Решение КР «Законы постоянного тока» 2 вариант

КР «Законы постоянного тока» 2 вариант Задача 1 Ответ: В узлах кристаллической решётки металла находятся положительно заряженные ионы, а между ними хаотично движутся свободные электроны («электронный газ»). Задача 2 Дано: \(U = 220\) В \(A = 4400\) Дж Найти: \(q\) — ? Решение: Работа электрического тока определяется по формуле: \[A = q \cdot U\] Отсюда выразим заряд: \[q = \frac{A}{U}\] Подставим значения: \[q = \frac{4400}{220} = 20 \text{ Кл}\] Ответ: \(20\) Кл. Задача 3 Дано: \(l = 15\) м \(S = 2 \text{ мм}^2\) \(\rho = 0,016 \frac{\text{Ом} \cdot \text{мм}^2}{\text{м}}\) Найти: \(R\) — ? Решение: Сопротивление проводника вычисляется по формуле: \[R = \rho \cdot \frac{l}{S}\] Подставим значения: \[R = 0,016 \cdot \frac{15}{2} = 0,016 \cdot 7,5 = 0,12 \text{ Ом}\] Ответ: \(0,12\) Ом. Задача 4 Решение: Схема состоит из последовательно соединенного резистора \(R_1 = 1\) Ом и параллельного участка из двух резисторов \(R_2 = 4\) Ом и \(R_3 = 4\) Ом. 1) Найдем сопротивление параллельного участка \(R_{пар}\): \[R_{пар} = \frac{R_2 \cdot R_3}{R_2 + R_3} = \frac{4 \cdot 4}{4 + 4} = \frac{16}{8} = 2 \text{ Ом}\] 2) Общее сопротивление цепи: \[R_{общ} = R_1 + R_{пар} = 1 + 2 = 3 \text{ Ом}\] Ответ: \(3\) Ом. Задача 5 Дано: \(\mathcal{E} = 15\) В \(R = 4\) Ом \(I = 3\) А Найти: \(r\) — ? Решение: По закону Ома для полной цепи: \[I = \frac{\mathcal{E}}{R + r}\] Выразим внутреннее сопротивление: \[R + r = \frac{\mathcal{E}}{I}\] \[r = \frac{\mathcal{E}}{I} - R\] Подставим значения: \[r = \frac{15}{3} - 4 = 5 - 4 = 1 \text{ Ом}\] Ответ: \(1\) Ом. Задача 6 Ответ: 1) Электронный. (Донорные примеси отдают электроны в зону проводимости, поэтому основными носителями заряда становятся электроны — n-тип проводимости). Задача 7 Дано: \(t = 30\) с \(U = 220\) В \(I = 100 \text{ мА} = 0,1\) А Найти: \(A\) — ? Решение: Работа тока вычисляется по формуле: \[A = U \cdot I \cdot t\] Подставим значения: \[A = 220 \cdot 0,1 \cdot 30 = 660 \text{ Дж}\] Ответ: \(660\) Дж. Задача 8 Дано: \(U = 380\) В \(I = 20\) А \(m = 1 \text{ т} = 1000\) кг \(h = 19\) м \(t = 50\) с \(g \approx 10 \text{ м/с}^2\) Найти: \(\eta\) — ? Решение: 1) Затраченная работа (электрическая): \[A_{затр} = U \cdot I \cdot t = 380 \cdot 20 \cdot 50 = 380000 \text{ Дж}\] 2) Полезная работа (подъем груза): \[A_{пол} = m \cdot g \cdot h = 1000 \cdot 10 \cdot 19 = 190000 \text{ Дж}\] 3) КПД установки: \[\eta = \frac{A_{пол}}{A_{затр}} \cdot 100\%\] \[\eta = \frac{190000}{380000} \cdot 100\% = 0,5 \cdot 100\% = 50\%\] Ответ: \(50\%\).