­пе­ра­ту­ры. Вы­бе­ри­те все вер­ные утвер­жде­ния, ко­то­рые мож­но сде­лать, ана­ли­зи­руя эти гра­фи­ки.

1. На­пря­же­ние на спи­ра­ли лам­пы при под­во­ди­мой мощ­но­сти боль­ше

2. Со­про­тив­ле­ние спи­ра­ли лам­пы при под­во­ди­мой мощ­но­сти рав­но

3. С умень­ше­ни­ем мощ­но­сти, под­во­ди­мой к лам­пе, на­пря­же­ние на ней па­да­ет.

4. На­пря­же­ние на лам­пе воз­рас­та­ет пря­мо про­пор­ци­о­наль­но под­во­ди­мой к ней мощ­но­сти.

5. На­пря­же­ние на спи­ра­ли лам­пы при под­во­ди­мой мощ­но­сти рав­но

От­вет:

Элек­три­че­ская цепь со­сто­ит из ка­туш­ки ин­дук­тив­но­стью ре­зи­сто­ра со­про­тив­ле­ни­ем ба­та­рей­ки с ЭДС и не­из­вест­ным вну­трен­ним со­про­тив­ле­ни­ем (см. ри­су­нок). Ключ K на не­ко­то­рое вре­мя за­мы­ка­ют, а за­тем раз­мы­ка­ют. За вре­мя, пока ключ был за­мкнут, че­рез ка­туш­ку про­тек за­ряд и в ней за­па­слась энер­гия

1. Най­ди­те ко­ли­че­ство теп­ло­ты, вы­де­лив­шей­ся в цепи по­сле раз­мы­ка­ния клю­ча.

2. Най­ди­те ко­ли­че­ство теп­ло­ты, вы­де­лив­шей­ся в цепи, пока ключ был за­мкнут.

В схе­ме, изоб­ра­жен­ной на ри­сун­ке, ЭДС ис­точ­ни­ка ем­ко­сти кон­ден­са­то­ров и со­про­тив­ле­ние ре­зи­сто­ра Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся при за­мы­ка­нии клю­ча? Диод иде­а­лен, то есть в обрат­ном на­прав­ле­нии его со­про­тив­ле­ние бес­ко­неч­но ве­ли­ко, а в пря­мом со­про­тив­ле­ние ди­о­да ну­ле­вое. Вну­трен­нее со­про­тив­ле­ние ис­точ­ни­ка пре­не­бре­жи­мо мало.

Ре­зи­стор со­про­тив­ле­ни­ем под­клю­чен к ис­точ­ни­ку по­сто­ян­но­го тока с вну­трен­ним со­про­тив­ле­ни­ем Ре­зи­стор с ка­ким со­про­тив­ле­ни­ем надо под­со­еди­нить па­рал­лель­но ре­зи­сто­ру что­бы мощ­ность, вы­де­ля­ю­ща­я­ся во внеш­ней цепи, не из­ме­ни­лась?

В элек­три­че­ской схе­ме, пред­став­лен­ной на ри­сун­ке, кон­ден­са­тор элек­тро­ем­ко­стью сна­ча­ла за­ря­жа­ет­ся от ис­точ­ни­ка с ЭДС За­тем ключ пе­ре­во­дят в по­ло­же­ние 2. Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся за все вре­мя воз­ник­ших за­ту­ха­ю­щих ко­ле­ба­ний на ка­туш­ке, если она из­го­тов­ле­на из мед­ной про­во­ло­ки дли­ной и се­че­ни­ем Удель­ное со­про­тив­ле­ние меди при­ми­те рав­ным Со­про­тив­ле­ние ре­зи­сто­ра

В ха­рак­те­ри­сти­ках элек­три­че­ской на­гре­ва­тель­ной плит­ки ука­за­на её мощ­ность и на­пря­же­ние на ко­то­рое рас­счи­та­на плит­ка. Ка­ко­ва сила тока, про­те­ка­ю­ще­го в цепи плит­ки в рас­чёт­ном ре­жи­ме?

