Segment B.XIII Prąd elektryczny Przygotowała: mgr Bogna Pazderska

Transkrypt

1 Segment B.XIII Prąd elektryczny Przygotowała: mgr Bogna Pazderska Zad. 1 Wyznacz natężenie prądu I 5, wiedząc że I 1 = 1 A, I 2 = 3 A, I 3 = 5 A, I 4 = 4 A. Odp.: Źrd.: I 5 = 5 A Wasiak, Fizyka od A do Z Zad. 2 Cztery oporniki o oporach R 1 = 18 Ω połączono równolegle i dołączono do doskonałego źródła o SEM równej ε = 25 V. Ile wynosi natężenie prądu płynącego przez źródło? Odp.: I = 4R 1 ε = 5.56 A Zad. 3 Do źródła napięcia stałego o oporze wewnętrznym r = 2 Ω dołączono dwa połączone równolegle oporniki R 1 = 20 Ω i R 2 = 5 Ω. Ile razy zmieni się natężenie prądu płynącego przez opornik R 1, jeśli odłączymy opornik R 2? Odp.: n = r(r 1+R 2 )+R 1 R 2 R 2 R 1 +R 2 r = 1.36 Zad. 4 Do baterii o SEM ε = 4.5 V dołączono żarówkę o oporności R = 10 Ω. Przez żarówkę płynie prąd o natężeniu I = 0.25 A. Ile wynosi opór wewnętrzny baterii r? Odp.: r = ε I R = 8 Ω Zad. 5 Na rysunku przedstawiono obwód elektryczny składający się z dwóch ogniw o SEM ε 1 i ε 2 oraz oporach wewnętrznych r 1 i r 2. Jakie jest napięcie między węzłami A i B? 1

2 Odp.: U = ε 1r 2 +ε 2 r 1 r 1 +r 2 Zad. 6 Załóżmy, że źródła na rysunku mają zaniedbywalne opory wewnętrzne. Znajdź natężenie prądu w obwodzie, wiedząc że ε 1 = 12 V, ε 2 = 6 V, R 1 = 4 Ω, R 2 = 8 Ω. Odp.: I = ε 1 ε 2 R 1 +R 2 = 0.5 A Zad. 7 Czarna skrzynka zawiera opornik r i baterię ε połączone szeregowo, jak na rysunku. Jeśli do skrzynki podłączymy opornik R = 20 Ω to amperomierz wskazuje 250 ma. Gdy R = 80 Ω wskazuje on 100 ma. Jakie jest napięcie ε baterii? 2

3 Odp.: ε = I 1 I 2 R 1 R 2 I 2 I 1 = 10 V Źrd.: Orear, Fizyka tom 1 Zad. 8 Na rysunku poniżej przedstawiono schemat połączeń oporów, gdzie R 1 = 2 Ω, R 2 = 1 Ω i ε = 2 V. Ile wynosi spadek napięcia na oporze R 2? Odp.: U R2 = εr 2 R 1 /2+R 2 = 1 V Źrd.: Wasiak, Fizyka od A do Z Zad. 9 Woltomierz ma opór wewnętrzny r. Jakie wskaże on napięcie, gdy podłączymy go do oporu R 2 tak, jak pokazano na rysunku? Odp.: U = ε rr 2 rr 1 +R 1 R 2 +rr 2 Źrd.: Orear, Fizyka tom 1 Zad. 10 Dwie baterie o SEM ε 1 i ε 2 są połączone jak na rysunku. Przy jakim stosunku n = r 1 : r 2 przez amperomierz nie będzie płynął prąd? 3

