Задачи по "Физике"

2-37.Элемент с ЭДС равной 1,6 В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом замкнут на внешнее сопротивление. Найти КПД элемента при силе тока в цепи 2,4 А.

Дано: E=1,6 В, r=0,5 Ом, I=2,4 A.

Найти: КПД элемента

Решение:

1) Формула КПД ɳ=(Рпол/Р) ×100%.

2) Полезная мощность Рпол = U×I=I2R

3) Затрачиваемая мощность P=I×E

4) ɳ= (I2R)/ (I×E)=(IR/E) ×100%=(I×(E/R-r)/E) ×100%=(E-I×r)/E) ×100%

ɳ=(1,6×2,4×0,5)/1,6) ×100%=25%

Ответ: КПД элемента ɳ=25%

2-7.Металлический шар радиуса 15 см поместили в поток протонов с плотностью тока 1 мкА/см2. За какое время его потенциал достигнет значения 220 В?

Дано: 

j=1 мкА/см^2=1×10^(-2) А/м^2 (плотность тока)

φ=220 В (потенциал)

R=0,15 м (радиус шара)

ε0=8,85×10^(-12) Ф/м  (электрическая постоянная)

Найти: t-?

Решение:

1) Плотность тока  j=I/S                                                     (1) 

2) Площадь шара S=4π×R^2                                            (2)  

3) Сила тока I=q/t                                                               (3)  

4) Подставим формулы (2)  и (3) в  (1), получим   формулу  

   j=q/(t×4π×R^2)                                                                     (4)  

5) Запишем формулу (5) потенциал  шара 

φ=q/4π×ε0×R (5) 

и выразим q=φ×4π×ε0×R

Теперь выразим  t (время)  из формулы (4)

 t=(φ×4π×ε0×R)/(j×4π×R^2)

Итак, расчетная  формула  t=(φ*ε0)/(j×R)

t=(220×8,85×10^(-12))/(10^(-2) ×0,15)=1,298×10^(-6) c  

Так как поток протонов проходит через поперечное сечение шара, тогда

t=1,298×10^(-6) × 4=5,192×10^(-6) с.

Ответ: t=5,192×10^(-6) с.

2.87 При зарядке аккумулятора затрачена энергия 1 кВт×ч. ….

Дано: W=1 кВт×ч, R=10 Ом, t=10 ч, E1=26 E2=18

Найти: Емкость аккумулятора q, КПД аккумулятора ɳ.

Решение:

1. Разность потенциалов ΔU=26-18=8 В
2. Сила разрядного тока аккумулятора I=U/R=8/10=0,8 A
3. Емкость аккумулятора q=I×t=0,8×10= 8 А×ч
4. Энергия, отданная при разряде Wp=8×26=208 Вт×ч=0,208 кВт×ч
5. КПД аккумулятора ɳ=Wp/Wэ, где – энергия, затраченная при заряде аккумулятора

ɳ=Wp/Wэ =0,208/1=0,208

1. Ответ: Емкость аккумулятора q= 8 А×ч, КПД аккумулятора ɳ=0,208

2.67 Для определения чувствительности гальванометра пользуется изображенной схемой…

Дано: R0=105 Ом, R1=50 Ом, R2=2×105 Ом, RG=2200 Ом, е=1 В.

Найти: определить чувствительность гальванометра

Решение:

Чувствительность по току:

Si=(nR2RG)/(2UR1106)=(5×2×105×2200)/(2×50×106)=22

Чувствительность по напряжению:

Su=Si/RG = 22/2200=0,01

Ответ: Чувствительность по току Si=0,01, чувствительность по напряжению

Su=0,01

1-67. Электрическое поле образовано положительно заряженной бесконечно длинной нитью. Двигаясь под действием этого поля по силовой линии от точки, находящейся на расстоянии x1 = 1 см от нити, до точки x2= 4 см, a - частица изменила свою скорость от 2×105 до 3×106 м/с. Найти линейную плотность заряда на нити.