161ФИПИ 1CF7BD№ 23Повышенная В схеме, изображённой на рисунке, идеальный вольтметр показывает напряжение $U = 2\ \text{В}$. Внутреннее сопротивление источника тока $r = 1\ \text{Ом}$, а сопротивления резисторов…
- 1
Вольтметр идеальный и подключён параллельно резистору $R_2$, поэтому напряжение на $R_2$ равно $2\ \text{В}$.$$U_{R_2}=2\ \text{В}$$
- 2
Найдём силу тока в последовательной цепи по закону Ома.$$I=\dfrac{U_{R_2}}{R_2}=\dfrac{2}{2}=1\ \text{А}$$
Ещё 2 шага — в полном решении
162ФИПИ 1F12B8№ 23Повышенная В схеме, изображённой на рисунке, ЭДС источника тока равна $6\ \text{В}$, его внутреннее сопротивление $r = 1\ \text{Ом}$, а сопротивления резисторов: $R_1 = 3\ \text{Ом}$, $R_2 = 2\ \text{Ом}$…
- 1
Идеальный вольтметр имеет бесконечно большое сопротивление, поэтому ток через него не течёт. Во внешней цепи резисторы $R_1$ и $R_2$ соединены последовательно.$$R_{\text{внеш}} = R_1 + R_2 = 3 + 2 = 5\ \text{Ом}$$
- 2
С учётом внутреннего сопротивления источника сила тока в цепи равна:$$I = \dfrac{\mathcal{E}}{R_1 + R_2 + r} = \dfrac{6}{3 + 2 + 1} = 1\ \text{А}$$
Ещё 1 шаг — в полном решении
163ФИПИ 3B1AE4№ 23Повышенная Для проведения лабораторной работы по обнаружению зависимости сопротивления проводника от его длины ученику выдали пять проводников, характеристики которых указаны в таблице. Какие два из…
- 1
Для исследования зависимости сопротивления от длины материал и площадь поперечного сечения проводников должны быть одинаковыми, а длина — различаться.$$R = \rho \dfrac{l}{S}$$
- 2
Проводники 2 и 5 изготовлены из алюминия и имеют одинаковый диаметр 1,0 мм. Их длины различаются: 100 см и 200 см.
Ещё 1 шаг — в полном решении
164ФИПИ 404345№ 23Повышенная В цепи, изображённой на рисунке, амперметр показывает $1\ \text{А}$. Найдите напряжение на $R_2$. Амперметр считать идеальным.
- 1
Амперметр включён последовательно с резистором $R_1$, поэтому ток через $R_1$ равен $1\ \text{А}$.$$I_1=1\ \text{А}$$
- 2
Найдём напряжение на резисторе $R_1$ по закону Ома.$$U_1=I_1R_1=1\cdot3=3\ \text{В}$$
Ещё 1 шаг — в полном решении
165ФИПИ 60687C№ 23Высокая До замыкания ключа К в электрической цепи, изображённой на схеме, идеальный вольтметр V показывал напряжение 9 В. После замыкания ключа идеальный амперметр A показывает силу тока 0,4 А. Каково…
- 1
До замыкания ключа ток в цепи отсутствует, поэтому показание идеального вольтметра равно ЭДС источника:$$\mathcal{E}=9\ \text{В}$$
- 2
Амперметр измеряет ток в ветви с резистором 3 Ом. Напряжение на первой параллельной группе равно:$$U_1=I_3R_3=0{,}4\cdot3=1{,}2\ \text{В}$$
Ещё 6 шагов — в полном решении
166ФИПИ B893EA№ 23Повышенная В схеме, изображённой на рисунке, сопротивления резисторов $R_1 = 4\ \text{Ом}$, $R_2 = 6\ \text{Ом}$, $R_3 = 6\ \text{Ом}$, $R_4 = 9\ \text{Ом}$, ЭДС батареи $\mathcal{E} = 20\ \text{В}$, её…
- 1
Верхняя ветвь состоит из последовательно соединённых резисторов $R_1$ и $R_3$, а нижняя — из $R_2$ и $R_4$. Найдём сопротивления ветвей.$$R_{13}=R_1+R_3=4+6=10\ \text{Ом},\quad R_{24}=R_2+R_4=6+9=15\ \text{Ом}$$
- 2
Ветви соединены параллельно, поэтому сопротивление внешней цепи равно:$$R_{\text{внеш}}=\frac{R_{13}R_{24}}{R_{13}+R_{24}}=\frac{10\cdot15}{10+15}=6\ \text{Ом}$$
Ещё 4 шага — в полном решении
167ФИПИ DFC24B№ 23Повышенная Вольт-амперная характеристика лампы накаливания изображена на рисунке. При напряжении источника 12 В температура нити лампы равна 3100 К. Сопротивление нити прямо пропорционально её температуре…
- 1
По графику определяем силу тока при напряжении 6 В: $I_2 = 1{,}4\ \text{А}$. При напряжении 12 В ток равен $I_1 = 2{,}0\ \text{А}$.
