8. Prąd elektryczny (pogrubione zadania rozwiązane w skrypcie) ma ma opór wewnętrzny R 5 w

Transkrypt

1 8 Prąd elektryczny (pogrubione zadania rozwiązane w skrypcie) 8 Miliamperomierz ze skalą do I 5 m ma opór wewnętrzny 5 w W jaki sposób i jak duży opór należy połączyć z miliamperomierzem w celu zmierzenia a) natężenia prądu do I,5 ; b) napięcia do U = 50 V? 8 Obwód elektryczny składa się z akumulatora o sile elektromotorycznej oraz opornika o oporności Po zamknięciu obwodu różnica potencjałów na zaciskach akumulatora jest równa U Obliczyć oporność wewnętrzną tego akumulatora Narysować schemat obwodu 8 Obwód elektryczny składa się z baterii o oporze wewnętrznym r, spiętej opornikiem 00, do którego równolegle jest podłączony woltomierz o oporze V 00 a) Narysuj schemat tego obwodu b) Jaki prąd płynie przez woltomierz, gdy wskazuje on napięcie U = 0 V? c) Ile wynosi wówczas natężenie prądu płynącego przez baterię? d) Oblicz siłę elektromotoryczną baterii 8 Do akumulatora o oporze wewnętrznym w 5 i sile elektromotorycznej ε 5V podłączono metalowy drut o stałym polu przekroju poprzecznego i oporze 5 Obliczyć: a) Natężenie I płynącego prądu b) Napięcie U na oporze c) Moc prądu P wydzielaną na oporze 85 Jednakowe akumulatory, z których każdy ma opór wewnętrzny r i siłę elektromotoryczną, łączymy równolegle w baterię Oblicz ilość akumulatorów baterii dającej prąd o natężeniu I pod napięciem U Obliczenia numeryczne wykonać dla r 0,, ε, V, I, U V 86 W obwodzie przedstawionym na rys obok płynie C prąd o natężeniu I, siły elektromotoryczne źródeł są odpowiednio równe ε 6V, ε V, r r zaś ich opory wewnętrzne r r Opornik ma opór Jaką wartość napięcia zmierzy woltomierz (zakładamy, że opór woltomierza jest nieskończenie duży) między punktami i oraz C i? 87 W obwodzie przedstawionym na rys obok siły elektromotoryczne źródeł są odpowiednio równe r ε 6V, ε V, zaś ich opory wewnętrzne U r r Ile wynosi różnica potencjałów między r punktami i? Jakie jest natężenie prądu w obwodzie? 88 Woltomierz o oporze w 000 służy do pomiaru napięcia do U 0 V, a jego skala ma 50 działek; a) jaki opór należy zastosować i jak go połączyć, aby można było mierzyć tym woltomierzem napięcia do U 75 V ; b) jak zmieni się wskutek tego wartość działki woltomierza? 89 Natężenie prądu w prostym obwodzie elektrycznym wynosi I Szeregowe włączenie w obwód oporu elektrycznego redukuje natężenie prądu do I I Naszkicować

2 schemat obwodu elektrycznego w obu przypadkach Obliczyć siłę elektromotoryczną źródła prądu Obliczenia numeryczne wykonać dla I, 5 80 Obwód elektryczny składa się z baterii o oporze wewnętrznym r, spiętej opornikiem 00, do którego szeregowo jest podłączony amperomierz o oporze a) Narysuj schemat tego obwodu b) Jakie jest napięcie na oporniku, gdy amperomierz wskazuje natężenie prądu I 00m? c) Oblicz siłę elektromotoryczną baterii 8 Jednakowe akumulatory, z których każdy ma opór wewnętrzny r 0, i siłę elektromotoryczną ε, V, połączono szeregowo w baterię Oblicz ilość akumulatorów baterii dającej prąd o natężeniu I = pod napięciem U = 0 V 8 Obwód elektryczny składa się z dwóch jednakowych ogniw połączonych szeregowo oraz z oporu zewnętrznego, 5 Natężenie prądu w obwodzie wynosi I,5 Jeżeli ogniwa te połączymy równolegle, to natężenie prądu w obwodzie wyniesie I a) Przedstawić na rysunku schematy obwodów elektrycznych, b) Obliczyć opór wewnętrzny ogniw, c) Obliczyć siłę elektromotoryczną ogniw 8 W obwodzie przedstawionym na rys obok płynie C prąd o natężeniu I, siły elektromotoryczne r r źródeł są odpowiednio równe ε 6V, ε V, zaś ich opory wewnętrzne r r Jaka jest różnica potencjałów między punktami i oraz C i? 8 W obwodzie przedstawionym na rys obok siły elektromotoryczne źródeł są odpowiednio równe ε V, r ε V, zaś ich opory wewnętrzne r r Ile wynosi U różnica potencjałów (napięcie) między punktami i? Jakie r jest natężenie prądu w obwodzie? 85 Dwa jednakowe ogniwa o oporze wewnętrznym r każde zasilają żarówkę Obliczyć opór żarówki, jeżeli niezależnie od tego, czy ogniwa są połączone szeregowo czy równolegle, moc wydzielona w żarówce jest jednakowa 86 ównolegle do oporu 9, który jest podłączony do baterii włączono opór Okazało się, że moc wydzielona w zewnętrznej części obwodu nie zmieniła się Wyznacz opór wewnętrzny baterii 87 Dwie żarówki o mocach P 5 W i P 5W połączono równolegle i włączono w sieć pod napięcie U 0V Oblicz opór elektryczny układu żarówek 88 Dwa oporniki o oporach k i 0 k połączono równolegle i podłączono do źródła napięcia Oblicz stosunek ciepeł wydzielonych na opornikach w tym samym czasie 89 Czajnik elektryczny ma dwa uzwojenia Po włączeniu jednego z nich woda zagotowała się po czasie t 5 min, a po włączeniu drugiego woda zagotowała się po t 0 min Po jakim czasie woda zagotuje się po włączeniu równoległym

