Учебное пособие Павлодар Кереку 2010 удк 53 (075. 8) Ббк 22. 3я73

Вид материалаУчебное пособие
3.4 Работа и мощность, энергия
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

3.4 Работа и мощность, энергия

Механическая работа
  1. В каком из перечисленных ниже явлений сила тяжести совершает работу: 1) шар катится по горизонтальной поверхности; искусственный спутник Земли движется по круговой орбите; искусственный спутник Земли совершает движение по эллиптиче­ской (вытянутой) орбите; 4) самолет снижается на посадку?
  2. Трактор тянет сеялку по горизонтальному участку поля. По преодолению какой силы трактор совершает работу?
  3. Автомобиль, находящийся на горизонтальном участке дороги, трогает с места и набирает скорость. Производится ли при этом работа?
  4. Масса космического корабля «Восток», запущенного в околоземное пространство с первым в мире космонавтом Ю. Гагариным, 4725 кг. Высота орбиты составляла в среднем 250 км над поверхностью планеты. Какую работу совершили ракетные двигатели только для подъема корабля на такую высоту? Изменением силы тяжести с высотой пренебречь.
  5. Вес прицепа с полным грузом 48 кН. Какую работу совершает двигатель тягача при транспортировке прицепа на расстояние 1 км, если сила трения составляет 0,04 веса прицепа?
  6. Диаметр цилиндра гидросистемы для навесных орудий 100 мм (S = 0,008 м2). Какую работу совершает двигатель трактора при одном поднятии навесного орудия, если давление внутри жидкости достигает 8,5 МПа, а поршень перемещается на 90 мм?
  7. Какую работу совершает бурильная установка только для подъема грунта при рытье колодца, глубина которого 4,0 м? Диаметр бура 0,5 м (S = 0,2 м2), а плотность грунта в среднем 2000 кг/м3.
  8. Астронавт поднимает образцы лунных пород на борт космического аппарата. Какую работу он при этом совершает, если масса образцов 100 кг, а высота подъема над поверхностью Луны 5 м?

Мощность
  1. Стогометатель поднимает копну весом 7 кН на высоту 7,5 м за 10 с. Какую мощность развивает при этом двигатель машины?
  2. Какую силу тяги развивает двигатель трактора «Кировец К-701» при скорости 9 км/ч, если мощность его 220 кВт?
  3. Какую работу совершает трактор Т-130 за смену (7 ч), если он движется на VII передаче (8,96 км/ч) и развивает силу тяги на крюке 24,5 кН?
  4. Груз какого веса может поднять башенный кран, если мощность его лебедки 60 кВт, а скорость подъема 0,6 м/с?
  5. Разрежение, создаваемое пылесосом, показывает, на сколько давление во всасывающей трубе меньше атмосферного. Какова мощность воздушного потока в пылесосе, если создаваемое им разрежение 8000 Па, а производительность, т. е. объем всасываемого воздуха в секунду, 0,025 м3?
  6. Какую мощность развивает двигатель токарного станка, если при обработке стержня диаметром 20 мм резец преодолевает силу сопротивления 900 Н? Частота вращения детали 15 оборотов в секунду.

Простые механизмы
  1. Клапан воздушного насоса отрегулирован так, что он открывается лишь тогда, когда давление в цилиндре достигает 400 кПа.
  2. Можно ли к трактору массой 5400 кг прицепить плуг массой 600 кг, если расстояние от последнего опорного катка машины до линий, вдоль которых действуют силы тяжести P?
  3. Какой из блоков в линии контактного привода электрифицированной железной дороги подвижный и какой неподвижный (рис. 58)? Каково их назначение? С какой силой натягивают провод, если вес груза 1,6 кН?
  4. Какой длины канат наматывается на барабан лебедки башенного крана, если подвижный блок с грузом поднимается на 68 м? С какой скоростью движется канат, наматываемый на барабан, если груз движется со скоростью 1,16 м/с?
  5. Автокраном поднимают груз весом 30 кН с помощью подвижного блока на высоту 6,6 м. Определите КПД блока, если трос при этом натягивается с силой 16 кН.
  6. Каков КПД системы из двух блоков, если КПД каждого из них равен 0,8?