- 2
Рассчитаем сопротивления нити в обоих состояниях по закону Ома:$$R_1 = \frac{U_1}{I_1} = \frac{12}{2{,}0} = 6\ \Omega, \qquad R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{6}{1{,}4} \approx 4{,}29\ \Omega$$
Ещё 2 шага — в полном решении
168ФИПИ F6AC4D№ 23Повышенная На рисунке изображена зависимость силы тока в лампе накаливания от приложенного к ней напряжения. Найдите мощность, выделяющуюся на резисторе, включённом последовательно с лампой в сеть с…
- 1
По графику при силе тока $I = 0{,}4\ \text{А}$ напряжение на лампе составляет примерно $U_{\text{л}} = 140\ \text{В}$.$$U_{\text{л}} = 140\ \text{В}$$
- 2
Лампа и резистор соединены последовательно, поэтому напряжение на резисторе равно разности напряжения сети и напряжения на лампе.$$U_{\text{рез}} = U - U_{\text{л}} = 220 - 140 = 80\ \text{В}$$
Ещё 1 шаг — в полном решении
169ФИПИ 5B6858№ 24Повышенная В закрытом сосуде постоянного объёма находился воздух при нормальных условиях. Его нагрели электрическим нагревателем, сила тока в котором $I = 2\ \text{А}$ при напряжении $U = 100\ \text{В}$. КПД…
- 1
Переведём время в секунды и выразим КПД в долях единицы:$$t = 10 \cdot 60 = 600\ \text{с},\quad \eta = 0{,}13$$
- 2
При постоянном объёме отношение давления к абсолютной температуре постоянно. Для нормальных условий примем $p_1 = 10^5\ \text{Па}$ и $T_1 = 273\ \text{К}$.$$\frac{p_1}{T_1} = \frac{p_2}{T_2}$$
Ещё 5 шагов — в полном решении
170ФИПИ 05618D№ 25Повышенная В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, $R_1 = R$, $R_2 = 2R$, $r = 0{,}5R$. Когда ключ $K$ разомкнут, на резисторе $R_1$ выделяется мощность $P_1 = 4{,}9\ \text{Вт}$. Какая…
- 1
При разомкнутом ключе ток проходит через внутреннее сопротивление источника и резистор $R_1$. Поэтому сила тока через $R_1$ равна$$I_1 = \frac{\mathcal{E}}{r + R_1} = \frac{\mathcal{E}}{0{,}5R + R} = \frac{\mathcal{E}}{1{,}5R}$$
- 2
При замкнутом ключе резисторы $R_1$ и $R_2$ соединены параллельно. Их эквивалентное сопротивление равно$$R_{\text{внеш}} = \frac{R_1R_2}{R_1 + R_2} = \frac{R \cdot 2R}{R + 2R} = \frac{2R}{3}$$
Ещё 3 шага — в полном решении
171ФИПИ 0CF156№ 25Высокая Во сколько раз уменьшится мощность, выделяемая на резисторе $R_2$, при замыкании ключа $K$ (см. рисунок), если $R_1 = R_2 = R_3 = 1\ \text{Ом}$, $r = 0{,}5\ \text{Ом}$?
