Расчётная задача по молекулярной физике или электродинамике · 56 заданий
- Задание №23№23
По двум горизонтальным параллельным проводящим рельсам с пренебрежимо малым сопротивлением, замкнутым на последовательно соединённые резистор с сопрот…
Закон Ома для участка цепи
- Задание №23№23
В стакан калориметра, содержащий 250 г воды, опустили кусок льда массой 140 г, имевшего температуру 0°С. После того как наступило тепловое равновеси…
Уравнение теплового баланса
- Задание №23№23
На металл падает поток фотонов с длиной волны в 3 раза меньше «красной границы» фотоэффекта. Во сколько раз уменьшится максимальная кинетическая энерг…
Расчётная задача: МКТ/электродинамика
- Задание №23№23
Кусок льда опустили в термос, содержащий воду при температуре 50°С. Начальная температура льда 0°С. При переходе к тепловому равновесию часть льда мас…
Уравнение теплового баланса
- Задание №23№23
Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от друга. Напряжение на пластинах конденсато…
Потенциальность электростатического поля
- Задание №23№23
В тонкой рассеивающей линзе получено уменьшенное в 4 раза изображение предмета. Определите модуль фокусного расстояния линзы, если изображение предмет…
Формула тонкой линзы
- Задание №23№23
В калориметре находятся в тепловом равновесии 50 г воды и 5 г льда. Какой должна быть минимальная удельная теплоёмкость материала болта, имеющего масс…
Изменение агрегатных состояний вещества: плавление и…
- Задание №23№23
На дифракционную решётку, имеющую 500 штрихов на 1 мм, перпендикулярно её поверхности падает узкий луч монохроматического света частотой 5 · 10¹⁴ Гц.…
Дифракция света
- Задание №23№23
На дифракционную решётку, имеющую 300 штрихов на 1 мм, перпендикулярно её поверхности падает узкий луч монохроматического света частотой 5,6 · 10¹⁴ Гц…
Дифракция света
- Задание №23№23
На металл падает поток фотонов с частотой в 3,5 раза больше «красной границы» фотоэффекта. Во сколько раз увеличится максимальная кинетическая энергия…
Расчётная задача: МКТ/электродинамика
- Задание №23№23
В калориметре находятся в тепловом равновесии 50 г воды и 5 г льда. Какой должна быть минимальная масса болта, имеющего температуру 339 К, чтобы после…
Уравнение теплового баланса
- Задание №23№23
Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от друга. Напряжение на пластинах конденсато…
Потенциальность электростатического поля
В цепи, изображённой на рисунке, идеальный амперметр показывает 1 А. Найдите ЭДС источника, если его внутреннее сопротивление 1 Ом.
Решение
Решение:
Обозначения. R1=3 Ом, R2=1 Ом, R3=5 Ом — сопротивления резисторов; r=1 Ом — внутреннее сопротивление источника; ε — искомая ЭДС; I1=1 А — показание амперметра, то есть сила тока в ветви с R1; I2 — сила тока через R2; I — сила тока через источник и R3; U — напряжение на участке из двух параллельных ветвей.
Разбор схемы. Амперметр идеальный, его сопротивление равно нулю: он не влияет на распределение токов и лишь показывает ток в своей ветви. Ветвь «R1 и амперметр последовательно» и резистор R2 присоединены к одной и той же паре узлов (они отмечены на схеме точками), значит эти ветви соединены параллельно. Полученный параллельный участок соединён последовательно с резистором R3 и с источником тока.
Законы. При параллельном соединении напряжения на ветвях одинаковы, а токи складываются:
U=I1R1=I2R2,I=I1+I2.
Закон Ома для полной (замкнутой) цепи с учётом последовательного включения R3 и внутреннего сопротивления:
ε=U+I(R3+r).
Расчёт. Напряжение на параллельном участке: U=I1R1=1⋅3=3 В. Ток через второй резистор: I2=R2U=13=3 А. Полный ток: I=I1+I2=1+3=4 А. Тогда
ε=3+4⋅(5+1)=3+24=27 В.
Проверка. Сопротивление параллельного участка R12=R1+R2R1R2=43⋅1=0,75 Ом, полное сопротивление цепи R12+R3+r=0,75+5+1=6,75 Ом; ток I=6,7527=4 А, напряжение на параллельном участке 4⋅0,75=3 В, ток через R1 равен 3/3=1 А — совпадает с показанием амперметра.
Ответ: ε=27 В.