Спаянный куб подключили в цепь. Сопротивление куба. Эксперимент на измерению сопротивления куба

Цели: обучающая : систематизировать знания и умения учащихся решать задачи ан расчет эквивалентных сопротивлений с помощью моделей, каркасов и т.д.

Развивающая: развитие навыков логического мышления абстрактного мышления, умений заменять схемы эквивалентности, упрощать расчет схем.

Воспитательная: воспитание чувства ответственности, самостоятельности, необходимости навыков приобретенных на уроке в будущем

Оборудование: проволочный каркас куба, тетраэдера, сетки бесконечной цепочки сопротивлений.

ХОД УРОКА

Актуализация:

1. Учитель: “Вспомним последовательное соединение сопротивлений”.

Учащиеся на доске зарисовывают схему.

и записывают

U об =U 1 +U 2

Y об =Y 1 =Y 2

Учитель: вспомним параллельное соединение сопротивлений.

Учащийся на доске зарисовывает элементарную схему:

Y об =Y 1 =Y 2

; для для n равных

Учитель: А теперь будем решать задачи на расчет эквивалентного сопротивления участок цепи представлен в виде геометрической фигуры, либо металлической сетки.

Задача № 1

Проволочный каркас в виде куба, рёбра которого представляют равные сопротивления R. Рассчитать эквивалентное сопротивление между точками А и В. Чтобы рассчитать эквивалентное сопротивление данного каркаса необходимо заменить эквивалентной схемой. Точки 1, 2, 3 имеют одинаковый потенциал, их можно соединить в один узел. А точки (вершины) куба 4, 5, 6 можно соединить в другой узел по той же причине. Учащиеся имеют на каждой парте такую модель. После выполнения описанных действий зарисовывают эквивалентную схему.

На участке АС эквивалентное сопротивление ; на СD ; на DB ; и окончательно для последовательного соединения сопротивлений имеем:

По тому же принципу потенциалы точек А и 6 равны, В и 3 равны. Учащиеся совмещают эти точки на своей модели и получают эквивалентную схему:

Расчёт эквивалентного сопротивления такой цепи прост

Задача № 3

Эта же модель куба, с включением в цепь между точками 2 и В. Учащиеся соединяют точки с равными потенциалами 1 и 3; 6 и 4. Тогда схема будет выглядеть так:

Точки 1,3 и 6,4 имеют равные потенциалы, и ток по сопротивлениям между этими точками не потечёт и схема упрощается до вида; эквивалентное сопротивление которой рассчитывается так:

Задача № 4

Равносторонняя треугольная пирамида, ребро которой имеет сопротивление R. Рассчитать эквивалентное сопротивление при включении в цепь.

Точки 3 и 4 имеют равный потенциал, поэтому по ребру 3,4 ток не потечёт. Учащиеся убирают его.

Тогда схема будет выглядеть так:

Эквивалентное сопротивление рассчитывается так:

Задача № 5

Металлическая сетка с сопротивлением звена равном R. Рассчитать эквивалентное сопротивление между точками 1 и 2.

В точке 0 можно звенья отделить, тогда схема будет иметь вид:

- сопротивление одной половины симметричной по 1-2 точкам. Параллельно ей такая же ветвь, поэтому

Задача № 6

Звезда состоит из 5-и равносторонних треугольников, сопротивление каждого.

Транскрипт

1 Фонд «Талант и успех». Образовательный центр «Сириус». Направление «Наука». прельская физическая смена. 207 год. Часть I.Расчёт сопротивлений Закон Ома. Сопротивление. Последовательное и параллельное соединение.симметричные схемы. Мостики. Преобразование звезда-треугольник. Цепи с перемычками. Бесконечные цепочки и сетки.. Определите эквивалентное сопротивление проволочных структур, представленных на рисунке. Сопротивление каждого звена структуры, т.е. проволочки между узлами вне зависимости от длины равно. а) б) в) г) д) е) ё) 2. Nточек соединены друг с другом одинаковыми проводниками с сопротивлением каждый. Определить эквивалентное сопротивление схемы между двумя соседними точками. 3. В мосте Уитстона сопротивления подбирают таким образом, что чувствительный гальванометр показывает нуль. а) Считая сопротивления, 2 и r известными, определите величину сопротивления rx. б)если поменять местами батарею и гальванометр, то снова получится мостовая схема. Сохранится ли баланс в новой схеме? 4. Найдите эквивалентное сопротивление участка цепи. а) 2 б) 2 в) Определите эквивалентное сопротивление участка цепи,содержащего перемычки с пренебрежимо малым сопротивлением. а) б) Электрическая цепь составлена из семи последовательно соединенных резисторов = ком, 2 = 2 ком, 3 = 3 ком, 4 = 4 ком, 5 = 5 ком, 6 = 6 ком, 7 = 7 ком и четырех перемычек. На вход подается напряжение U = 53,2 В. Укажите резисторы, через которые протекают минимальный и максимальный токи, и определите значения этих токов.