4 Odp.: n = r 1 r 2 = ε 1 ε 2 Zad woltowy akumulator ma opór wewnętrzny r = 0.05 Ω. Przypadkowy kabel o oporze R = 0.1 Ω połączył końcówki akumulatora. Jaka moc zostanie rozproszona na kablu? Odp.: P = R ( U R+r ) 2 = 640 W Źrd.: Orear, Fizyka tom 1 Zad. 12 Na rysunku poniżej znajdź natężenie prądu płynącego przez opornik R 1. Przyjmij ε 1 = 6 V, ε 2 = 5 V, ε 3 = 4 V, R 1 = 100 Ω i R 2 = 50 Ω. Odp.: I 1 = ε 2 R 1 = 50 ma Zad. 13 W obwodzie jak na rysunku źródła napięcia mają SEM ε 1 = 4.5 V i ε 2 = 6 V oraz opory wewnętrzne r 1 = 0.2 Ω i r 2 = 1 Ω. Opornik do nich dołączony ma oporność R = 12 Ω. Oblicz natężenie I 2 płynące przez opornik R 2. 4

5 Odp.: I 2 = (ε 2 ε 1 )R+ε 2 r 1 R(r 1 +r 2 )+r 1 r 2 = 1.32 A Zad. 14 Oblicz natężenie prądu płynące przez opornik R 2 na rysunku pod spodem. Przyjmij ε 1 = 2 V, ε 2 = 4 V, R 1 = 1 Ω, R 2 = 2 Ω. Odp.: I = ε 2 ε 1 2(R 2 +R 1 ) = 0.33 A Zad. 15 Oblicz natężenie prądu płynące przez opornik R 2 w układzie jak na rysunku. Wartości elementów są równe: ε = 30 V, R w = 4 Ω, R 1 = 24 Ω i R 2 = 40 Ω 5

6 Odp.: I 2 = ε 2R w +R 1 +R 2 = 417 ma Praca domowa Zad. 16 Źródło napięcia stałego o SEM ε = 40 V i oporze wewnętrznym r = 0.5 Ω zasila układ n = 40 oporników połączonych równolegle o oporności R = 180 Ω każdy. Jakie natężenie ma prąd płynący ze źródła. Odp.: I = nε R+nr = 8 A Zad. 17 Jaką wartość musi mieć opór R zaznaczony na rysunku poniżej, jeśli prąd w obwodzie ma mieć wartość I = 1 ma. Przyjmij wartości: ε 1 = 2 V, ε 2 = 3 V, r 1 = r 2 = 3 Ω. Odp.: R = ε 2 ε 1 I r 1 r 2 = 994 Ω Zad. 18 Na rysunku poniżej znajdź natężenie prądu płynące przez opornik R 2. Przyjmij ε 1 = 6 V, ε 2 = 5 V, ε 3 = 4 V, R 1 = 100 Ω i R 2 = 50 Ω. Odp.: I 2 = ε 3+ε 2 ε 1 R 2 = 60 ma 6

7 Zad. 19 W obwodzie przedstawionym na schemacie płynie prąd przez opornik o oporze R 1 = 2 Ω i natężeniu I 1 = 0.1 A. Opory pozostałych oporników wynoszą: R 2 = 1 Ω i R 3 = 4 Ω. Oblicz natężenie prądu płynącego przez żarówkę. Odp.: I = I 1 (1 + R 1 R 2 ) = 0.3 A Źrd.: Pilot, Nych, Fizyka - Maturalnie, że zdasz Zad. 20 Natężenie prądu w obwodzie o jednym oczku z jednym opornikiem R wynosi I 1 = 5 A. Po szeregowym podłączeniu do R dodatkowego opornika o oporze R 1 = 2 Ω natężenie zmalało do I 2 = 4 A. Ile wynosi opór R? Odp.: R = I 2R 1 I 1 I 2 = 8 Ω Zad. 21 Na rysunku poniżej ε 1 = 3 V, ε 2 = 1 V, R 1 = 5 Ω, R 2 = 2 Ω, R 2 = 4 Ω i oba źródła są doskonałe. Jaka jest moc zamiany energii na energię termiczną na oporniku R 1? Odp.: P = R 1 ( ε 1 R 1 +ε 2 R 3 R 2 R 3 +R 1 R 2 +R 1 R 3 ) 2 = W 7