- 1
Обозначим ЭДС источника через $\mathcal{E}$. Сначала ключ разомкнут. Все сопротивления цепи, включая внутреннее сопротивление источника, соединены последовательно.$$R_{\text{общ,1}} = r + R_1 + R_2 = 0{,}5 + 1 + 1 = 2{,}5\ \text{Ом}$$
- 2
Ток через резистор $R_2$ при разомкнутом ключе равен току всей цепи.$$I_{2,1} = \frac{\mathcal{E}}{2{,}5} = \frac{2\mathcal{E}}{5}$$
Ещё 7 шагов — в полном решении
172ФИПИ 1033EE№ 25Высокая К аккумулятору с ЭДС $\mathcal{E}=60\ \text{В}$ и внутренним сопротивлением $r=5\ \text{Ом}$ подключили лампу сопротивлением $R_{\text{л}}=10\ \text{Ом}$ и резистор сопротивлением $R=15\ \text{Ом}$…
- 1
До размыкания ключа конденсатор в установившемся режиме постоянного тока не пропускает ток. Поэтому ток проходит через лампу и резистор, соединённые последовательно.$$I=\frac{\mathcal{E}}{r+R_{\text{л}}+R}$$
- 2
Вычислим ток в цепи и напряжение на внешней цепи, равное напряжению на конденсаторе.$$I=\frac{60}{5+10+15}=2\ \text{А},\qquad U_C=\mathcal{E}-Ir=60-2\cdot5=50\ \text{В}$$
Ещё 2 шага — в полном решении
173ФИПИ 11C8FA№ 25Повышенная Незаряженный конденсатор ёмкостью $C = 0{,}1\ \text{мкФ}$ подключают к источнику тока по схеме, показанной на рисунке. Сопротивление резистора $R = 500\ \text{Ом}$, сопротивлением проводов и…
- 1
При зарядке конденсатора ток в цепи изменяется со временем по закону $I(t) = \dfrac{\mathcal{E}}{R}e^{-t/(RC)}$. Количество теплоты, выделившееся на резисторе, равно интегралу $Q = \int_0^\infty I^2R\,dt$.$$Q = \int_0^\infty \left(\frac{\mathcal{E}}{R}e^{-t/(RC)}\right)^2R\,dt$$
- 2
Вычисляя интеграл, получаем формулу для теплоты, выделившейся на резисторе при полной зарядке конденсатора:$$Q = \frac{\mathcal{E}^2}{R}\cdot\frac{RC}{2} = \frac{C\mathcal{E}^2}{2}$$
Ещё 2 шага — в полном решении
174ФИПИ 14528D№ 25Повышенная На рисунке показана электрическая цепь, содержащая источник напряжения с отличным от нуля внутренним сопротивлением, два резистора, конденсатор, ключ $K$, а также идеальные амперметр и вольтметр…
- 1
До замыкания ключа в установившемся режиме конденсатор постоянный ток не пропускает. Поэтому ток во внешней цепи определяется первым резистором.$$I_1 = \frac{\mathcal{E}}{R_1+r}$$
- 2
После замыкания ключа второй резистор подключается параллельно конденсатору. В установившемся режиме ток течёт через этот резистор, а не через конденсатор. Эквивалентное сопротивление внешней цепи становится меньше.$$R_{\text{внеш}}=R_1+R_2 \quad \longrightarrow \quad R_1+(R_2\parallel R_3)$$
Ещё 3 шага — в полном решении
175ФИПИ 203B35№ 25Повышенная Протон влетает в электрическое поле конденсатора параллельно его пластинам в точке, находящейся посередине между пластинами (см. рисунок). Найдите минимальную скорость $v$, с которой протон должен…
- 1
На протон действует электрическая сила $F = eE$, поэтому его ускорение в направлении к отрицательной пластине равно:$$a = \frac{F}{m_p} = \frac{eE}{m_p}$$
- 2