От­вет: А

В цепи из двух оди­на­ко­вых по­сле­до­ва­тель­но вклю­чён­ных ре­зи­сто­ров за час вы­де­ля­ет­ся ко­ли­че­ство теп­ло­ты, рав­ное Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты бу­дет вы­де­лять­ся за час в цепи, в ко­то­рой ко­ли­че­ство ре­зи­сто­ров и под­во­ди­мое к ним на­пря­же­ние уве­ли­че­но в 3 раза?

От­вет: Дж

В цепи из двух оди­на­ко­вых по­сле­до­ва­тель­но вклю­чён­ных ре­зи­сто­ров за час вы­де­ля­ет­ся ко­ли­че­ство теп­ло­ты, рав­ное Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты бу­дет вы­де­лять­ся в цепи из этих ре­зи­сто­ров за час, если их вклю­чить па­рал­лель­но, а под­во­ди­мое к ним на­пря­же­ние умень­шить в 2 раза?

От­вет: Дж

По участ­ку цепи, со­сто­я­ще­му из ре­зи­сто­ра те­чёт по­сто­ян­ный ток За ка­кое вре­мя на этом участ­ке вы­де­лит­ся ко­ли­че­ство теп­ло­ты

От­вет: с

Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие меж­ду фор­му­ла­ми для рас­чё­та фи­зи­че­ских ве­ли­чин в це­пях по­сто­ян­но­го тока и на­зва­ни­я­ми этих ве­ли­чин. В фор­му­лах ис­поль­зо­ва­ны обо­зна­че­ния: — со­про­тив­ле­ние ре­зи­сто­ра; — мощ­ность тока в ре­зи­сто­ре; — на­пря­же­ние на ре­зи­сто­ре.

К каж­дой по­зи­ции пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­цию вто­ро­го столб­ца и за­пи­ши­те в та­бли­цу вы­бран­ные циф­ры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

Элек­три­че­ская цепь на ри­сун­ке со­сто­ит из ис­точ­ни­ка по­сто­ян­но­го на­пря­же­ния с ЭДС и вну­трен­ним со­про­тив­ле­ни­ем и внеш­ней цепи из двух оди­на­ко­вых ре­зи­сто­ров со­про­тив­ле­ни­ем вклю­чён­ных па­рал­лель­но. Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие меж­ду фи­зи­че­ски­ми ве­ли­чи­на­ми и фор­му­ла­ми, по ко­то­рым их мож­но рас­счи­тать.

К каж­дой по­зи­ции пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­цию из вто­ро­го столб­ца и за­пи­ши­те в та­бли­цу вы­бран­ные циф­ры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

Кон­ден­са­тор ем­ко­стью за­ря­жен­ный до на­пря­же­ния раз­ря­жа­ет­ся на ка­туш­ку с ин­дук­тив­но­стью и со­про­тив­ле­ни­ем Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся в ка­туш­ке к тому мо­мен­ту, ко­гда сила тока в ней до­стиг­нет наи­боль­ше­го зна­че­ния

Ис­точ­ник по­сто­ян­но­го на­пря­же­ния с ЭДС под­клю­чён че­рез ре­зи­стор к кон­ден­са­то­ру, рас­сто­я­ние меж­ду пла­сти­на­ми ко­то­ро­го мож­но из­ме­нять (см. ри­су­нок). Пла­сти­ны мед­лен­но раз­дви­ну­ли, со­вер­шив при этом ра­бо­ту про­тив сил при­тя­же­ния пла­стин. На­сколь­ко из­ме­ни­лась ём­кость кон­ден­са­то­ра, если за вре­мя дви­же­ния пла­стин на ре­зи­сто­ре вы­де­ли­лось ко­ли­че­ство теп­ло­ты

До за­мы­ка­ния клю­ча кон­ден­са­то­ры и были за­ря­же­ны до на­пря­же­ний и как по­ка­за­но на ри­сун­ке. Ка­кая энер­гия вы­де­лит­ся на со­про­тив­ле­нии по­сле за­мы­ка­ния клю­ча?