3 obydwu uzwojeń? Zaniedbujemy straty spowodowane wymianą energii z otoczeniem 80 Do baterii n = 0 jednakowych akumulatorów o sile elektromotorycznej ε V i oporze wewnętrznym r 0,, połączonych szeregowo podłączono grzałkę o oporze, którą zanurzono w wodzie o temperaturze t 0 C i masie m kg Obliczyć czas, po którym woda zacznie wrzeć Ciepło właściwe wody wynosi c, 0 580s 8 Do ogrzania masy m wody od temperatury T do temperatury T użyto grzałki elektrycznej o oporze Jak długo ogrzewano wodę, jeśli grzałka zasilana jest z sieci o napięciu U Założyć, że całe wydzielone ciepło jest zużywane na ogrzanie wody Ciepło właściwe wody wynosi c w 8 Opornik składa się z dwóch jednakowej długości odcinków drutu oporowego wykonanego z chromonikieliny (patrz rys obok) Średnica części opornika jest dwukrotnie większa od średnicy części Jaki jest stosunek mocy wydzielonych w dwóch częściach opornika? 8 adioodbiornik przystosowany do napięcia 0V pobiera moc 50W Jaki opór i w jaki sposób (szeregowo czy równolegle) należy dołączyć do odbiornika aby włączyć go do sieci o napięciu 0? 8 Ile miedzi potrzeba dla zbudowania linii przesyłowej o długości 0 km, jeżeli napięcie otrzymywane z elektrowni wynosi 0 V, a odbiornikowi prądu należy przekazać moc 50kW przy dopuszczalnej stracie napięcia na linii 0%? Opór 8 właściwy miedzi ρ,7 0 Ωm, a jej gęstość D 8900kg m 6kg 85 Napięcie na generatorze wynosi U 00 g kv a wytwarzana przez niego moc P 00MW g Moc elektryczna przesyłana jest przez linię o oporze Ile procent mocy tracone jest w linii przesyłowej? 86 W skład obwodu elektrycznego wchodzi źródło prądu o sile elektromotorycznej ε,v i oporze wewnętrznym r 0, Moc wydzielona w części zewnętrznej obwodu wynosi P = W Oblicz natężenie prądu elektrycznego w obwodzie 87 Do ogniwa podłączono najpierw opornik o oporności, a następnie opornik o oporności 9 W pierwszym i drugim przypadku w tym samym czasie wydziela się w opornikach jednakowa ilość ciepła Znajdź opór wewnętrzny ogniwa 88 ównolegle do oporu 9, który jest podłączony do baterii, włączono nieznany opór x Okazało się, że moc wydzielona na zewnętrznej części obwodu nie zmieniła się Wyznaczyć wartość oporu x Opór wewnętrzny źródła napięcia r 89 Żarówka o mocy P 60W przystosowana jest do napięcia U 0V Chcąc tę żarówkę włączyć do sieci o napięciu U 0 V należy szeregowo do niej dołączyć opornik (opornikiem może być również druga żarówka) Jaka jest wartość jego oporu aby w tej żarówce dalej wydzielała się moc P? Jaka moc P wydziela się w podłączonym szeregowo oporniku? 80 Żarówka o mocy P 60W przystosowana jest do napięcia U 0V Do sieci o napięciu U 0 V włączono dwie takie żarówki połączone szeregowo Jaka moc wydziela się w obu żarówkach? 8 W żyrandolu świecą się n żarówki, każda o mocy P 00 W i n żarówki, każda o mocy P 60 W pod napięciem U 0 V