Потенциальная и кинетическая энергия
  1. Какая энергия используется в пневматических тормозных системах автобусов, трамваев и других транспортных средств?
  2. Сваебойный копер массой 2400 кг падает с высоты 1 м. Какова сила сопротивления грунта, если свая погружается во время удара на 2 см?
  3. Напор воды (разность уровней воды перед и за плотиной) Братской 126 м. Какой потенциальной энергией обладает каждый кубический метр воды, находящейся перед плотиной у свободной поверхности?
  4. Напор воды Саяно-Шушенской ГЭС 194 м. Когда через турбины станции проходит 3666 м3 воды ежесекундно, развиваемая ими мощность составляет 6,4 млн. кВт. Определите КПД гидротурбин станции.
  5. Почему двигатель автомобиля развивает большую мощность при разгоне по сравнению с равномерным движением?
  6. Почему скорость воды, выходящей из гидротурбины, меньше, чем входящей?
  7. Из суммы каких видов энергий состоит полная механическая энергия искусственного спутника Земли? Почему?
  8. Определите полную механическую энергию каждого килограмма космического аппарата, выведенного в околоземное пространство на орбиту высотой 300 км над земной поверхностью. Кинетическая энергия аппарата превышает потенциальную в 10 раз.


Теплопередача и работа

Тепловое движение. Внутренняя энергия
  1. Каково соотношение между энергией взаимодействия молекул и энергией их теплового движения, когда вещество в жидком состоянии?
  2. На больших высотах (800—1000 км) скорости движения молекул газов, входящих в состав атмосферного воздуха, достигают значений, соответствующих температуре около 2000° С. Почему же в таком случае не плавится оболочка космических аппаратов?
  3. Почему наружные части сверхзвуковых самолетов приходится охлаждать с помощью специальных установок?
  4. Почему при заточке инструментов на наждачном круге необходимо охлаждать их водой?
  5. При точении деталей на токарном станке иногда резец охлаждают водяной струей, иначе инструмент теряет прочность. Каким способом увеличивается внутренняя энергия резца при точении? Изменяется ли при этом внутренняя энергия охлаждающей воды?
  6. Почему температура выхлопных газов на выходе из глушителя низкая, несмотря на то что она в цилиндре двигателя достигает 1800 °С?

Способы передачи теплоты
  1. Каким способом — путем совершения работы или теплопередачи — изменяется внутренняя энергия детали в следующих явлениях: 1) строгание детали резцом; 2) нагревание детали в печи
  2. Для повышения твердости и прочности стальных изделий применяют закалку (нагрев до некоторой температуры с последующим быстрым охлаждением). Какое количество теплоты необходимо, чтобы нагреть стальной молоток массой 500 г от 17 до 817 °С? Вычислите, какое количество теплоты выделяет молоток, если его охлаждают в жидком кислороде, температура которого —183 °С. Удельная теплоемкость стали 460 Дж/(кг°С).
  3. Калориферы служат для обеспечения жилых помещений свежим теплым воздухом. Какое количество теплоты получит комната, если через калорифер ежечасно проходит 20 м3 воздуха, температура которого при входе в калорифер 15 °С, а на выходе из него 25 °С? Удельная теплоемкость воздуха 730 Дж/(кг°С).
  4. Закаливают сверло из стали массой 100 г, нагретое до температуры 840 °С, опуская в сосуд, содержащий машинное масло при температуре 20 °С. Какое количество масла следует взять для этого, чтобы конечная температура детали не превысила 70 °С? Удельная теплоемкость масла 2000 Дж/(кг°С).
  5. Для определения температуры печи нагретый в ней стальной шарик массой 0,30 кг бросили в медный сосуд массой 0,20 кг, содержащий 1,27 кг воды при температуре 15 °С. Вычислите температуру печи, если температура воды повысилась до 32 °С.
  6. Влажное зерно сушат в потоке теплого воздуха. Какова производительность вентилятора (в кубических метрах в час), если воздух отдает ежечасно 60340 кДж энергии, а температура его понижается на 4 °С? Удельную теплоемкость воздуха принять равной 1260 Дж/(м3°С).
  7. Теплота сгорания водорода (12•107 Дж/кг) намного больше теплоты сгорания природного газа (4,4•I07 Дж/кг). 1) В каком случае выделится больше количества теплоты — при полном сгорании водорода или природного газа? Полагать, что газы содержатся в баллонах одинакового объема, температура и давление газов в них одинаковы. 2) Докажите это расчетным путем, если объемы баллонов по 0,04 м3, плотность водорода в баллоне составляет 4,5 кг/м3, а природного газа — 35 кг/м3.
  8. Тепловая электростанция мощностью 2400 000 кВт потребляет 1500 Т угля в час. Каков КПД станции?
  9. Для нормального сгорания 1 кг топлива необходимо 15 кг воздуха. При такой пропорции 1 кг горючего дает 2900 кДж энергии. Но теплота сгорания жидких горючих больше указанной величины в десятки раз, например теплота сгорания бензина 46200 кДж/кг. Чем это вызвано?
  10. Температура пламени газа, который горит в воздухе, достигает 1200°С, а газа, горящего в кислороде, 3000°С. Чем объясняется такая разница температуры в том и другом случаях?

Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах
    1. Давление в шинах автомобиля должно соответствовать его нагрузке. Если шины накачаны слабо, то при движении автомобиля они нагреваются. Какие превращения энергии происходят при этом?
    2. Почему тормозные колодки самолетов делают из материалов с высокой температурой воспламенения и большой удельной теплоемкостью?
    3. Почему обшивка космических аппаратов разрушается, когда при возвращении на Землю они входят в плотные слои атмосферы?
    4. Газ хранят и транспортируют в баллонах под большим давлением. Для практических целей используют газ низкого давления. Понижение давления газа происходит в редукторе. Если газ в баллоне содержит пары воды, то нередки случаи, когда поступление газа из редуктора прекращается. Где следует, прежде всего, искать причину отказа подачи газа? Почему?
    5. При сварке трением одну деталь сильно прижимают к другой и приводят во вращение. В месте стыка образуется огненное кольцо с температурой около 1200°С. За счет какой энергии возрастает внутренняя энергия деталей? Определите количество теплоты, выделяемое при сварке данным способом, если двигатель развивает мощность 15 кВт, а процесс длится 20 с.
    6. Двигатель автомобиля потребляет 19 кг топлива (бензина) в час. Какую работу совершает двигатель за это время, если его КПД 25%? Какую мощность он развивает?
    7. Используется ли полная мощность двигателя автомобиля «Жигули» (50 кВт), если при его движении со скоростью 72 км/ч расходуется 8 л бензина на 100 км пути? КПД двигателя принять равным 0,3.
    8. Какое количество топлива расходует за смену (7 ч) двигатель трактора «Кировец К-700», если агрегат передвигается со скоростью 9 км/ч, развивая при этом на крюке силу тяги 64 кН. Коэффициент полезного действия равен 0,3.
    9. Механическая энергия каждого килограмма вещества космического аппарата, выведенного на околоземную орбиту высотой 300 км и обладающего первой космической скоростью 8 км/с, равна 34•107 Дж. Эта энергия составляет лишь 5% энергии, затраченной при доставке каждого килограмма аппарата на орбиту. Пользуясь этими данными, определите количество топлива, израсходованного при выведении на такую орбиту станции «Салют» массой 18 900 кг.
    10. Напор воды Нурекской ГЭС 300 м. Какие преобразования энергии происходят при падении воды из верхнего бьефа плотины в нижний? На сколько повысилась бы температура каждого кубического метра воды, если ее механическая энергия полностью превратилась во внутреннюю?