Ис­точ­ник тока, два ре­зи­сто­ра и ключ вклю­че­ны в цепь, как по­ка­за­но на ри­сун­ке. При за­мкну­том клю­че на ре­зи­сто­ре вы­де­ля­ет­ся мощ­ность Если ключ К разо­мкнуть, то на ре­зи­сто­ре бу­дет вы­де­лять­ся мощ­ность Ка­кая мощ­ность бу­дет вы­де­лять­ся на ре­зи­сто­ре по­сле раз­мы­ка­ния клю­ча? Вну­трен­ним со­про­тив­ле­ни­ем ис­точ­ни­ка пре­не­бречь.

На ри­сун­ке при­ве­ден гра­фик за­ви­си­мо­сти мо­ду­ля ин­дук­ции маг­нит­но­го поля от вре­ме­ни В это поле пер­пен­ди­ку­ляр­но ли­ни­ям маг­нит­ной ин­дук­ции по­ме­щен про­во­дя­щий пря­мо­уголь­ный кон­тур со­про­тив­ле­ни­ем Най­ди­те пло­щадь кон­ту­ра, если за все вре­мя в кон­ту­ре вы­де­ли­лось теп­ло­ты.

Коль­цо ра­ди­у­са сде­лан­ное из тон­кой про­во­ло­ки, на­хо­дит­ся в од­но­род­ном маг­нит­ном поле, ин­дук­ция ко­то­ро­го уве­ли­чи­ва­ет­ся про­пор­ци­о­наль­но вре­ме­ни по за­ко­ну Опре­де­лить мощ­ность вы­де­ля­ю­щу­ю­ся в коль­це, если из­вест­но, что со­про­тив­ле­ние коль­ца рав­но век­тор ин­дук­ции со­став­ля­ет угол с нор­ма­лью к плос­ко­сти коль­ца,

Ка­туш­ка ин­дук­тив­но­стью с со­про­тив­ле­ни­ем об­мот­ки под­клю­че­на па­рал­лель­но с ре­зи­сто­ром со­про­тив­ле­ни­ем к ис­точ­ни­ку с ЭДС и вну­трен­ним со­про­тив­ле­ни­ем Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ла вы­де­лит­ся в со­про­тив­ле­нии по­сле от­клю­че­ния ис­точ­ни­ка?

В цепи, схе­ма ко­то­рой изоб­ра­же­на на ри­сун­ке, вна­ча­ле за­мы­ка­ют ключ К на вре­мя, за ко­то­рое ток в ка­туш­ке ин­дук­тив­но­сти до­сти­га­ет мак­си­маль­но воз­мож­но­го зна­че­ния, а за­тем раз­мы­ка­ют его. Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся по­сле это­го в ре­зи­сто­ре Па­ра­мет­ры цепи: Ак­тив­ное со­про­тив­ле­ние ка­туш­ки ин­дук­тив­но­сти очень мало.

В схе­ме, изоб­ра­жен­ной на ри­сун­ке, ЭДС ис­точ­ни­ка его вну­трен­нее со­про­тив­ле­ние со­про­тив­ле­ние ре­зи­сто­ра со­про­тив­ле­ние ка­туш­ки ин­дук­тив­но­сти рав­но Вна­ча­ле ключ К за­мы­ка­ют в по­ло­же­ние 1, а че­рез дли­тель­ное вре­мя пе­ре­клю­ча­ют в по­ло­же­ние 2. По­сле это­го в за­мкну­той ча­сти цепи спра­ва от клю­ча вы­де­ля­ет­ся ко­ли­че­ство теп­ло­ты Ка­кой по­ток век­то­ра маг­нит­ной ин­дук­ции су­ще­ство­вал в ка­туш­ке ин­дук­тив­но­сти пе­ред пе­ре­клю­че­ни­ем клю­ча в по­ло­же­ние 2?