2 Фонд «Талант и успех». Образовательный центр «Сириус». Направление «Наука». прельская физическая смена. 207 год. 7. Цепь, состоящая из трех резисторов и четырех одинаковых перемычек (две нижние соединены параллельно), подключена к источнику с напряжением U = 0 В. Считая известными = 3 Ом,определите силу тока в перемычке В. Сопротивление перемычек гораздо меньше сопротивления резисторов. U 2 В 8. Куб собран из одинаковых резисторов, имеющих сопротивления. Два резистора заменены на идеальные перемычки, как указано на рисунке. Найдите общее сопротивление получившейся системы между контактами и B. Какие резисторы из оставшихся можно убрать, и это не изменит общее сопротивление системы? Если известно, что через большинство резисторов в схеме течет ток I = 2, какой общий ток входит в систему в узле? Какой ток течет через идеальную перемычку `? ` K M C L В В` 9. Определите сопротивление проволочной сетки между указанными выводами. Рамка, выделенная толстой линией, имеет пренебрежимо малое сопротивление. Сопротивлениекаждого из остальных звеньев сетки равно. 0. Определите эквивалентное сопротивление полубесконечных цепочек резисторов, представленных на рисунке. 2 2 а) б) в) Определите эквивалентное сопротивление бесконечноразветвляющейся цепочки, состоящей из резисторов с сопротивлением. 2. Бесконечная сетка с квадратными ячейками изготовлена из проволоки. Сопротивление каждого ребра сетки равно. На рисунке C середина ребра B. Известно, что при подключении омметра между точками и B он показывает сопротивление /2. Какое сопротивление покажет омметр, подключенный между точками и C? 3. Определите сопротивление бесконечных плоских сеток с сопротивлением одной стороны ячейки, измеренное между узлами и В. а) б) в) В В В 4. Определите сопротивление бесконечной объемной кубической сетки с сопротивлением одной стороны ячейки, измеренное между соседними узлами и В.

3 Фонд «Талант и успех». Образовательный центр «Сириус». Направление «Наука». прельская физическая смена. 207 год. 5. Пустотелый металлический шар имеет радиус r = 0 см и толщину стенок d = мм. Он изготовлен из меди, за исключением полоски на "экваторе" шириной a = 2 мм, которая выполнена из алюминия. Когда на "полюса" шара было подано напряжение U = 0, мв, через него пошел ток I = 5,2. Опыт повторили с другим шаром, у которого вместо алюминиевой полоски была железная. Какой ток пойдет через этот шар? Удельное сопротивление алюминия 0,03 Ом мм 2 /м, железа 0,0 Ом мм 2 /м. 6. Кольцо радиуса r = 0 см изготовлено из проволоки сечением S = 5 мм 2. Материал проволоки неоднороден и его удельное сопротивление зависит от угла φ так, как показано на графике. Сопротивление между всевозможными парами точек кольца измеряют омметром. Какое максимальное сопротивление может быть получено при таких измерениях?

4 Фонд «Талант и успех». Образовательный центр «Сириус». Направление «Наука». прельская физическая смена. 207 год. Измерения силы тока и напряжения. мперметр, вольтметр и омметр. Часть II.Измерительные приборы. Определите неизвестные параметры электрической цепи. (Приборы считать идеальными). U 0 2 а) U 0 = 24 B = 2 I -? U v-? б) 2 U I 4 = = 2 2 = 3 3 = 2 4 = 20 5 = 0 U-? I 6 =? 2. Определите показание амперметра в изображенной на рисунке цепи. Напряжение источника U =,5 В, сопротивление каждого резистора = ком. 3. На участке цепи, схема которого приведена на рисунке, включены резисторы с сопротивлениями = 6 Ом, 2 = 3 Ом, 3 = 5 Ом, 4 = 8 Ом. Показания первого амперметра I = 0,. Найдите показания второго амперметра. 4. По известным показаниям приборов определите неизвестные. Сопротивления амперметров считать гораздо меньшим, чем сопротивление резисторов. Приборы одинаковые. 6 а) б) в) В 5 B 5 2 3В г) д) B Как будут изменяться показания идеальных приборов при перемещении ползунка реостата/потенциометра в направлении, указанном стрелкой или при размыкании ключа? 3 а) б) в) г) Ɛ,r Ɛ,r 6. Схема собрана из некоторого количества различающихся между собой резисторов, реостата, идеальных батарейки, вольтметра и амперметра. Ползунок реостата сдвигают, немного увеличивая его сопротивление. В какую сторону изменятся показания вольтметра и амперметра?

