Сборник задач по курсу общей физики: Учеб пособие 223 для студентов пед ин-тов по спец. №2105 «Физика» /Г. А. Загуста, Г. П. Макеева, А. С. Микулич и др.; Под ред. М. С. Цедрика. М.: Просвещение, 1989. 271 с.: ил
жүктеу/скачать 3,13 Mb.
|
cedrik
| о
о Г_т Рис. 18.39 Рис. 18.40 п литров воды, которая первоначально имела температуру 0. Какое количество теплоты выделилось в комнате за это время? Температура электрического нагревателя, подключенного к источнику тока, равна t\. При охлаждении нагревателя с помощью вентилятора она понижается до значения t2. Будут ли количества теплоты, выделяемой нагревателем, в обоих случаях одинаковы? Электрический нагреватель, включаемый в сеть напряжением U — 220 В, изготовлен из константанового провода, который должен нагреваться до £2 = 420°С при температуре окружающей среды ii.= 20°C. Определить мощность нагревателя, длину/и диаметр d провода, если известно, что плотность тока в константановом проводе не должна превышать J=15,2 МА/м2. Коэффициент теплоотдачи принять равным & = 64,7 Вт/(м2*К). Принимая охлаждение накаливаемой проволоки в воздухе прямо пропорциональным разности температур проволоки и воздуха и изменение сопротивления ее с понижением температуры незначительным, показать, что относительное удлинение проволоки, накаливаемой током, прямо пропорционально квадрату тока. Имеются две проволоки квадратного сечения, изготовленные из одного и того же материала. Сторона сечения одной проволоки а,] — 1 мм, а другой — а2 = 4 мм. Для того чтобы расплавить первую проволоку, нужна сила тока 1\ =10 А. Какой должна быть сила тока /2, чтобы расплавить вторую проволоку? Какое количество теплоты выделится в цепи (рис. 18.40) при переключении ключа К из положения 1 в положение 2, если ЭДС источника емкость каждого конденсатора С? Диод включен в цепь, изображенную на рисунке а. Идеализированная вольт-амперная характеристика диода приведена на рисунке 18.41, б. Конденсатор предварительно не заряжен. Ключ К замыкают. Какое количество теплоты выделится на проводнике R при зарядке конденсатора? Емкость конденсатора С, ЭДС источника Внутренним сопротивлением источника пренебречь. Решить предыдущую задачу для схемы, изображенной 114
на рисунке 18.42, а. Вольт-амперная характеристика диода приведена на рисунке 18.42, б. Какого сечения необходимо взять свинцовый предохранитель, если известно, что он плавится при повышении на At = 10°С температуры проводки, выполненной из медного провода сечением S = 5 мм2? Начальная температура t\ = 20°С. Отдачей теплоты в окружающую среду пренебречь. В цепь, состоящую из медного провода площадью поперечного сечения S\ = 3 мм2, включен свинцовый предохранитель площадью поперечного сечения S2 — 1 мм2. На какое повышение температуры проводов при коротком замыкании цепи рассчитан этот предохранитель? Считать, что при коротком замыкании вследствие кратковременности процесса все выделившееся количество теплоты идет на нагревание цепи. Начальная температура предохранителя fo = 17°C. Электрический чайник имеет две обмотки. При включении одной из них вода в чайнике закипает через £] = 15 мин, при включении другой — через f 2 = 30 мин. Через какое время t закипит вода в чайнике, если включить две обмотки: 1) последовательно; 2) параллельно? Нагревательный элемент, изготовленный из нихромово- го провода диаметром d = 0,15 мм, рассчитан на напряжение £/ = 220 В и должен нагреваться до *2 = 450°С при температуре окружающей среды ti=20°C. Найти силу тока в нагревателе, длину провода и мощность нагревателя, если коэффициент теплоотдачи fe = 75,6 Вт/(м2-К). Электрический чайник вместимостью 1,5 дм3 имеет сопротивление нагревательного элемента 80 Ом, КПД 80% и работает при напряжении 220 В. Начальная температура воды 20°С. Определить мощность тока, потребляемую чайником; силу тока в нагревательном элементе; время, в течение которого вода в чайнике закипит, и стоимость энергии, если 1 кВт*ч стоит коп. ЭДС источника 24 В, сопротивление внешней цепи . 10 Ом, падение напряжения внутри источника ЭДС 4 В. Определить напряжение на зажимах источника, силу тока в цепи, внутреннее сопротивление источника; мощность, потребляемую 115 внешней цепью; мощность потерь энергии внутри источника и полную мощность. С каким КПД работает свинцовый аккумулятор, ЭДС которого =2,15 В, если во внешней цепи сопротивлением R По данным задачи 18.67 построить график изменения: силы тока 7 в цепи; 2) полной мощности источника; 3) мощности тока, передаваемой во внешнюю цепь; 4) напряжения на зажимах источника; 5) КПД источника как функции переменного внешнего сопротивления, взяв следующие его значения (в Ом): 0; 1; 2; 4; 10; 22; 46. Батарея с ЭДС 50 В и внутренним сопротивлением 5 Ом замыкается на внешнее переменное сопротивление, дающее возможность изменять силу тока в цепи от 0 до ] 0 А последовательно через 1 А. Построить графики зависимости от силы тока: 1) мощности тока, отдаваемой источником тока во внешнюю цепь; 2) мощности, рассеивающейся внутри источника; 3) полной мощности; 4) КПД источника. Батарея с ЭДС 40 В и внутренним сопротивлением 5 Ом замыкается на внешнее сопротивление, изменяющееся от 0 до 35 Ом. Построить график зависимости от внешнего сопротивления: 1) мощности тока, отдаваемой во внешнюю цепь; мощности потерь энергии внутри источника; 3) полной мощности; 4) КПД источника тока. При каком значении сопротивления внешней цепи мощность, отдаваемая источником тока во внешнюю цепь, максимальна и каковы при этом сила тока и мощность? § 19. ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ И КОНТАКТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ Работа выхода электрона из металла: Зависимость плотности термоэлектронного тока от напряжения на аноде (насыщение не имеет места) выражается формулой Богуславского — Лэнгмюра: где К — постоянная, характеризующая размеры и форму электродов и не зависящая от температуры катода. Для плоских электро- где d — расстояние между плоскими электродами. Зависимость плотности тока насыщения от температуры выражается формулой Ричардсона — Дешмана: А А =ец>. J = KUS/\ дов К JH = ВТ2е кТ, 116
Контактная разность потенциалов: жүктеу/скачать 3,13 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|