Для минимальной скорости протон должен пролететь внутри конденсатора по предельной траектории: у правого края он касается противоположной пластины. Вертикальное перемещение равно половине расстояния между пластинами:$$y = \frac{d}{2}$$
Ещё 5 шагов — в полном решении
176ФИПИ 2FD557№ 25Повышенная Вольт-амперная характеристика лампы накаливания изображена на графике. При потребляемой мощности 24 Вт температура нити лампы равна 3100 К. Сопротивление нити прямо пропорционально её температуре…
- 1
Для мощности 24 Вт по графику определяем рабочую точку: при напряжении $U_1=12\ \text{В}$ сила тока равна $I_1=2\ \text{А}$. Проверка: $U_1I_1=12\cdot2=24\ \text{Вт}$.$$P_1=U_1I_1=24\ \text{Вт}$$
- 2
Для мощности 8,4 Вт по графику берём точку $U_2=6\ \text{В}$, $I_2=1{,}4\ \text{А}$. Проверка: $U_2I_2=6\cdot1{,}4=8{,}4\ \text{Вт}$.$$P_2=U_2I_2=8{,}4\ \text{Вт}$$
Ещё 2 шага — в полном решении
177ФИПИ 327FCD№ 25Повышенная При изучении закона Ома для полной электрической цепи ученик исследовал зависимость напряжения на полюсах источника тока от силы тока во внешней цепи. Внутреннее сопротивление источника не зависит…
- 1
Для полной электрической цепи напряжение на внешнем участке связано с силой тока формулой:$$U = \mathcal{E} - Ir$$
- 2
Запишем уравнения для двух проведённых измерений:$$4{,}4 = \mathcal{E} - r;\quad 3{,}3 = \mathcal{E} - 2r$$
Ещё 3 шага — в полном решении
178ФИПИ 3F6C76№ 25Высокая На рисунке показана схема устройства для предварительного отбора заряженных частиц из источника частиц для последующего детального исследования. Устройство представляет собой конденсатор, пластины…
- 1
Ион потерял один электрон, поэтому модуль его заряда равен $e$. Электрическая сила действует как центростремительная сила.$$eE = \dfrac{mv^2}{R}$$
- 2
Выразим напряжённость поля через напряжение между пластинами. Здесь $d$ — расстояние между обкладками конденсатора.$$E = \dfrac{U}{d}$$
Ещё 2 шага — в полном решении
179ФИПИ 406913№ 25Повышенная В цепи, изображённой на рисунке, сопротивления резисторов равны между собой: $R_1 = R_2 = R_3 = R$. При разомкнутом ключе $K$ через резистор $R_3$ течёт ток $I_0 = 1{,}4\ \text{А}$. Загорится ли…
- 1
При разомкнутом ключе ток через резистор $R_3$ равен $I_0$. Поэтому напряжение между верхней и нижней шинами цепи составляет:$$U = I_0R_3 = 1{,}4R$$
- 2
Источник считается идеальным, поэтому при замыкании ключа напряжение между шинами не изменится. Лампа подключается параллельно резистору $R_3$, следовательно, напряжение на лампе равно $U$.$$U_{\text{л}} = U = 1{,}4R$$
Ещё 2 шага — в полном решении
180ФИПИ 41974A№ 25Повышенная На рисунке показана схема устройства для предварительного отбора заряженных частиц для последующего детального исследования. Устройство представляет собой конденсатор, пластины которого изогнуты…
- 1
Чтобы ион двигался по дуге радиуса $R$, электрическая сила должна быть направлена к центру кривизны и сообщать иону центростремительное ускорение.$$F_\text{эл}=F_\text{цс}$$
- 2
Модуль электрической силы равен $|q|E$, а центростремительной силы — $mv^2/R$. Поэтому$$|q|E=\frac{mv^2}{R}$$
Ещё 1 шаг — в полном решении