⚡ Условие + 37% решения:
Найти силу тока I3 в проводнике сопротивлением R3 (рис. 2) и напряжением U3 на концах этого проводника, если ε1 = 6 В, ε2 = 8 В, R1= 4 Ом, R2 = 8 Oм, R3 = 6 Ом. Внутренними сопротивлениями источников тока пренебречь.
Решение Для цепи применим правила Кирхгофа: 1-ое правило Кирхгофа (для узлов): алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю: k k I 0 При всем этом ток, входящий в узел, считается положительным, а выходящий из узла – от 2-ое правило Кирхгофа (для контуров): в любом произвольно избранном замкнутом контуре алгебраическая сумма напряжений на всех элементах равна алгебраической сумме ЭДС всех источников тока, встречающихся в этом контуре.
Готовые задачи по физике которые сейчас приобрели:
Образовательный веб-сайт для учащихся и школьников
Копирование материалов веб-сайта может быть только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.
© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный веб-сайт педагога математического факультета Дальневосточного муниципального физико-технического института
Примеры решения задач. Найти силу тока в через сопротивление R3 и напряжение на концах этого сопротивления (рис
Задачка 2.1.
Найти силу тока в через сопротивление R3 и напряжение на концах этого сопротивления (рис. 2.11). Е1=1 В, Е2=5 В, R1=1 Ом, R2=2 Ом, R3=3 Ом.
Решение:
Для решения задачи используем правила Кирхгофа. Прежде всего выберем направления токов во всех ветвях цепи (в данной задачке их три) и проставим обозначения токов (см. рис. 2.12). В цепи два узла (b и e), поэтому, по первому правилу должно быть записано одно уравнение (на одно меньше, чем количество узлов): – алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю. Запишем это правило для узла b:
при этом токи, заходящие в узел, берем с положительным знаком, выходящие – с отрицательным.
По второму правилу Кирхгофа записываем два оставшихся уравнения (всего уравнений столько же, сколько токов): – алгебраическая сумма падений напряжений на сопротивлениях в любом замкнутом контуре равна алгебраической сумме электродвижущих сил. Тут также необходимо соблюдать правила символов: если направление обхода контура на данном участке обратно направлению тока, то падение напряжения берем с отрицательным знаком; если ЭДС проходим от плюса к минусу, то берем ее с отрицательным знаком.
Таким макаром, получим для контуров abef и abcdef:
Решаем систему уравнений (1) – (3); из (1) получим:
После подстановки (4) в (2) и замены в (2) и (3) узнаваемых величин на их численные значения:
Из (4): I1 = 3I3 – 4, после подстановки в (5): А, напряжение U3 найдем по закону Ома для участка цепи:
В.
Ответ: I3 = 1,18 А; U3= 3,55 В.
Сила тока в проводнике сопротивлением 12 Ом умеренно убывает от наибольшего значения до нуля за 10 с. Какое количество теплоты выделится в этом проводнике за обозначенный промежуток времени, если при всем этом по проводнику прошел заряд 50 Кл?
Решение:
Запишем закон, по которому меняется с течением времени сила тока в проводнике. Ток убывает умеренно, другими словами по линейному закону, от наибольшего значения I0, тогда:
I = I0 – kt, (1)
где – быстрота убывания тока:
. (2)
Заряд, прошедший через сечение, можно высчитать, интегрируя силу тока по времени в рассматриваемом промежутке: так как , то
,
. (3)
Количество выделившейся теплоты находим по закону Джоуля-Ленца, подставив (1):
. (4)
Тут учтено, что из (2) I0 = kt0.
Из (3) , тогда .
Вычисляем: Дж.
Ответ: Q = 4000 Дж.
Воздух ионизируется рентгеновскими излучениями. Найти удельную проводимость воздуха, если в объёме 1 см 3 газа находится в критериях равновесия 10 8 пар ионов. Подвижность положительных ионов 1,4 см 2 /В×с и отрицательных – 1,9 см 2 /В×с.
Решение
Удельная электропроводимость ионизированного газа равна: , где – концентрация ионов 1-го знака (либо пар ионов). Тогда получим: . Подставим численные значения:
.
.
Ответ: .
Во сколько раз поменяется плотность тока насыщения в триоде с вольфрамовым катодом, если его температура поменяется от 2400 К до 2500 К? Эмиссионная неизменная В = 60 А/(см 2. К 2 ), работа выхода электрона 7,2 . 10 -19 Дж.
Решение
Плотность тока насыщения при термоэлектронной эмиссии описывается формулой Ричардсона–Дешмена:
.
Запишем плотности тока насыщения при 2-ух температурах и найдём их отношение:
; ;
.
Подставим численные значения:
.
Ответ: .
Контрольные вопросы и задания
1. Назовите условия появления и существования электрического тока.
2. Что такое посторонние силы и какова их природа?
3. В чем заключается физический смысл электродвижущей силы, действующей в цепи?
4. Какова связь между сопротивлением и проводимостью, удельным сопротивлением и удельной проводимостью?
5. Что понимают под средней, дрейфовой либо упорядоченной скоростью движения носителей тока?
6. Что понимают под напряженностью поля посторониих сил?
7. Выведите законы Ома и Джоуля-Ленца в дифференциальной форме.
8. В чем заключается физический смысл удельной термический мощности тока?
9. Проанализируйте обобщенный закон Ома. Какие личные законы можно из него получить?
10. Как формулируются правила Кирхгофа? На чем они основаны?
11. Как составляются уравнения, выражающие правила Кирхгофа? Как избежать излишних уравнений?
12. Что именуется самостоятельным и несамостоятельным разрядом?
13. Перечислите виды разряда.
studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2022 год. Студопедия не является создателем материалов, которые расположены. Но предоставляет возможность бесплатного применения (0.005 с) .