В схе­ме, изоб­ра­жен­ной на ри­сун­ке, ключ К вна­ча­ле за­мы­ка­ют на до­ста­точ­но дол­гое вре­мя, пока ток в цепи не уста­но­вит­ся, а за­тем раз­мы­ка­ют. Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся по­сле это­го в ре­зи­сто­ре Па­ра­мет­ры цепи:

Кон­ден­са­тор ем­ко­стью за­ря­жен­ный до на­пря­же­ния че­рез ре­зи­стор со­еди­ня­ют с не­за­ря­жен­ным кон­ден­са­то­ром ем­ко­стью Най­ти ко­ли­че­ство теп­ло­ты, вы­де­лив­ше­е­ся в про­цес­се пе­ре­за­ряд­ки кон­ден­са­то­ров.

Элек­три­че­ская цепь со­сто­ит из ис­точ­ни­ка тока и рео­ста­та. ЭДС ис­точ­ни­ка Мак­си­маль­ная мощ­ность тока вы­де­ля­е­мая на рео­ста­те, до­сти­га­ет­ся при про­ме­жу­точ­ном зна­че­нии его со­про­тив­ле­ния и рав­на Чему рав­но вну­трен­нее со­про­тив­ле­ние ис­точ­ни­ка?

В схе­ме, изоб­ра­жён­ной на ри­сун­ке, со­про­тив­ле­ния ре­зи­сто­ров ЭДС ба­та­реи её вну­трен­нее со­про­тив­ле­ние Опре­де­ли­те мощ­ность, вы­де­ля­е­мую на ре­зи­сто­ре

К ак­ку­му­ля­то­ру с ЭДС и вну­трен­ним со­про­тив­ле­ни­ем под­клю­чи­ли лам­пу со­про­тив­ле­ни­ем и ре­зи­стор со­про­тив­ле­ни­ем а так­же кон­ден­са­тор ём­ко­стью (см. ри­су­нок). Спу­стя дли­тель­ный про­ме­жу­ток вре­ме­ни ключ К раз­мы­ка­ют. Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся по­сле это­го на лам­пе?

В элек­три­че­ской цепи, по­ка­зан­ной на ри­сун­ке, ЭДС ис­точ­ни­ка тока рав­на ем­кость кон­ден­са­то­ра ин­дук­тив­ность ка­туш­ки со­про­тив­ле­ние лам­пы и со­про­тив­ле­ние ре­зи­сто­ра В на­чаль­ный мо­мент вре­ме­ни ключ K за­мкнут. Ка­кая энер­гия вы­де­лит­ся в лам­пе по­сле раз­мы­ка­ния клю­ча? Вну­трен­ним со­про­тив­ле­ни­ем ис­точ­ни­ка тока и про­во­дов пре­не­бречь.

Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ла вы­де­лит­ся на ре­зи­сто­ре с со­про­тив­ле­ни­ем по­сле за­мы­ка­ния клю­ча K? Вну­трен­ним со­про­тив­ле­ни­ем ба­та­реи пре­не­бречь. При рас­че­тах при­нять

Ка­туш­ка ин­дук­тив­но­стью с со­про­тив­ле­ни­ем об­мот­ки и кон­ден­са­тор ем­ко­стью под­клю­че­ны па­рал­лель­но к ис­точ­ни­ку с ЭДС и вну­трен­ним со­про­тив­ле­ни­ем Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ла вы­де­лит­ся в кон­ту­ре по­сле от­клю­че­ния ис­точ­ни­ка?

