Задание № 2
Электрическая цепь состоит из двух резисторов сопротивлениями 100 Ом и 150 Ом, подключенных к идеальному (напряжение на выходе источника всегда равно ЭДС и не зависит от подключенной нагрузки) источнику с ЭДС 5 В.
Вопрос № 1
Чему равен ток, текущий в цепи? ответ укажите в миллиамперах с точностью до десятых. I= 5/(100+150)=0.020 A= 20мА
Мой ответ 20.0 мА
Вопрос № 2
Для измерения силы тока в цепь включают амперметр (последовательно), внутреннее сопротивление которого равно 10 Ом. Какую силу тока покажет амперметр? ответ укажите в миллиамперах с точностью до десятых.
I= 5/(100+150+10)=0.01923 A= 19.2 мА
Мой ответ 19.2 мА
Вопрос № 3
Каким максимальным внутренним сопротивлением может обладать амперметр, подключаемый в такую цепь, чтобы его показания отличались от силы тока, текущего по цепи до подключения амперметра, не более, чем на 1%. ответ укажите в омах с точностью до десятых.
20мА -1% =19.8мА
R=U/I -100-150=5/0.0198-100-150=2.5 Ом
Мой ответ 2.5 Ом
Вопрос № 4
Предположим, что мы захотели с амперметра измерить ток в такой цепи, но не знаем ни значений сопротивлений резисторов, ни напряжение источника. Нам известны только показания амперметра, включенного в цепь, и его внутреннее сопротивление. Достаточно ли этих данных для того, чтобы рассчитать ток, который тек в цепи до подключения амперметра? Если нет, то какие ещё данные необходимы?
Мой ответ
Не достаточно. Нужно знать сопротивления резисторов.
m1 = 12кг - масса воды в калориметре
t1 = 5°C - температура воды в калориметре
m2 = 0,5 кг - масса пара
t2 = 150 °C - температура пара
Сп = 2300 Дж/(кг· °С) - теплоёмкость пара
Св = 4190 Дж/(кг· °С) - теплоёмкость воды
r = 22,6 · 10⁵ Дж/кг - теплоёмкость парообразования
t3 - ? - температура теплового баланса
Сначала пар охладился до tкип = 100°С, при этом он отдал энергию Q1
Q1 = Cп · m2 · (t2 - tкип) = 2300 · 0,5 · (150 - 100) =
= 57500 = 0,575 · 10⁵ (Дж)
Затем пар сконденсировался и превратился в воду, при этом он отдал энергию Q2 = r · m2 = 22,6 · 10⁵ · 0,5 = 11,3 · 10⁵ (Дж)
После этого вода массы m2 охладилась до температуры t3, отдав энергию Q3 = Cв · m2 · (tкип - t3)
Вода в калориметре нагрелась до температуры t3, поглотив энергию
Q4 = Cв · m1 · (t3 - t1)
Уравнение теплового баланса имеет вид:
Q1 + Q2 + Q3 = Q4
Q1 + Q2 + Cв · m2 · (tкип - t3) = Cв · m1 · (t3 - t1)
Q1 + Q2 + Cв · m2 · tкип - Cв · m2 · t3 = Cв · m1 · t3 - Cв · m1 · t1
Cв · m1 · t3 + Cв · m2 · t3 = Q1 + Q2 + Cв · m2 · tкип + Cв · m1 · t1
t3 = (Q1 + Q2 + Cв · (m2 · tкип + m1 · t1)) : (Cв · (m1 + m2)) =
= (0,575 · 10⁵ + 11,3 · 10⁵ + 4190 · (0.5 · 100 + 12 · 5)) : (4190 · (0.5 + 12) =
= (0,575 · 10⁵ + 11,3 · 10⁵ + 4,609 · 10⁵) : 0.52375 · 10⁵ ≈ 31°
ответ: ≈ 31°С