5 Фонд «Талант и успех». Образовательный центр «Сириус». Направление «Наука». прельская физическая смена. 207 год. 7. Определите показания вольтметра, подключенного между двумя узлами фрагмента электрической цепи, если показания амперметров и 3 равны I = 2, I3 = 9 соответственно, а сопротивление резисторов = 0 Ом. I2 I3 I 8. Электрическая цепь в форме тетраэдра содержит четыре одинаковых резистора, идеальный источник постоянного напряжения и идеальный амперметр, который показывает силу тока I = 2. Если заменить амперметр идеальным вольтметром, он покажет напряжение U = 2 В. Определите напряжение U0 источника и сопротивление одного резистора. 9. Электрическая цепь представляет собой сетку, состоящую из одинаковых звеньев, имеющих одинаковые сопротивления. Одно из звеньев заменено на идеальный вольтметр. На схему подано напряжение U0 = 9,7 В. Найдите показание вольтметра. U0 0. Электрическая цепь представляет собой сетку, состоящую из одинаковых звеньев, имеющих одинаковые сопротивления. Одно из звеньев заменено на идеальный вольтметр. На схему подано напряжение U0 = 73 В. Найдите показание вольтметра. U0. Экспериментатор из нескольких одинаковых резисторов и одинаковых вольтметров собрал схему, изображенную на рисунке. Чему будет равна сумма показаний всех вольтметров, если на контакты В подать напряжение U = 6 В. Сопротивление вольтметров гораздо больше сопротивления резисторов. 2. Участок схемы состоит из неизвестных сопротивлений. Как, имея источник, идеальные амперметр и вольтметр, соединительные провода с нулевым сопротивлением, измерить сопротивление, подключенного к точкам и B, не разрывая ни одного контакта в схеме? W C K В N D C L E D F G 3. Знаток физики собрал схему из трех одинаковых резисторов, подключил ее к источнику постоянного напряжения (который можно считать идеальным) и измерил вольтметром напряжение сначала между точками и D, а потом между точками и B. У него получилось U = 3 В и U2 = 0,9 В соответственно. Тогда знаток физики соединил точки и C проводом (сопротивлением которого можно пренебречь) и измерил напряжение между точками B и D. Что он получил? 4. Схема, приведенная на рисунке, содержит 50 разных амперметров и 50 одинаковых вольтметров. Показания первого вольтметра U = 9,6 В, первого амперметра I = 9,5 м, второго амперметра I2 = 9,2 м. Определите по этим данным сумму показаний всех вольтметров. 5. Если к батарее подключен только первый вольтметр, то он показывает 4 В. Если подключен только второй - то он показывает 4,5 В. Если к батарее подключены последовательно оба этих вольтметра, то вместе они показывают 5 В. Какими будут показания этих двух вольтметров, если их подключить к этой же батарее параллельно? 2 B

6 Фонд «Талант и успех». Образовательный центр «Сириус». Направление «Наука». прельская физическая смена. 207 год. 6. Электрическая цепь состоит из двух одинаковых вольтметров, и двух амперметров. Их показания U = 0 В, U2 = 20 В, I = 50 м, I2 = 70 м соответственно. Определите сопротивление резистора, получив ответ в общем виде. 7. Электрическая цепь состоит из батарейки, шести резисторов, значения сопротивлений которых = Ом, 2 = 2 Ом, 3 = 3 Ом, 4 = 4 Ом, и трех одинаковых амперметров, внутреннее сопротивление r которых мало. Вычислите показания амперметров, если напряжение батарейки U = 99 В. 8. Найдите показания одинаковых вольтметров. Сопротивления вольтметров гораздо больше сопротивлений резисторов = 0 Ом. Напряжение на входе U = 4,5 В. 9. К батарее с ЭДС Ɛ = 9 В и неизвестным внутренним сопротивлением подключены последовательно амперметр и вольтметр. Сопротивления приборов неизвестны. Если параллельно вольтметру включено сопротивление (его величина тоже неизвестна), то показание амперметра вдвое увеличивается, а показание вольтметра вдвое уменьшается. Каким стало показание вольтметра после подключения сопротивления? 20. Определите показания одинаковых омметров в схемах, представленных на рисунке.сопротивление каждого из резисторов в схемах равно. а) б) в) 2. Электрическая цепь представляет собой сетку, состоящую из одинаковых звеньев, имеющих одинаковые сопротивления. Два из звеньев заменены на одинаковые омметры. Найдите показания омметров. 22. Определите сумму показаний омметров в схеме, представленной на рисунке. Ɛ,r Ɛ 2,r Из одинаковых омметров собрали цепь, изображённую на рисунке. Один из приборов показывает сопротивление = 2000 Ом. Определите сумму показаний двух оставшихся омметров. 24. Построить график зависимости показаний правого омметра в зависимости от сопротивления реостата, которое может изменяться в пределах от 0 до 2. Собственное сопротивление омметра. Омметры считать одинаковыми. 0-2

7 Фонд «Талант и успех». Образовательный центр «Сириус». Направление «Наука». прельская физическая смена. 207 год. Часть III.Источники напряжения. Нелинейные элементы Закон Джоуля-Ленца. Источники напряжения. Электродвижущая сила источника тока. Закон Ома для полной цепи. Соединения источников тока. Нелинейные элементы.. Схема, изображенная на рисунке, собрана из одинаковых лампочек и подключена к источнику напряжения. Расположите лампочки в порядке возрастания яркости. 2. К регулируемому источнику напряжения подключена схема из четырех резисторов, как показано на рисунке. мперметр показывает ток 2,5. На двух резисторах выделяется мощность 50 Вт, на других двух 200 Вт. Ключ K замыкают, а напряжение источника изменяют так, чтобы амперметр опять показывал 2,5. Какие мощности будут выделяться на резисторах после этого? 3. Цепочка из двух последовательно соединённых резисторов подключена к источнику постоянного напряжения U = 2 В. Сопротивление одного из них = 4 Ом. При каком значении сопротивления 2 второго резистора тепловая мощность, выделяющаяся на нём, будет максимальна? Найти эту максимальную мощность. 4. Имеются одинаковые резисторы, имеющие форму правильного цилиндра. Боковая поверхность каждого резистора хорошо теплоизолирована, и при его нагревании теплоотдача происходит только через торцы. Один из резисторов подсоединили к идеальной батарее. При этом он нагрелся до температуры t = 38 C. Потом к этой батарее последовательно подключили три таких резистора, плотно совместив их торцы и обеспечив хороший электрический контакт. До какой температуры нагреются резисторы? Комнатная температура t0 = 20 C. Мощность теплоотдачи пропорциональна разности температур резистора и окружающей среды. Сопротивление резисторов при нагревании не изменяется. 5. Цилиндрический проводник радиуса r состоит из двух однородных участков с удельными сопротивлениями ρ и ρ2 и соединяющего их неоднородного участка длины L. Какая тепловая мощность выделяется в неоднородном участке, если напряжение на ρ ρ 2 2r единицу длины проводника с удельным сопротивлением ρ равно u и L удельное сопротивление неоднородного участка линейно меняется от ρ до ρ2? 6. К идеальному источнику тока подключен резистор сопротивлением. Напряжение источника равно U. Оказалось, что температура резистора T зависит от времени t как T = T0 + αt (T0 и α известные константы). Резистор имеет массу m и изготовлен из вещества с удельной теплоемкостью c. Чему равна тепловая мощность, отдаваемая резистором в окружающую среду? 7. Сопротивление резистора линейно растет с температурой, а мощность теплоотдачи с его поверхности прямо пропорциональна разности температур резистора и окружающей среды. Если пропускать через резистор очень малый ток, его сопротивление равно 0. Когда величина тока, протекающего через резистор, приближается к I0, резистор быстро разогревается и плавится. Какое напряжение будет на резисторе, если через него пропустить ток I0/2? 8. К резистору, сопротивление которого зависит от температуры по закону (t) = 0 (+ αt), где t температура в С, αи 0 - неизвестные коэффициенты, подключают источник тока. Через некоторое время источник отключают от резистора. График зависимости температуры резистора от времени показан на рисунке. Мощность теплоотдачи резистора в окружающую среду пропорциональна разности температур резистора и окружающей среды: P = βt,гдеβ неизвестный коэффициент. Считая, что температура резистора одинакова во всех его точках, найдитеα.