Изменение агрегатных состояний вещества
  1. При ударе кусок некоторого твердого тела разбивается на части, представляющие собой прямоугольные параллелепипеды или кубики различных размеров. Какое это вещество: кристаллическое или аморфное?
  2. Поршень отливают из алюминия массой 1 кг. Одинакова ли внутренняя энергия алюминия в жидком и твердом состояниях, если в том и в другом случае температура вещества 660°С? Если неодинакова, то в каком состоянии больше? На сколько?
  3. На сколько и как изменяется внутренняя энергия стального слитка массой 5 кг при его плавлении? Чем обусловлено это изменение (изменением энергии движения молекул или энергии их взаимодей)? Почему?
  4. Порядок атомов в кристалле железа при температуре 910°С становится другим. Какие тепловые явления должны происходить в железе при этой температуре?
  5. С помощью кислородной горелки можно резать сталь толщиной до полутора метров. При этом способе резки сталь подогревают в пламени ацетилена, горящего в кислороде, затем на нагретый участок направляют струю одного лишь кислорода. Металл при этом прожигается насквозь. За счет какой энергии происходит плавление стали в этом случае?
  6. Почему космические корабли и ракеты обшивают такими металлами, как тантал и вольфрам?
  7. Для передачи энергии в энергетических установках, например атомных электростанциях, широко используют металлы — натрий, калий и др. в жидком состоянии. Как вы думаете, почему выгоднее применять эти вещества в качестве теплоносителя, хотя они обладают меньшей удельной теплоемкостью, чем вода?
  8. Чугун в литейных цехах плавят в печах, называемых вагранками. Определите количество теплоты, необходимое для плавки 6 Т чугуна, доведенного до температуры плавления. Удельная теплота плавления сплава 138 270 Дж/кг.
  9. Лом черных металлов переплавляют в сталь в мартеновских печах. Какое количество теплоты необходимо для нагревания и расплавления 10 Т стального лома, если начальная температура его 20°С? Температура плавления стали 1400°С.
  10. В плавильном горне за одну плавку получено 200 кг алюминия с температурой 668°С. Какие состояния прошел металл, если его начальная температура была 68°С? На сколько при этом увеличилась внутренняя энергия металла? Изобразите графически зависимость температуры металла от времени.
  11. На сколько изменяется внутренняя энергия стального изделия массой 10 кг после заливки металла в форму? Начальная температура сплава 1600°С. Отливка остывает до комнатной температуры. При 1500°С сплав затвердевает. Удельная теплоемкость стали в жидком состоянии 712 Дж/(кг°С).
  12. При испарении, как известно, температура жидкости понижается. Почему в таком случае температура воды, бензина, спирта и т. д. в обычных условиях почти такая же, что и температура окружающего воздуха, хотя их поверхность открыта?
  13. В закрытом баллоне сжиженный газ представляет собой жидкость, над которой находится ее пар. При температуре 0; 15 и 40 °С давление паров пропана составляет соответственно 42,0; 72,5 и 139 кПа. Чем вы могли бы объяснить такую зависимость?
  14. Зимой ветровое стекло автомобиля с помощью специального вентилятора обдувается воздухом. Какое это имеет значение?
  15. При сушке на солнце теряется качество сена, его питательность. Пресс-подборщик прессует сено почти в свежем состоянии, но в тюке оставляет сквозные отверстия. Каково их назначение?
  16. Почему овощи и фрукты быстрее высыхают в вакууме?
  17. Сухое молоко получают путем выпаривания его в сосуде, откуда непрерывно выкачивают воздух, причем температура выпаривания намного ниже 100°С. Какие физические закономерности положены в основу этого процесса?
  18. Изменится ли температура воздуха в помещении, где начнет действовать холодильник? Почему?
  19. Углекислотные огнетушители заряжают сжиженным углекислым газом. Почему при действии огнетушителя из него выходит не струя жидкости, а «углекислый снег» — плотное беловатое облако газа? На чем основано тушение пожара таким огнетушителем?
  20. Почему нельзя пользоваться открытым огнем и допускать появления искр около пустых емкостей, где хранились легковоспламеняющиеся вещества (бензин, эфир, спирт, нефть и т. д.)?
  21. Резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов имеют клапаны для выхода газов. Откуда в резервуарах появляются газы?
  22. Почему при низких температурах для обращения в пар требуется большее количество теплоты, чем при более высоких температурах? Может ли вода кипеть при температуре как меньше 100°С, так и больше?
  23. При перегонке нефти ее нагревают, в результате чего из смеси сначала выделяется бензин, лигроин, а затем уже керосин, соляр и др. Что можно сказать о температуре кипения этих веществ?
  24. Чистый кислород, широко применяемый в народном хозяйстве, получают из жидкого воздуха. Как самым простым способом можно выделить кислород из воздуха, зная, что температура кипения азота и кислорода (основных составляющих воздуха) равны соответственно —196 и —183°С?
  25. Кастрюля-скороварка представляет сосуд, закрытый герметически, из которого пар может выходить только через предохранительный клапан. Почему в таком сосуде вода закипает быстрее?
  26. Потребляя 150 Т угля, тепловая электростанция вырабатывает в котлах 950 Т пара при температуре 560°С. Определите КПД парового котла электростанции. Удельная теплоемкость пара 210 Дж/(кг°С).
  27. В обычных условиях при кипении пузырьки пара поднимаются к свободной поверхности жидкости. Как должно проходить кипение в состоянии невесомости, например, в ИСЗ, на борту которого поддерживается нормальное давление?
  28. Что произойдет, если космонавт, выйдя из корабля в открытый космос, откроет сосуд с водой?


