Решите задания с полным решением
1 На пути 15 м двигатель автомобиля развивает силу тяги 7,5кН. Какую работу выполняет двигатель?
2 Молот массой 1,6т подъемник поднимает на высоту 120см за 3с. Определить мощность подъемника.
3 Автомобиль массой 2т движется с скоростью 72км/час. Определить кинетическую энергию автомобиля.
4 Определить размеры куба из льда, если на высоте 4 м его потенциальная энергия равна 288кДж
1). Единицей измерения электрического сопротивления в СИ
является 1 Ом.
2). При параллельном соединении проводников одинаковым
является напряжение на каждом проводнике, равное общему
напряжению цепи:
U = U₁ = U₂ = ... = Uₓ
3). Вольтметр подключается параллельно нагрузке. Внутреннее
сопротивление идеального вольтметра стремится к
бесконечности. При его последовательном включении в цепь
ток через нагрузку упадет практически до нуля.
4). Параллельным соединением проводников называется такое
соединение, при котором начала и концы проводников
соединяются вместе.
5). Проводимость цепи при параллельном соединении
проводников равна сумме проводимостей каждого
проводника:
1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + ... + 1/Rₓ
Тогда:
1/R = 1/1 + 1/2 + 1/4 = 7/4
Сопротивление цепи:
R = 4/7 ≈ 0,57 (Ом)
6). Общее напряжение в цепи:
U = I·R = I₁·R₁ = I₂·R₂ = I₃·R₃ = 18 · 1 = 18 (B)
Сила тока в R₂ и R₃:
I₂ = U/R₂ = 18 : 2 = 9 (A)
I₃ = U/R₃ = 18 : 4 = 4,5 (A)
7). См. рис.
Сила тока в R₂:
I₂ = I₁ = 3 (A)
R₁₂ = R₁ + R₂ = 2 + 3 = 5 (Ом)
R = R₁₂R₃/(R₁₂+R₃) = 5 · 6 : 11 ≈ 2,73 (Ом)
Напряжение на участке цепи:
U = U₁₂ = U₃ = I₁₂R₁₂ = 3 · 5 = 15 (B)
Напряжение на R₁:
U₁ = I₁₂·R₁ = 3 · 2 = 6 (B)
Напряжение на R₂:
U₂ = I₁₂·R₂ = 3 · 3 = 9 (B)
Сила тока через R₃:
I₃ = U/R₃ = 15 : 6 = 2,5 (A)
Общая сила тока в цепи:
I = I₁₂ + I₃ = 3 + 2,5 = 5,5 (A)
1). Мощность тока на R₂ = 70 Ом:
P₂ = I₂²·R₂ = 2,1² · 70 = 308,7 (Вт)
Работа тока на R₂ = 70 Ом за t = 10 мин:
A₂ = P₂t = 308,7 · 600 = 185220 (Дж)
Напряжение на источнике питания:
U = U₁ = U₂ = I₂R₂ = 2,1 · 70 = 147 (B)
Общее сопротивление цепи:
R = R₁R₂/(R₁+R₂) = 30 · 70 : 100 = 21 (Ом)
Общий ток в цепи:
I = U/R = 147 : 21 = 7 (A)
Ток через R₁:
I₁ = U/R₁ = 147 : 30 = 4,9 (A)
2). Общее сопротивление цепи:
R = (R₁+R₂)(R₃+R₄)/(R₁+R₂+R₃+R₄) = 10 · 30 : 40 = 7,5 (Ом)
Общий ток в цепи:
I = U/R = 7,5 : 7,5 = 1 (A)
Ток через R₁ и R₂:
I₁₂ = U/(R₁+R₂) = 7,5 : 10 = 0,75 (A)
Ток через R₃ и R₄:
I₃₄ = I - I₁₂ = 1 - 0,75 = 0,25 (A)
Напряжение на R₁ = 4 Ом:
U₁ = I₁₂·R₁ = 0,75 · 4 = 3 (B)
Напряжение на R₂ = 6 Ом:
U₂ = I₁₂·R₂ = 0,75 · 6 = 4,5 (B)
Напряжение на R₃ = 10 Ом:
U₃ = I₃₄·R₃ = 0,25 · 10 = 2,5 (B)
Напряжение на R₄ = 20 Ом:
U₄ = I₃₄·R₄ = 0,25 · 20 = 5 (B)
Мощность тока на R₂ = 6 Ом:
P₂ = U₂²/R₂ = 4,5² : 6 = 3,375 (Вт)
Работа тока на R₂ = 6 Ом за t = 10 мин:
A₂ = P₂t = 3,375 · 600 = 2025 (Дж)