Вариант 1. 1. Сила тока в проводнике 2 А. Спустя 4 мин цепь размыкают. Определите заряд, прошедший по проводнику. 2. Сила тока в цепи, содержащей реостат 3,2 А. Напряжение между…

Давайте решим каждый из вопросов по порядку.

1. Определите заряд, прошедший по проводнику. Сила тока определяет, сколько заряда проходит через проводник за единицу времени. Формула для расчёта заряда \( Q \) выглядит так: \[ Q = I \cdot t \] где \( I \) — сила тока (2 А), \( t \) — время в секундах.
   Переведём 4 минуты в секунды: \[ t = 4 \, \text{мин} \times 60 \, \text{с/мин} = 240 \, \text{с} \] Теперь подставим значения в формулу: \[ Q = 2 \, \text{А} \cdot 240 \, \text{с} = 480 \, \text{Кл} \] Таким образом, заряд, прошедший по проводнику, равен 480 Кулон.

2. Найдите сопротивление той части реостата, в которой существует ток. Для нахождения сопротивления \( R \) используем закон Ома: \[ R = \frac{U}{I} \] где \( U \) — напряжение (14,4 В), \( I \) — сила тока (3,2 А). Подставим значения: \[ R = \frac{14,4 \, \text{В}}{3,2 \, \text{А}} = 4,5 \, \text{Ом} \] Сопротивление части реостата, в которой существует ток, составляет 4,5 Ом.

3. Найдите сопротивление в рабочем режиме и потребляемую мощность. Сопротивление \( R \) можно вычислить по формуле: \[ R = \frac{U}{I} \] где \( U = 3,5 \, \text{В} \), \( I = 0,28 \, \text{А} \): \[ R = \frac{3,5 \, \text{В}}{0,28 \, \text{А}} \approx 12,5 \, \text{Ом} \] Теперь найдем потребляемую мощность \( P \): \[ P = U \cdot I = 3,5 \, \text{В} \cdot 0,28 \, \text{А} = 0,98 \, \text{Вт} \] Таким образом, сопротивление в рабочем режиме равно приблизительно 12,5 Ом, а мощность — 0,98 Вт.

4. Какие сопротивления можно получить, имея три резистора по 4 кОм? С три резистора по 4 кОм можно соединять их параллельно или последовательно.

   • Последовательное соединение: \[ R_{св} = R_1 + R_2 + R_3 = 4\, \text{кОм} + 4\, \text{кОм} + 4\, \text{кОм} = 12\, \text{кОм} \]

   • Параллельное соединение: \[ \frac{1}{R_{парал}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} = \frac{1}{4\, \text{кОм}} + \frac{1}{4\, \text{кОм}} + \frac{1}{4\, \text{кОм}} = \frac{3}{4\, \text{кОм}} \] Отсюда: \[ R_{парал} = \frac{4}{3}\, \text{кОм} \approx 1.33\, \text{кОм} \]

   Таким образом, имея три резистора по 4 кОм, можно получить сопротивления 12 кОм и приблизительно 1.33 кОм.

5. Найдите силу тока в цепи и напряжение на зажимах источника. Используем закон Ома и формулу для расчёта полной ЭДС: \[ I = \frac{E}{R + r} \] где \( E \) — ЭДС (12 В), \( R \) — сопротивление реостата (5 Ом), \( r \) — внутреннее сопротивление (1 Ом). \[ I = \frac{12 \, \text{В}}{5 \, \text{Ом} + 1 \, \text{Ом}} = \frac{12}{6} = 2 \, \text{А} \]

   Теперь найдем напряжение на зажимах источника: \[ U = I \cdot R = 2 \, \text{А} \cdot 5 \, \text{Ом} = 10 \, \text{В} \]

   Сила тока в цепи равна 2 А, а напряжение на зажимах источника — 10 В.

6. Какова температура накаленной нити? Сопротивление нити при нагреве можно выразить через начальное сопротивление и температурный коэффициент: \[ R_t = R_0 \cdot (1 + \alpha \cdot \Delta T) \] где \( R_t = 636 \, \text{Ом} \), \( R_0 = 60 \, \text{Ом} \), \( \alpha = 0,0048 \, \text{К}^{-1} \).

   Подставим значения и найдём \( \Delta T \): \[ 636 = 60 \cdot (1 + 0,0048 \cdot \Delta T) \] Разделим обе стороны на 60: \[ \frac{636}{60} = 1 + 0,0048 \cdot \Delta T \] \[ 10,6 = 1 + 0,0048 \cdot \Delta T \] \[ 0,0048 \cdot \Delta T = 9,6 \] \[ \Delta T = \frac{9,6}{0,0048} \approx 2000 \, \text{К} \] Если учесть начальную температуру, например, 20 °C, то: \[ T_{конечная} = \Delta T + T_0 \approx 2000 + 20 \approx 2020 \, \text{°C} \]

Таким образом, температура накаленной нити составляет приблизительно 2020 °C.