8 Сейчас не удается отобразить рисунок. Фонд «Талант и успех». Образовательный центр «Сириус». Направление «Наука». прельская физическая смена. 207 год. 9. Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление эквивалентного источника (Ɛэ = φ φb) Ɛ Ɛ 2 а) б) в) 2r r B 2 r B Ɛ Ɛ r г) д) r е) 2Ɛ B B Ɛ Ɛ r Ɛ 2 Ɛ r B Ɛ r 2Ɛ Ɛ B r 0. Имеется цепь, содержащая N = 000 одинаковых источников тока с ЭДС Ɛ и внутренним сопротивлением r каждый. Между точками иb(на дуге СВ) находится m источников тока. Найдите разность потенциалов между точками и B. Какой будет эта разность потенциалов, если элементы будут обращены друг к другу одноименными полюсами?. Экспериментатор собрал электрическую цепь, состоящую из разных батареек с пренебрежимо малыми внутренними сопротивлениями и одинаковых плавких предохранителей, сопротивление которых тоже очень мало, и нарисовал ее схему (предохранители на схеме обозначены черными прямоугольниками). Экспериментатор помнит, что в тот день при проведении опыта все предохранители остались целыми. Напряжения некоторых батареек известны. Восстановите неизвестные значения напряжений. 2. На рисунке приведены идеализированные вольтамперные характеристики диода и резистора. Постройте вольтамперную характеристику участка цепи, содержащего диод и резистор, соединенные: а) параллельно; б) последовательно. I0 0 I U0 2U0 D U 3. На рисунке приведены идеализированные вольтамперные характеристики диода и резистора. Постройте вольтамперную характеристику участка цепи, содержащего диод и два резистора. -0,4-0,2 3,0 2,0,0 0 -,0 I, D 0,2 0,4 0,6 U, В а) б) 4. На рисунке приведены вольтамперные характеристики резистора и участка цепи, состоящего из резистора и нелинейного элемента, соединенных: а) последовательно; б) параллельно. -0,4-0,2 3,0 2,0,0 0 I, Σ 0,2 0,4 0,6 U, В Постройте вольтамперную характеристику нелинейного элемента. -,0 0,5 5. Определите, через какой нелинейный элемент пойдёт больший ток, 2 0,4 если его подключить к источнику с U0 = 0,5 В и r = Ом. 3 0,3 0,2 I, 0, 0 0, 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 U,В

9 Фонд «Талант и успех». Образовательный центр «Сириус». Направление «Наука». прельская физическая смена. 207 год. 6. Найдите величину тока, идущего через диод, в цепи, представленной на рисунке.напряжение идеального источника U и сопротивление известны. 4 U 2 7. В одно из плеч моста включён нелинейныйэлементx,для которого зависимость силы тока Ix от приложенного напряжения Ux дается формулой:ix = Ux 3, где = 0,25 /В 3. Найти мощность Nx,выделяющуюсяна нелинейном элементе в условиях, когда ток через гальванометр Г отсутствует. Сопротивления остальных плеч моста = 2 Ом, 2 = 4 Ом и 3 = Ом. 8. Когда в настольную лампу вставили лампочку, на которой рассеивается мощность W = 60 Вт, то оказалось, что на соединительных проводах лампы рассеивается мощность W2 = 0 мвт. Какая мощность будет рассеиваться на соединительных проводах, если поставить лампочку мощностью W3 = 00 Вт? Напряжение в сети в обоих случаях считать равным U = 220 В. 9. Сопротивление элемента X меняется в зависимости от напряжения на нем. Если напряжение U < Uкр, то сопротивление равно, а при U > Uкр сопротивление равно 2. Из трех элементов X собирают схему, показанную на рисунке. Найдите зависимость тока через схему от напряжения на ней. 20. Напряжение источника, подключенного к цепи, состоящей из одинаковых резисторов сопротивлением = Ом и нелинейного элемента, можно изменять. Зависимость показаний амперметра от напряжения источника задана на графике. Положительное направление тока задано на схеме электрической цепи. Восстановите по этим данным вольтамперную характеристику нелинейного элемента. 2. Электрическая цепь, схема которой представлена на рисунке, содержит три одинаковых резистора = 2 = 3 = и три одинаковых диода D, D2, D3. Вольтамперная характеристика диода представлена на графике. Определите силу тока через амперметр I в зависимости от напряжения UВ между точками и В. мперметр идеальный. Постройте график зависимости I от UB, указав значения тока и напряжения в характерных точках. 22. В вашем распоряжении имеется неограниченное количество резисторов произвольного сопротивления и диодов. Диоды пропускают ток только в одном направлении, при этом падение напряжения на них равно В (см. рис. а). Какую схему нужно собрать, чтобы она имела такую зависимость тока от напряжения, как показано на рис. б? Постарайтесь использовать как можно меньше элементов. Контрольная работа. Постоянный ток. на 0 Ом (на одном из параллельно соединённых резисторов) 2. 3/30

