1. Электрический обогреватель, имеющий сопротивление 44 Ом, включен в сеть с напряжением 220 В. Найдите силу тока, протекающего через обогреватель.

Question

Реши задание на изображении

Расшифровка фото нейросетью:
З А Д А Ч И

1. Электрический обогреватель, имеющий сопротивление 44 Ом, включен в сеть с напряжением 220 В. Найдите силу тока, протекающего через обогреватель. [5 А]

2. Найдите сопротивление резистора, если при напряжении 6 В сила тока в резисторе 2 мкА. [3 МОм]

3. Определите разность потенциалов на концах проводника сопротивлением 5 Ом, если за минуту через его поперечное сечение пройдет заряд 2,88 кКл. [240 В]

4. К проводнику сопротивлением $R$ приложена разность потенциалов $U$. За какой промежуток времени через поперечное сечение проводника пройдут $N$ электронов? [eNR/U]

5. Постройте вольт-амперные характеристики для проводников сопротивлением 2 Ом и 3 Ом. Найдите графически напряжения $U_1$ и $U_2$ на проводниках при силе тока 1 А, а также силу тока в проводниках $I_1$ и $I_2$, если к ним приложено одинаковое напряжение 12 В.

Answer

Краткие ответы

1. $I=5$ А

2. $R=3$ МОм $=3\cdot10^6$ Ом

3. $U=240$ В

4. $$
t=\frac{NeR}{U}
$$

5. $U_1=2$ В, $U_2=3$ В; $I_1=6$ А, $I_2=4$ А.

Как решать

Нужны основные формулы:
$$
I=\frac{U}{R},\qquad U=IR,\qquad R=\frac{U}{I},\qquad I=\frac{q}{t}.
$$

1. Обогреватель:
$$
I=\frac{U}{R}=\frac{220}{44}=5\ \text{А}.
$$

2. Резистор: $2$ мкА $=2\cdot10^{-6}$ А.
$$
R=\frac{U}{I}=\frac{6}{2\cdot10^{-6}}=3\cdot10^6\ \text{Ом}=3\ \text{МОм}.
$$

3. За минуту проходит заряд $q=2{,}88$ кКл $=2880$ Кл.
$$
I=\frac{q}{t}=\frac{2880}{60}=48\ \text{А}.
$$
Тогда
$$
U=IR=48\cdot5=240\ \text{В}.
$$

4. Заряд $N$ электронов:
$$
q=Ne,
$$
где $e$ — элементарный заряд. Так как $I=\frac{q}{t}$ и $I=\frac{U}{R}$, получаем:
$$
\frac{Ne}{t}=\frac{U}{R}
\quad\Rightarrow\quad
t=\frac{NeR}{U}.
$$

5. Вольт-амперная характеристика при постоянном сопротивлении — прямая $I=\frac{U}{R}$, проходящая через начало координат. Если по горизонтали откладывать $U$, а по вертикали $I$, то:

Проводник |
Уравнение |
При $I=1$ А |
При $U=12$ В |

$R_1=2$ Ом |
$I=\frac{U}{2}$ |
$U_1=2$ В |
$I_1=6$ А |

$R_2=3$ Ом |
$I=\frac{U}{3}$ |
$U_2=3$ В |
$I_2=4$ А |

Прямая для $2$ Ом идёт круче. На графике при $I=1$ А она пересекается с $U=2$ В, а вторая — с $U=3$ В. При $U=12$ В токи равны $6$ А и $4$ А.

Проверка: $5\cdot44=220$; $2\cdot10^{-6}\cdot3\cdot10^6=6$; $48\cdot5=240$; $2\cdot6=12$ и $3\cdot4=12$ — всё сходится.

Проводник	Уравнение	При \(I=1\) А	При \(U=12\) В
\(R_1=2\) Ом	\(I=\frac{U}{2}\)	\(U_1=2\) В	\(I_1=6\) А
\(R_2=3\) Ом	\(I=\frac{U}{3}\)	\(U_2=3\) В	\(I_2=4\) А