В цепи, схе­ма ко­то­рой изоб­ра­же­на на ри­сун­ке, по оче­ре­ди за­мы­ка­ют клю­чи К₁ – К₅, вы­жи­дая каж­дый раз до­ста­точ­но дли­тель­ное вре­мя до окон­ча­ния про­цес­сов за­ряд­ки кон­ден­са­то­ров. Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся в ре­зи­сто­ре по­сле за­мы­ка­ния клю­ча К₅? До его за­мы­ка­ния все осталь­ные клю­чи уже были за­мкну­ты. Па­ра­мет­ры цепи:

В цепи, пред­став­лен­ной на ри­сун­ке ниже, со­про­тив­ле­ние ре­зи­сто­ров, вну­трен­нее со­про­тив­ле­ние ба­та­реи, ин­дук­тив­ность ка­туш­ки и ём­кость кон­ден­са­то­ра рав­ны и со­от­вет­ствен­но, ам­пер­метр иде­аль­ный. Цепь под­клю­че­на к ба­та­рее с ЭДС че­рез ключ K. Сна­ча­ла ключ разо­мкнут.

a) (1 балл) Ключ за­мы­ка­ют. Най­ди­те по­ка­за­ния ам­пер­мет­ра сра­зу по­сле за­мы­ка­ния клю­ча. От­вет дай­те в ам­пе­рах, округ­ли­те до це­ло­го.

b) (1 балл) По­сле за­мы­ка­ния клю­ча ожи­да­ют до­ста­точ­но боль­шое вре­мя, так что в цепи уста­нав­ли­ва­ет­ся ста­ци­о­нар­ный ре­жим. Что по­ка­зы­ва­ет ам­пер­метр в ста­ци­о­нар­ном ре­жи­ме? От­вет дай­те в мил­ли­ам­пе­рах, округ­ли­те до це­ло­го.

с) (2 бал­ла) По­сле уста­нов­ле­ния ста­ци­о­нар­но­го ре­жи­ма ключ раз­мы­ка­ют. Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­ля­ет­ся на ре­зи­сто­рах (сум­мар­но на двух) за боль­шое вре­мя по­сле раз­мы­ка­ния клю­ча? От­вет дай­те в мкДж, округ­ли­те до це­ло­го.

В элек­три­че­ской схе­ме, по­ка­зан­ной на ри­сун­ке, ключ К дли­тель­ное вре­мя за­мкнут. ЭДС ба­та­рей­ки от­но­ше­ние вну­трен­не­го со­про­тив­ле­ния ба­та­рей­ки к со­про­тив­ле­нию ре­зи­сто­ра По­сле раз­мы­ка­ния клю­ча К в ре­зуль­та­те раз­ря­да кон­ден­са­то­ра на ре­зи­сто­ре вы­де­ля­ет­ся ко­ли­че­ство теп­ло­ты Най­ди­те за­ряд кон­ден­са­то­ра до раз­мы­ка­ния клю­ча.

В цепи, изоб­ра­жён­ной на ри­сун­ке, со­про­тив­ле­ние ди­о­да в пря­мом на­прав­ле­нии пре­не­бре­жи­мо мало, а в обрат­ном мно­го­крат­но пре­вы­ша­ет со­про­тив­ле­ние ре­зи­сто­ров. При под­клю­че­нии к точ­ке A по­ло­жи­тель­но­го по­лю­са, а к точ­ке B от­ри­ца­тель­но­го по­лю­са ба­та­реи с ЭДС и пре­не­бре­жи­мо ма­лым вну­трен­ним со­про­тив­ле­ни­ем по­треб­ля­е­мая мощ­ность рав­на При из­ме­не­нии по­ляр­но­сти под­клю­че­ния ба­та­реи по­треб­ля­е­мая мощ­ность ока­за­лась рав­ной Ука­жи­те, как те­чёт ток че­рез диод и ре­зи­сто­ры в обо­их слу­ча­ях, и опре­де­ли­те со­про­тив­ле­ния ре­зи­сто­ров в этой цепи.