10 3. 0/ м 5. 4 м Фонд «Талант и успех». Образовательный центр «Сириус». Направление «Наука». прельская физическая смена. 207 год.

Электричество. Постоянный ток. Кирхгоф Задача 1. Электрическая цепь (см. рисунок) состоит из двух одинаковых вольтметров и двух амперметров. Их показания: U 1 = 10.0 В, U 2 = 10.5 В, I 1 = 50 ма, I 2 =

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Содержание Электрические цепи 1 Всероссийская олимпиада школьников по физике................... 1 2 Московская физическая олимпиада...........................

Мастер-класс «Электродинамика. Постоянный ток. Работа и мощность тока». 1. По проводнику течёт постоянный электрический ток. Величина заряда, проходящего через проводник, возрастает с течением времени

1 Постоянный электрический ток Справочные сведения. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛЫ ТОКА Пусть через некоторую поверхность, площадь которой S, перпендикулярно ей, за время проходит заряд q. Тогда силой тока называется

Вариант 1 Начальный уровень 1. На рисунке изображен график зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах. Чему равно сопротивление проводника? А. 8 Ом. Б. 0,125 Ом. В. 16 Ом. Г. 2 Ом.

С1.1. На фотографии изображена электрическая цепь, состоящая из резистора, реостата, ключа, цифровых вольтметра, подключенного к батарее, и амперметра. Используя законы постоянного тока, объясните, как

На рисунке показана цепь постоянного тока. Внутренним сопротивлением источника тока можно пренебречь. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать (

Задание 12. 1. На рисунке изображена схема электрической цепи, состоящей из трёх резисторов и двух ключей К1 и К2. К точкам А и В приложено постоянное напряжение. Максимальное количество теплоты, выделяемое

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Нелинейные элементы Вольт-амперная характеристика нелинейного элемента электрической цепи является нелинейной функцией. Задача 1. (Всеросс., 1993, финал, 9)

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Вычисление сопротивлений Задача 1. («Курчатов»016, 8) В лаборатории есть два куска медной проволоки одинакового поперечного сечения. Сопротивление этих кусков,

189 1) В каждом узле цепи сумма втекающих токов равна сумме вытекающих токов, иными словами, алгебраическая сумма всех токов в каждом узле равна нулю. 2) В любом замкнутом контуре, произвольно выбранном

Вариант 1 1. Сила тока в проводнике равномерно нарастает от 0 до 3 А в течение 10 с. Определить заряд, прошедший в проводнике за это время. Ответ: 15Кл. 2. Три батареи аккумуляторов с ЭДС 12 В, 5 В и 10

1. Сила тока в проводнике равномерно нарастает от 0 до 3 А в течение 10 с. Определить заряд, прошедший в проводнике за это время. Ответ: 15Кл. 2. Три батареи аккумуляторов с ЭДС 12 В, 5 В и 10 В и одинаковыми

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина Специализированный учебно-научный центр Летняя школа 2019 Физика Разбор задач и критерии проверки Задача 1.Найти сопротивление

Занятие 19 Постоянный ток. Соединения проводников Задача 1 Перенос вещества происходит в случае прохождения электрического тока через: 1) Металлы и полупроводники 2) Полупроводники и электролиты 3) Газы

В схеме на рисунке сопротивление резистора и полное сопротивление реостата равны R, ЭДС батарейки равна E, её внутреннее сопротивление ничтожно (r = 0). Как ведут себя (увеличиваются, уменьшаются, остаются

Отложенные задания (69) Общее сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, равно 9 Ом. Сопротивления резисторов R 1 и R 2 равны. Чему равно сопротивление каждого резистора? 1) 81 Ом 2) 18 Ом 3)

И. В. Яковлев Материалы по физике MthUs.ru Правила Кирхгофа В статье «ЭДС. Закон Ома для полной цепи» мы вывели закон Ома для неоднородного участка цепи (то есть участка, содержащего источник тока): ϕ

С1.1. На рисунке приведена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, реостата, трансформатора, амперметра и вольтметра. В начальный момент времени ползунок реостата установлен посередине

Физика 8.1-8.2. Примерный банк заданий Часть 1. Постоянный ток 1. На рисунке приведён участок электрической цепи, по которому течёт ток. В каком из проводников сила тока наименьшая? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

«ЗАКОНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА». Электрическим током называют упорядоченное направленное движение заряженных частиц. Для существования тока необходимы два условия: Наличие свободных зарядов; Наличие внешнего

Средний уровень Решите устно Задания по теме «Расчет электрических цепей» 8 класс 5.. Резисторы с сопротивлением 5 Ом и 0 Ом соединены один раз последовательно, другой - параллельно. В каком случае их

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ ПРОВОДНИКОВ Цель работы: изучение методов измерения сопротивлений, изучение законов электрического тока в цепях с последовательным и параллельным соединением

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Самоиндукция Пусть через катушку протекает электрический ток I, изменяющийся со временем. Переменное магнитное поле тока I порождает вихревое электрическое поле,

Задания 15 по физике 1. Электрическая цепь состоит из источника постоянного напряжения с ЭДС = 40 В и внутренним сопротивлением r=2 Ом, резистора с переменным сопротивлением и амперметра. На каком из приведенных

Иркутский государственный технический университет Кафедра общеобразовательных дисциплин ФИЗИКА Лабораторная работа 3.3. «Определение неизвестных сопротивлений при помощи мостовой схемы» доц. Щепин В.И.

Измерение мощности и работы тока в электрической лампе. Цель работы: Научиться определять мощность и работу тока в лампе. Оборудование: Источник тока, ключ, амперметр, вольтметр, лампа, секундомер. Ход

ФИЗИК, 11 класс, УМК 2 Вариант 1, Октябрь 2012 Краевая диагностическая работа по ФИЗИКЕ Вариант 1 Часть 1 При выполнении заданий 1 7 в бланке ответов 1 под номером выполняемого задания поставьте знак «х»

Постоянный электрический ток. Сила тока Постоянный электрический ток. Напряжение Закон Ома для участка цепи Электрическое сопротивление. Удельное сопротивление вещества Электродвижущая сила. Внутреннее

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Мощность тока Задача 1. («Курчатов», 2017, 8) С помощью электромотора груз массой 50 кг поднимают вверх. При этом груз движется с постоянной скоростью 3,5 см/с.

Юльметов А. Р. Постоянный электрический ток. Электрические измерения Методические указания к выполнению лабораторных работ Оглавление P3.2.4.1. Амперметр как омическое сопротивление в цепи.............

Pdf - файл pitf.ftf.nstu.ru => Преподаватели => Суханов И.И. Лабораторная работа 11 Изучение работы источника постоянного тока Цель работы для цепи «источник тока с нагрузкой» экспериментально получить

Тест по физике 1 вариант A1. Если при неизменном напряжении на концах проводника увеличить сопротивление проводника в 2 раза, то сила тока в проводнике 1) не изменится 3) уменьшится в 2 раза 2) увеличится

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Содержание Электрические цепи 1 Всероссийская олимпиада школьников по физике................... 1 2 Московская олимпиада школьников по физике....................

Московский физико-технический институт Эквивалентные преобразования электрических цепей. Методическое пособие по подготовке к олимпиадам. Составитель: Паркевич Егор Вадимович Москва 2014 Введение. В электротехнике

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Мощность тока Задача 1. Резисторы с сопротивлениями 2R и 3R соединены последовательно и подключены к источнику постоянного напряжения U. Найдите мощность, выделяющуюся

ПОСТОЯННЫЙ ТОК 2008 Цепь состоит из источника тока с ЭДС 4,5В и внутренним сопротивлением r=,5oм и проводников сопротивлением =4,5 Oм и 2= Oм Работа, совершенная током в проводнике за 20 мин, равна r ε

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Вычисление сопротивлений Задача 1. (МОШ, 2014, 9 10) Имеются 10 резисторов сопротивлением 1 ком. Нарисуйте схему электрической цепи, сопротивление которой как

Государственное высшее учебное заведение «ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра физики ОТЧЁТ по лабораторной работе 49 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОЩНОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО

Незаряженные стеклянные кубики 1 и 2 сблизили вплотную и поместили в электрическое поле положительно заряженного шара, как показано в верхней части рисунка. Затем кубики раздвинули и уже потом убрали заряженный

I вариант Тест по теме "Постоянный электрический ток". 1. Для возникновения тока в проводнике необходимо, чтобы... А - на его свободные заряды в определенном направлении действовала сила. Б - на его свободные

Задача 1 Демонстрационный вариант отборочного этапа Электроника 9 класс Как изменится сила взаимодействия между двумя точечными зарядами, если увеличить расстояние между ними в 2 раза? 1 уменьшится в 2

Нурушева Марина Борисовна старший преподаватель кафедры физики 023 НИЯУ МИФИ Электрический ток Электрический ток это направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц. Условия существования электрического

Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования «МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРОДОВОЛЬСТВИЯ» Кафедра физики ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ МОСТИКОМ

Федеральное агентство по образованию РФ Ухтинский государственный технический университет 4 Измерение сопротивления на постоянном токе Методические указания к лабораторной работе для студентов всех специальностей

Министерство образования Российской Федерации ГОУ ВПО УГТУ-УПИ Кафедра физики ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ ПО ФИЗИКЕ ТЕМА: ЗАКОНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ЗАДАНИЯ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 Изучение электропроводности металлов Теоретическое введение Электропроводность металлов Если на концах проводника поддерживается постоянная разность потенциалов, то внутри проводника

1 вариант 1. Определите силу тока и падение напряжения на проводнике R1 электрической цепи, изображенной на рисунке 121, если R1 = 2 Ом, R2 = 4 Ом, R3 = 6 Ом, ЭДС аккумулятора Ε = 4 В, его внутреннее сопротивление

Работа электрического тока, мощность, закон Джоуля Ленца 1. Чему равно время прохождения тока силой 5 А по проводнику, если при напряжении на его концах 120 В в проводнике выделяется количество теплоты,

Объяснение явлений 1. На рис. 1 приведена схема установки, с помощью которой исследовалась зависимость напряжения на реостате от величины протекающего тока при движении ползунка реостата справа налево.