4 a) Narysuj schemat obwodu elektrycznego żyrandola b) Oblicz: natężenie prądu w przewodniku doprowadzającym prąd do tego żyrandola oraz czas, w ciągu którego zostanie zużyta energia elektryczna W = kvh 8 Piecyk elektryczny ma dwa uzwojenia, które można włączać niezależnie lub łącząc uzwojenia szeregowo albo równolegle Wiedząc, że moc piecyka po włączeniu jednego z nich wynosi P 500 W, a po włączeniu drugiego P 000 W, znajdź moc piecyka po: a) włączeniu równoległym obydwu uzwojeń 500W b)włączeniu obydwu uzwojeń szeregowo 8 Temperatura włókna żarówki o mocy P 00W, przy napięciu sieci U 0V wynosi t 800 C Obliczyć oporność i włókna w temperaturach odpowiednio t oraz pokojowej t 0 C Temperaturowy współczynnik oporności włókna 0,000( C) 59Ω, 50Ω 8 Dwa oporniki o oporach k i 0k połączono szeregowo i podłączono do źródła napięcia Oblicz stosunek ciepeł wydzielonych na opornikach w tym samym czasie 85 Do akumulatora samochodowego o sile elektromotorycznej ε V i oporze wewnętrznym r 0, podłączono grzałkę o oporze 5, 8, którą zanurzono w szklance wody o temperaturze t 0 C (objętość wody w szklance przyjąć 0,l) Jak długo należy czekać, aby woda w szklance zaczęła wrzeć (zaniedbujemy ciepło oddane otoczeniu) Ciepło właściwe wody wynosi c, 0 86 Spirala elektrycznego pieca zrobiona jest z chromonikielinowego drutu o przekroju 0,5 mm i długości 0 m Ile czasu potrzeba na ogrzanie l wody od temperatury 5 C do temperatury wrzenia? Piec włączony jest do sieci o napięciu 0 V, a jego współczynnik sprawności wynosi 80% Opór właściwy drutu chromonikielinowego 6 ρ, 0 Ωm, ciepło właściwe wody c, 0 87 Napięcie na generatorze wynosi U 50 g kv, natomiast wytwarzana przez niego moc P 00MW g Jaki jest opór elektryczny linii przesyłowej, jeżeli strata mocy w linii wynosi η %? Jakie jest pole przekroju S linii przesyłowej, jeżeli ma ona długość 8 l = 0 km a wykonana jest z miedzi o oporności właściwej ρ,7 0 Ωm? 88 Podczas elektrolizy roztworu wodnego H SO moc prądu elektrycznego wynosi P 96,5W W czasie t = 0 min na elektrodzie wydzielił się wodór o masie m = 0, g Oblicz opór elektryczny elektrolitu Stała Faradaya F 9,65 0 C mol, masa kilomola wodoru μ H g mol 89 Jaka masa srebra wydzieli się na katodzie platynowej w czasie elektrolizy wodnego roztworu gno prądem o natężeniu I = w czasie godziny godziny? Masa atomowa srebra wynosi μ 07,9g mol, stała Faradaya F 9,65 0 C mol 80 W dwóch elektrolizerach, w których znajdowały się: w pierwszym wodny roztwór CuCl a w drugim wodny roztwór gno, przeprowadzono elektrolizę prądem o tym samym natężeniu Po pewnym czasie w pierwszym elektrolizerze wydzieliło się n 0, 5 mola miedzi Ile moli n srebra wydzieliło się w tym samym czasie w drugim elektrolizerze? 8 Podczas niklowania wyrobów po upływie czasu t narosła warstwa niklu o masie m Wyznaczyć natężenie prądu podczas elektrolizy ównoważnik elektrochemiczny niklu jest równy k

5 8 Jakie masy miedzi i chloru wydzielą się na elektrodach w czasie elektrolizy wodnego roztworu CuCl prądem o natężeniu I = w czasie t = 0,5 godziny? Masa atomowa miedzi wynosi μ Cu 6,55g mol, masa atomowa chloru μ Cl 5,5g mol Stała Faradaya wynosi F 9,65 0 C mol 8 W dwóch szeregowo połączonych woltametrach przeprowadzono elektrolizę; w jednym woltametrze roztworu CuCl (chlorku miedziawego), a w drugim CuSO (siarczanu miedziowego) Po upływie godziny stwierdzono, że na jednej z katod wydzieliło się o m 50mg więcej miedzi niż na drugiej katodzie Obliczyć natężenie prądu w czasie elektrolizy Dane są stała Faradaya F 9,65 0 C mol oraz masa atomowa miedzi μ Cu 6,55g mol Wskazówka: Zwróć uwagę na wartościowość miedzi w obydwu związkach 5