Тепловые двигатели. двигатели внутреннего сгорания
  1. Газ, заключенный в цилиндр, расширяясь, совершил работу. Изменилась ли внутренняя энергия газа, если не было теплообмена с окружающей средой? Обоснуйте.
  2. Почему при сгорании (окислении) горючей смеси давление в цилиндре двигателя сильно увеличивается?
  3. Расширяясь, газ переместил поршень на расстояние 0,5 м. Площадь поршня 0,02 м2, атмосферное давление нормальное (101,3 кПа). Определите: работу газа по проталкиванию поршня; количество теплоты, отданное газу нагревателем. Считайте КПД нагревателя равным 1, а трением пренебрегите.
  4. Во время какого такта закрыты оба клапана в четырехтактном двигателе?
  5. Сколько раз открывается впускной клапан за два оборота коленчатого вала (кривошипа) четырехтактного двигателя?
  6. Каково назначение кулачков распределительного вала? Сколько пар кулачков и клапанов имеет четырехцилиндровый четырехтактный двигатель?
  7. Почему шестерня распределительного вала имеет в 2 раза больше зубцов, чем шестерня коленчатого вала?
  8. Во время образования горючей смеси в карбюраторе температура понижается. Какова причина?
  9. Чем сильнее сжимается горючая смесь в цилиндре карбюраторного двигателя, тем больше его мощность. Однако на практике объем горючей смеси уменьшают только в 7—8 раз. Чем это объяснить?

Турбины
  1. Каким видом энергии является энергия молекул пара, действующего на лопатки турбины?
  2. Для увеличения мощности паровых турбин стараются повысить температуру пара и его давление. Преимущественно какой вид энергии молекул пара увеличивается при повышении температуры? при увеличении давления?
  3. Пар, входящий в турбину, имеет температуру, достигающую нескольких сот градусов. Изменяется ли температура пара в турбине? Какой она будет при выходе из турбины? Почему?
  4. Отработанный пар в паровой турбине охлаждается в градирнях (испарительных устройствах), имеющих форму башни. Какова мощность турбины, если в градирнях испаряется 0,85 м3 охлаждающей воды в секунду? КПД турбины принять равным 30%.


3.5 Электричество

Электризация тел
  1. В кабине бензовоза имеется надпись: «При наливе и сливе горючего обязательно включите заземление». Почему необходимо соблюдать данное требование?
  2. Авиационное топливо в основном электризуется при фильтровании. Изобретение фильтра, при прохождении через который жидкость почти не заряжается, является важной проблемой. Почему такой фильтр должен состоять из двух различных материалов? Какими электрическими свойствами должны обладать эти материалы по отношению к топливу?
  3. С какой целью на взрывоопасном производстве приводные ремни должны быть обработаны антистатической (проводящей) пастой, а шкивы заземлены?
  4. Может ли в ременной передаче электризоваться только ремень, а шкив оставаться незаряженным? Почему? Считайте, что шкив не заземлен.

Дискретность электрического заряда
    1. В электрическом поле между двумя заряженными пластинами находились в равновесии заряженные шарики ничтожных размеров. После того как шарики осветили рентгеновскими лучами, они начали падать. Для восстановления равновесия электрическое поле пришлось усилить в два раза. Чем это вызвано?
    2. Если в опыте Резерфорда взять фольгу толщиной в 2 раза большую, то будет ли изменяться число рассеянных α-частиц под каким-либо определенным углом? Почему?
    3. Влияет ли масса атомных ядер «мишени»-фольги на угол отклонения α-частиц? Почему?
    4. Почему опыт Резерфорда проводился с золотой фольгой, а не с другими металлами, например алюминием?
    5. Как влияет заряд ядра атома «мишени» на угол отклонения α-частиц? Почему?
    6. Если бы удалось сложить плотно друг к другу одни только ядра атомов, то плотность такой упаковки была бы 114•106 т/см3. Объясните причину столь большой плотности.
    7. В твердом состоянии в 1 м3 алюминия содержится 6•1028 атомов, а число атомов свинца в таком же объеме составляет 4•1023, т. е. несколько меньше. Однако плотность алюминия 2700 кг/м3, а плотность свинца 11300 кг/м3, т. е. свинец плотнее алюминия почти в 4,2 раза. Как это можно объяснить?
    8. Под действием радиоактивных лучей молекулы газа расщепляются на положительные и отрицательные частицы. Основываясь на этом свойстве радиоактивных лучей, объясните, почему заряженный электроскоп сравнительно быстро теряет заряд под действием этих лучей.


Сила тока, напряжение, сопротивление

Электрический ток
  1. В лампах дневного света, а также в рекламных газосветных трубках газ светится под действием движущихся зарядов — электро­нов и положительно заряженных частиц. Можно ли движение этих частиц в трубке назвать электрическим током? Почему?
  2. Какие преобразования энергии имеют место при зарядке и разрядке аккумулятора?
  3. С какой целью металлические изделия покрывают тонким слоем другого металла (никель, хром, медь, серебро и др.)? Раствор соли какого металла должен служить электролитом для никелирова­ния? К какому полюсу источника тока нужно присоединить никелируемое изделие?
  4. Используя химическое действие тока, можно покрыть металлическим слоем изделие не только из проводящих материалов, но и из диэлектриков — воска, пластилина, гипса, дерева и др. Как это сделать?

Сила тока
  1. Какое действие тока проявляется в следующих случаях: 1) при включении вентилятора в электросеть он начинает вращаться; 2) при повышении температуры электрического утюга; 3) при получении чистой меди электрическим током?
  2. Вследствие трения о шкив ремень заряжается, причем каждый квадратный метр ремня содержит 0,02 Кл заряда. Ширина ремня 0,3 м, скорость его движения 20 м/с. Представляет ли перемещение зарядов вместе с ремнем электрический ток? Какой заряд проходит ежесекундно через любую неподвижную плоскость, перпендикулярную ремню? Как называют величину, измеряемую таким зарядом? Чему она равна? Считайте, что ремень заряжен положительно.
  3. Электрическая цепь состоит из проводников, имеющих поперечное сечение различной площади. Известно, что сила тока во всех участках цепи, если нет разветвлений, одна и та же. Одинакова ли скорость перемещения электронов в различных участках цепи, которую они приобретают под действием электрического поля источника тока? Почему?

Напряжение
  1. Цепь состоит из источника тока, потребителя электроэнергии (лампы), соединительных проводов и выключателя. На каком участке цепи для перемещения электронов совершается больше работы? Какие силы совершают эту работу? За счет какой энергии совершается эта работа? Как называют величину, измеряемую работой в 1 с, т. е. мощностью при силе тока в спирали электролампы 1А?
  2. На каком полюсе батареи карманного фонаря образуется недостаток электронов? На каком — избыток? За счет какой энергии существует напряжение между полюсами батареи? Зависит ли это напряжение от количества зарядов, накопленных на полюсах? Как?
  3. Какая расходуется энергия, когда создается напряжение между клеммами карманного фонаря «жучок»? генератора ГЭС?

Сопротивление. Закон Ома для участка цепи
  1. Развитие алюминиевой промышленности в нашей стране позволило отказаться от использования медных проводов для воздушных электрических линий. Чем это вызвано?
  2. Клеи обычно являются изоляторами. Чтобы клей проводил электрический ток, в него добавляют порошок серебра. Как вы представляете себе, почему клей при этом становится проводником? Каким образом можно изменять электропроводность такого клея? Будет ли клей проводить ток при любой концентрации частичек серебра?
  3. Органы государственного пожарного надзора не рекомендуют хранить и перевозить бензин и другие легковоспламеняющиеся жидкости в полиэтиленовых канистрах. Для этого лучше пользоваться металлическими сосудами. Чем это вызвано?
  4. Общее сопротивление участка цепи при параллельном соединении проводников меньше сопротивления отдельных проводников. Чем это можно объяснить?
  5. При последовательном соединении проводников их общее сопротивление больше, чем сопротивление каждого из них. Чем это можно объяснить?
  6. Напряжение на клеммах аккумулятора 12 В. Амперметр показывает ток 5,1 А. В цепи три параллельно соединенные лампы с равными сопротивлениями. Определите сопротивление каждой лампы. Начертите схему.
  7. Радиолюбителю нужен резистор сопротивлением 70 кОм. Но у него оказалось три резистора сопротивлениями 100, 50 и 25 кОм. Может ли он составить из них требуемое сопротивление? Если может, то как?
  8. Почему нельзя амперметр подключить параллельно потребителю энергии?
  9. Как изменится показание вольтметра, если к нему последовательно подключить добавочное сопротивление, равное внутреннему сопротивлению самого вольтметра? Объясните.
  10. Сопротивление школьного вольтметра 40 Ом, предел измерения 4 В. Можно ли переделать вольтметр так, чтобы им можно было измерять напряжения до 200 В? Если можно, то как? Объясните..
  11. Почему нельзя допускать короткого замыкания аккумулятора с малым внутренним сопротивлением, например свинцового?

Работа и мощность тока
  1. Напряжение между контактным проводом и землей (рельсами) в электрифицированной железной дороге 25 кВ. Какую работу совершают электрические силы в 1 с при токе в цепи электродвигателей поезда 1 А?
  2. Электродвигатель троллейбуса питается током силой 200 А под напряжением 600 В. Определите мощность двигателя. Какую работу совершает двигатель за 5 ч? Ответ дайте в джоулях и киловатт/часах.
  3. При помощи каких приборов и как можно проверить исправность счетчика электроэнергии? Объясните.
  4. Мощность автомобильного стартера 5,9 кВт. Какой ток проходит через стартер во время запуска двигателя, если напряжение на его клеммах 12 В?
  5. Краны, применяемые на строительстве Саяно-Шушенской ГЭС, способны поднимать бадью массой 25 т со скоростью 2,6 м/с. Определите КПД крана, если электролебедка при подъеме такого груза развивает мощность 670 кВт.
  6. При движении со скоростью 6,44 км/ч электродвигатель аккумуляторного рудничного электровоза развивает мощность 12 кВт. Определите силу тяги электровоза. В каком отношении эксплуатация такого локомотива в рудниках выгоднее, чем других видов транспорта?
  7. Запас хода одного из первых электромобилей 80 км, наибольшая скорость движения 60 км/ч, при которой электродвигатель машины развивает мощность 23 кВт. Какое преимущество перед другими видами городского транспорта с двигателями внутреннего сгорания имеют электромобили?
  8. Скоростной лифт массой 1600 кг поднимается со скоростью 1,0 м/с. Какова мощность электродвигателя, приводящего в движение лифт, если напряжение на его клеммах 380 В, а КПД двигателя 90%? Какова сила тока, потребляемая электродвигателем?
  9. На электроды сварочного станка напряжение подают в зависимости от давления на них. Если давление электродов на деталь меньше, то напряжение между ними должно быть больше и наоборот. Чем можно это объяснить?
  10. В двухлитровом электрическом чайнике мощностью 1000 Вт вода закипает за 20 мин, тогда как в чайнике мощностью 3 кВт это заняло бы 5 мин. Почему невыгодны маломощные приборы? Почему при пользовании такими приборами неизбежен перерасход электроэнергии?
  11. Изменится ли мощность электроплитки, если ее нагревательный элемент, сделанный из нихрома, заменить фехралевым таких же размеров, что и у первого проводника? Если изменится, то как и во сколько раз?
  12. Комнату размером 5x6x3 м обогревает электрический камин мощностью 2 кВт. За сколько времени температура в комнате повысится от 10 до 18 °С? Удельная теплоемкость воздуха 1,0.•103 Дж/(кг•°С), его плотность 1,3 кг/м3.
  13. В электрической печи, сопротивление спирали которой 10 Ом, нагревают 10 кг стальных деталей. До какой температуры нагреются за 20 мин детали, взятые при 0°С, если печь подключить в сеть напряжением 220 В, а ее КПД 30%?
  14. Плавкий предохранитель рассчитан на силу тока 6 А. Можно ли при наличии такого предохранителя включить в сеть напряжением 220В потребитель энергии мощностью 2,4 кВт?
  15. Когда телевизор подключают в сеть напряжением 220В, то вставляют предохранитель, рассчитанный на силу тока 3 А, а если напряжение сети — 127 В, то предохранитель вставляют на 5 А. Чем это объясняется?
  16. На что указывает сильное нагревание выключателей, штепсельных розеток, вилок, клемм и другой электрической арматуры? Какие последствия может иметь это явление. Почему по правилам пожарной безопасности нельзя включать одновременно в сеть электроприборы с суммарной мощностью, превышающей расчетную для данной цепи? К чему это может привести?
  17. Лампы накаливания изготавливают газонаполненными: колба лампы после откачки воздуха заполняется инертным (не поддерживающим горение) газом. Какое это имеет значение для удлинения срока эксплуатации лампы по сравнению с теми, в колбах которых создается только вакуум?

$_SERVER["DOCUMENT_ROOT"]."/cgi-bin/footer.php"; ?>