Сила тока и заряд.. Сила тока в лампочке от карманного фонаря I = 0,3 А. Сколько электронов N проходит через поперечное сечение нити накала за время t = 0, c?.3. Какой заряд q пройдет по проводнику сопротивлением

Лабораторная работа Измерение сопротивления проводников мостиком Уитстона Оборудование: реохорд, набор неизвестных сопротивлений, гальванометр, источник постоянного тока, два ключа, магазин сопротивлений.

Лабораторная работа 3.3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОЩНОСТИ И КПД ИСТОЧНИКА ПОСТОЯННОГО ТОКА ОТ ВНЕШНЕЙ НАГРУЗКИ 3.3.. Цель работы Целью работы является знакомство с компьютерным моделированием цепей постоянного

Физика. 8 класс. Демонстрационный вариант 2 (90 минут) 1 Диагностическая тематическая работа 2 по подготовке к ОГЭ по ФИЗИКЕ по теме «Постоянный ток» Инструкция по выполнению работы На выполнение диагностической

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ

Электродинамика 1. При подключении резистора с неизвестным сопротивлением к источнику тока с ЭДС 10 В и внутренним сопротивлением 1 Ом напряжение на выходе источника тока равно 8 В. Чему равна сила тока

Решение задач по теме «Электродинамика» Захарова В.Т., учитель физики МАОУ СОШ 37 Задание 14. Пять одинаковых резисторов с сопротивлением 1 Ом соединены в электрическую цепь, через которую течёт ток I

Цель работы: познакомиться с одним из методов измерения электрического сопротивления резисторов. Проверить правила сложения сопротивлений при различных способах соединения резисторов. Задача: собрать схему

ПОДГОТОВКА к ОГЭ ЧАСТЬ 1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ 1.Два точечных заряда будут притягиваются друг к другу, если заряды 1.одинаковы по знаку и любые по модулю 2.одинаковы по знаку и обязательно одинаковы по

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа 4» г. Сергиев Посад Лабораторная работа «Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока» 10 «А» класс

Тест по физике Законы электрического тока 8 класс 1 вариант 1. В каких единицах измеряют силу тока? 1) В кулонах (Кл) 2) В амперах (А) 3) В омах (Ом) 4) В вольтах (В) 2. Известно, что через поперечное

Тема 12. Постоянный электрический ток 1. Электрический ток и сила тока Имеющиеся в веществе свободные носители заряда (электроны и/или ионы) в обычном состоянии движутся хаотично. Если создать внешнее

При выполнении заданий 1 7 в поле ответа запишите одну цифру, которая соответствует номеру правильного ответа. 1 На рисунке изображены два одинаковых электрометра, шары которых имеют заряды противоположных

65 7. ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК 7. Электрический ток, сила и плотность тока Электрическим током называется упорядоченное (направленное) движение электрических зарядов. Сила тока скалярная физическая

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра «Общая физика и физика нефтегазового производства»

Отложенные задания (25) В области пространства, где находится частица с массой 1 мг и зарядом 2 10 11 Кл, создано однородное горизонтальное электрическое поле. Какова напряжённость этого поля, если из

Лабораторная работа 1 Измерение выталкивающей силы научиться измерять выталкивающую силу, действующую на тела разной формы, погруженные в воду. Приборы и материалы: тела цилиндрической, кубической и неправильной

Для развития творческих способностей учащихся представляют интерес задачи на решение резисторных схем постоянного тока методом равнопотенциальных узлов. Решение этих задач сопровождается последовательным преобразованием исходной схемы. Причём наибольшее изменение она претерпевает после первого шага, когда используется данный метод. Дальнейшие преобразования связаны с эквивалентной заменой последовательных или параллельных резисторов.

Для преобразования цепи пользуются тем свойством, что во всякой цепи точки с одинаковыми потенциалами можно соединять в узлы. И наоборот: узлы цепи можно разделить, если после этого потенциалы точек, входящих в узел, не изменятся.

В методической литературе часто пишут так: если схема содержит проводники с одинаковыми сопротивлениями, расположенными симметрично относительно какой-либо оси или плоскости симметрии, то точки этих проводников, симметричные относительно этой оси или плоскости, имеют одинаковый потенциал. Но вся сложность в том, что такую ось или плоскость никто на схеме не обозначает и отыскать её непросто.

Предлагаю другой, упрощённый способ решения подобных задач.

Задача 1 . Проволочный кубик (рис. 1) включён в цепь между точками А к В.

Найдите его общее сопротивление, если сопротивление каждого ребра равно R.

Поставим кубик на ребро АВ (рис. 2) и "распилим" его на две параллельные половинки плоскостью АА 1 B 1 В , проходящей через нижнее и верхнее ребро.

Рассмотрим правую половинку куба. Учтём, что нижнее и верхнее ребро расщепились пополам и стали в 2 раза тоньше, а их сопротивления увеличились в 2 раза и стали по 2R (рис. 3).

