Вариант 2, страница 73 - гдз по физике 10 класс самостоятельные и контрольные работы Ерюткин, Ерюткина

Самостоятельная работа № 2. Электрическое сопротивление. Закон Ома для участка цепи. Постоянный электрический ток. Электродинамика - страница 73.

Условие.

Вариант 2

1. Сопротивление обмотки прибора составляет 168 Ом. Обмотка выполнена из проволоки с площадью поперечного сечения $2 \text{ мм}^2$. Определите длину проволоки, если она сделана из никелина $(\rho = 42 \cdot 10^{-8} \text{ Ом} \cdot \text{м})$.

2. Два резистора сопротивлениями 4 Ом и 6 Ом соединили последовательно. Определите напряжение на концах этого участка цепи, если сила тока во втором резисторе 5 А.

Решение.

1. Дано:

Сопротивление обмотки $R = 168 \text{ Ом}$

Площадь поперечного сечения $S = 2 \text{ мм}^2$

Удельное сопротивление никелина $\rho = 42 \cdot 10^{-8} \text{ Ом} \cdot \text{м}$

Перевод в систему СИ:

$S = 2 \text{ мм}^2 = 2 \cdot (10^{-3} \text{ м})^2 = 2 \cdot 10^{-6} \text{ м}^2$

Найти:

Длину проволоки $\text{l}$.

Решение:

Сопротивление проводника зависит от его длины, площади поперечного сечения и материала. Эта зависимость выражается формулой:

$R = \rho \frac{l}{S}$

где $\text{R}$ – сопротивление, $\rho$ – удельное сопротивление материала, $\text{l}$ – длина проводника, а $\text{S}$ – площадь его поперечного сечения.

Чтобы найти длину проволоки $\text{l}$, выразим ее из данной формулы:

$l = \frac{R \cdot S}{\rho}$

Теперь подставим числовые значения в полученную формулу, используя данные в системе СИ:

$l = \frac{168 \text{ Ом} \cdot 2 \cdot 10^{-6} \text{ м}^2}{42 \cdot 10^{-8} \text{ Ом} \cdot \text{м}} = \frac{336 \cdot 10^{-6}}{42 \cdot 10^{-8}} \text{ м} = 8 \cdot 10^{(-6 - (-8))} \text{ м} = 8 \cdot 10^2 \text{ м} = 800 \text{ м}$.

Ответ: длина проволоки составляет 800 м.

2. Дано:

Сопротивление первого резистора $R_1 = 4 \text{ Ом}$

Сопротивление второго резистора $R_2 = 6 \text{ Ом}$

Сила тока во втором резисторе $I_2 = 5 \text{ А}$

Тип соединения – последовательное.

Все величины представлены в системе СИ.

Найти:

Напряжение на концах участка цепи $\text{U}$.

Решение:

При последовательном соединении проводников сила тока во всех частях цепи одинакова. Следовательно, общая сила тока в цепи $\text{I}$ равна силе тока в каждом из резисторов:

$I = I_1 = I_2 = 5 \text{ А}$.

Общее сопротивление $R_{общ}$ цепи при последовательном соединении равно сумме сопротивлений отдельных резисторов:

$R_{общ} = R_1 + R_2 = 4 \text{ Ом} + 6 \text{ Ом} = 10 \text{ Ом}$.

Согласно закону Ома для участка цепи, напряжение $\text{U}$ на концах этого участка равно произведению общей силы тока $\text{I}$ на общее сопротивление $R_{общ}$:

$U = I \cdot R_{общ}$

Подставим вычисленные значения в эту формулу:

$U = 5 \text{ А} \cdot 10 \text{ Ом} = 50 \text{ В}$.

Ответ: напряжение на концах участка цепи равно 50 В.