1) Находим сопротивление R 1 трёх верхних проводников, соединённых последовательно:

4) Находим общее сопротивление этой половинки куба (рис. 6):

Находим общее сопротивление куба:

Получилось сравнительно просто, понятно и доступно для всех.

Задача 2 . Проволочный кубик подключён в цепь не ребром, а диагональю АС любой грани. Найдите его общее сопротивление, если сопротивление каждого ребра равно R (рис. 7).

Снова ставим кубик на ребро АВ. "Распиливаем" кубик на две параллельные половинки той же вертикальной плоскостью (см. рис. 2).

Опять рассматриваем правую половинку проволочного куба. Учитываем, что верхнее и нижнее ребро расщепились пополам и их сопротивления стали по 2R .

С учётом условия задачи имеем следующее соединение (рис. 8).

Рассмотрим классическую задачу. Дан куб, рёбра которого представляют собой проводники с каким-то одинаковым сопротивлением. Этот куб включается в электрическую цепь между всевозможными его точками. Вопрос: чему равно сопротивление куба в каждом из этих случаев? В данной статье репетитор по физике и математике рассказывает о том, как решается эта классическая задача. Присутствует также видеоурок, в котором вы найдёте не только подробное объяснение решения задачи, но и реальную физическую демонстрацию, подтверждающую все вычисления.

Итак, куб может быть включен в цепь тремя различными способами.

Сопротивление куба между противоположными вершинами

В этом случае ток, дойдя до точки A , распределяется между тремя рёбрами куба. При этом, поскольку все три ребра эквивалентны с точки зрения симметрии, ни одному из рёбер нельзя придать большую или меньшую «значимость». Поэтому ток между этими рёбрами должен распределиться обязательно поровну. То есть сила тока в каждом ребре равна :

В результате получается, что падение напряжения на каждом из этих трёх рёбер одинаково и равно , где — сопротивление каждого ребра. Но падение напряжение между двумя точками равно разности потенциалов между этими точками. То есть потенциалы точек C , D и E одинаковы и равены . Из соображений симметрии потенциалы точек F , G и K также одинаковы.

Точки с одинаковым потенциалом можно соединять проводниками. Это ничего не изменит, потому что по этим проводникам всё равно не потечёт никакой ток:

В результате получим, что рёбра AC , AD и AE T . Точно также рёбра FB , GB и KB соединятся в одной точке. Назовём её точкой M . Что касается оставшихся 6 рёбер, то все их «начала» окажутся соединены в точке T , а все концы — в точке M . В результате мы получим следующую эквивалентную схему:

Сопротивление куба между противолежащими углами одной грани

В данном случае эквивалентными являются рёбра AD и AC . По ним потечёт одинаковый ток . Кроме того, эквивалентными также являются KE и KF . По ним потечёт одинаковый ток . Ещё раз повторим, что ток между эквивалентными рёбрами должен распределиться поровну, в противном случае нарушится симметрия:

Таким образом, в данном случае одинаковым потенциалом обладают точки C и D , а также точки E и F . Значит эти точки можно объединить. Пусть точки C и D объединятся в точке M , а точки E и F — в точке T . Тогда получится следующая эквивалентная схема:

На вертикальном участке (непосредственно между точками T и M ) ток не течёт. Действительно, ситуация аналогична уравновешенному измерительному мосту . Это означает, что данной звено можно исключить из цепи. После этого посчитать общее сопротивление не составит труда:

Сопротивление верхнего звена равно , нижнего — . Тогда общее сопротивление равно:

Сопротивление куба между прилежащими вершинами одной грани

Это последний возможный вариант подключения куба в электрическую цепь. В этом случае эквивалентными рёбрами, через которые будет течь одинаковый ток, являются рёбра AC и AD . И, соответственно, одинаковые потенциалы будут иметь точки C и D , а также симметричные им точки E и F :

Вновь соединяем попарно точки с одинаковыми потенциалами. Мы можем это сделать, потому что ток между этими точками не потечёт, даже если соединить их проводником. Пусть точки C и D объединятся в точку T , а точки E и F — в точку M . Тогда можно нарисовать следующую эквивалентную схему:

Общее сопротивление полученной схемы рассчитывается стандартными способами. Каждый сегмент из двух параллельно соединённых резисторов заменяем на резистор сопротивлением . Тогда сопротивление «верхнего» сегмента, состоящего из последовательно соединённых резисторов , и , равно .

Этот сегмент соединён со «средним» сегментом, состоящим из одного резистора сопротивлением , параллельно. Сопротивление цепи, состоящей из двух параллельно соединённых резисторов сопротивлением и , равно:

То есть схема упрощается до ещё более простого вида:

Как видно, сопротивление «верхнего» П-образного сегмента равно:

Ну а общее сопротивление двух параллельно соединённых резисторов сопротивлением и равно:

Эксперимент на измерению сопротивления куба

Чтобы показать, что всё это не математический трюк и что за всеми этими вычислениями стоит реальная физика, я решил провести прямой физической эксперимент по измерению сопротивления куба. Вы можете посмотреть этот эксперимент в видео, которые находится в начале статьи. Здесь я размещу фотографии экспериментальной установки.

Специально для этого эксперимента я спаял куб, рёбрами которого являются одинаковые резисторы. Также у меня есть мультиметр, который я включил в режиме измерения сопротивления. Сопротивление одиночного резистора равно 38.3 кОм: