Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

Первый уровень

  1. По нити накала лампочки карманного фонаря протекает ток силой 0,3 А. Напряжение на полюсах батарейки 4,5 В. Какую работу совершает ток за 2 мин? Какова его мощность?162 Дж; 1,35 Вт.
  2. Какое количество теплоты выделится в проводнике за 30 с при напряжении 220 В и силе тока 0,1 А?660 Дж.
  3. Определите сопротивление электрического паяльника мощностью 300 Вт, включенного в сеть с напряжением 220 В.161 Ом.
  4. В электроплитке при силе тока 5 А за 3 мин выделилось 1080 кДж тепла. Рассчитайте сопротивление плитки.240 Ом.
  5. За какое время на сопротивлении выделится 880 Дж тепла, если падение напряжения на нем 220 В и сила тока 0,5 А?8 с.
  6. Определите работу тока, совершенную за 30 мин электроплиткой мощностью 660 Вт.1188 кДж.
  7. Нагревательный элемент сопротивлением 15 Ом подключен к источнику с напряжением 120 В. Определите время, в течение которого на нагревательном элементе выделится 1200 кДж теплоты.1250 с.
  8. В бытовой электроплитке, рассчитанной на напряжение 220 В, имеются две спирали, сопротивление каждой из которых в рабочем режиме 80,7 Ом. С помощью переключателя в сеть можно включать одну спираль, две спирали последовательно и две — параллельно. Найдите мощность в каждом случае.600 Вт; 300 Вт; 1200 Вт.
  9. При пропускании тока 1,5 А через резистор сопротивлением 80 Ом на нем выделяется тепло. Определите количество тепла, выделяющееся в единицу времени.180 Дж/с.

Второй уровень

  1. По проводнику, к концам которого приложено напряжение 120 В, прошел заряд в 500 Кл. Сколько теплоты выделилось в проводнике?60 кДж.
  2. При подключении резистора к цепи постоянного тока через него прошел заряд, равный 1500 Кл и на нем выделилось количество теплоты, равное 60 кДж. Определите напряжение в сети.40 В.
  3. Два проводника сопротивлениями 4 и 7 Ом соединены параллельно. В первом проводнике выделилось 280 Дж энергии. Сколько энергии выделилось в это же время во втором проводнике?160 Дж.
  4. Какое количество теплоты в 1 мин выделится в 1м никелиновой проволоки с площадью поперечного сечения 0,4 мм2, если ток в проволоке равен 4 А?960 Дж.
  5. Электронагреватель, рассчитанный на напряжение 220 В, включается в сеть с напряжением 55 В. Во сколько раз уменьшится мощность электроплитки?В 16 раз.
  6. Мощность электроплитки, включенной в сеть с напряжением 220 В, равна 440 Вт. Считая сопротивление плитки постоянным, найдите ее мощность при включении в сеть с напряжением 110 В.110 Вт.
  7. По проводнику сопротивлением 20 Ом за 5 мин прошел заряд в 30 Кл. Вычислите работу тока за это время.60 Дж.
  8. Две лампы сопротивлением 240 Ом каждая соединены параллельно и включены в сеть с напряжением 220 В. Определите работу тока за 1 ч горения ламп.1,45 МДж.
  9. Три лампы сопротивлением 240 Ом каждая соединены параллельно и включены в сеть с напряжением 120 В. Определите мощность, потребляемую всеми лампами, и работу тока (в кВт`ч) за 8 ч.180 Вт; 1,44 кВт*ч.
  10. В жилом доме одновременно включены 50 ламп по 40 Вт, 80 ламп по 60 Вт и 10 ламп по 100 Вт. Определите силу тока во внешней цепи, если напряжение в сети 220B.35,5 А.
  11. Спираль утюга мощностью 1 кВт изготовлена из нихромовой проволоки сечением 0,1 мм2. Утюг включается в сеть с напряжением 220 В. Определите длину проволоки.4,4 м.
  12. Две лампы имеют одинаковую мощность. Одна из них рассчитана на напряжение 220 В, а другая — на 127 В. Во сколько раз отличаются сопротивления ламп?В 3 раза.

Третий уровень

  1. Электрогрелка имеет две одинаковые секции. Во сколько раз быстрее будет нагревать эта грелка некоторую массу воды от 10 до 100 °С при последовательном включении секции, нежели при параллельном их соединении?В 4 раза.
  2. Электрическую лампу мощностью 60 Вт, рассчитанную на напряжение 120 В, надо питать от сети с напряжением 220 В. Какой длины нихромовый проводник площадью поперечного сечения 0,55 мм2 надо включить последовательно с лампой?100 м.
  3. Перегоревшую спираль электрического утюга мощностью 300 Вт укоротили на одну четверть. Какой при этом стала мощность?400 Вт.
  4. Электрическая лампа мощностью 60 Вт опущена в прозрачный калориметр, содержащий 600 г воды. За 5 мин вода в калориметре нагрелась на 4 °С. Какую часть энергии, потребляемую лампой, калориметр пропускает наружу в виде излучения? Теплоемкостью калориметра пренебречь.0,44.
  5. Электродвигатель подъемного крана работает под напряжением 380 В и потребляет ток 20 А. Каков КПД установки в процентах, если груз массой 1 т кран равномерно поднимает на высоту 19 м за 50 с?50%.
  6. Определите величину тока в шести электродвигателях, установленных на электровозе, если напряжение на линии 3000 В, а механическая мощность каждого двигателя 350 кВт; КПД 92%.761 А.
  7. Лифт массой 900 кг поднимается с постоянной скоростью 0,4 м/с. КПД мотора 90%, напряжение на его зажимах 400 В. Определите силу тока, потребляемую мотором.10 А.
  8. Электровоз движется со скоростью 36 км/ч и развивает силу тяги 4500 Н. Определите, какой силы ток потребляет двигатель электровоза, если напряжение на его зажимах 500 В. КПД равен 90%.100 А.
  9. Определите КПД электрического кипятильника мощностью 600 Вт, если в нем закипает вода массой 2 кг за 25 мин. Начальная температура воды 20 °С.74,7%.
  10. В электрическом чайнике за 8 мин нагревается 2,5 лводы от 20 °С до кипения. Определите сопротивление спирали чайника, если напряжение в сети 220 В, а КПД чайника 85%.23,5 Ом.
  11. Какой длины надо взять никелевую проволоку сечением 0,84 мм?, чтобы изготовить нагреватель на 220 В, при помощи которого можно было бы нагреть 2 кг воды от 20 °С до кипения за 10 мин при КПД 80%?70,8 м.
  12. Какую массу бензина нужно сжечь на тепловой электростанции, чтобы по телевизору мощностью 250 Вт посмотреть фильм продолжительностью 1,5 ч? КПД электростанции 35%.84 г.
  13. Сколько времени будут нагреваться 2 л воды от 20 °С до кипения в электрическом чайнике мощностью 600 Вт, если его КПД составляет 80%?1400 с.
  14. Электрокипятильник со спиралью сопротивлением 160 Ом поместили в сосуд, содержащий 0,5 кг воды при 20 °С, и включили в сеть с напряжением 220 В. Через 20 мин кипятильник выключили. Сколько воды выкипело, если КПД спирали 80%?53 г.
  15. Две лампы накаливания мощностью 100 и 80 Вт рассчитаны на напряжение 120 В. Какую мощность будет потреблять каждая лампа, если их включить в сеть с напряжением 120 В последовательно?20 Вт; 25 Вт.
  16. К концам свинцовой проволоки длиной 1 м приложили напряжение 10 В. Какое время пройдет с начала пропускания тока до момента, когда свинец начнет плавиться? Начальная температура проволоки 20 °С.0,86 с

Четвертый уровень

  1. У электрического самовара два нагревательных элемента. Если включить первый из них, то полный самовар закипит через время t1 = 30 мин, если второй — то через t2 = 15 мин. Через какое время закипит самовар, если элементы включить: а) последовательно, 6) параллельно?а. 45 мин; 6. 10 мин.
  2. Три проводника, сопротивления которых 2 Ом, 3 Ом, 4 Ом, соединены так, что общее сопротивление цепи оказалось 2 Ом. Какова мощность проводника сопротивлением 3 Ом, если по проводнику сопротивлением 4 Ом идет ток 2 А?48 Вт.
  3. Два сопротивления подключают к источнику тока сначала параллельно, а затем последовательно. При параллельном подключении сила тока в неразветвленной части цепи равна 4 А, во внешней цепи выделилась мощность 144 Вт. При последовательном соединении выделилась мощность 36 Вт при силе тока 1 А. Найдите величины этих сопротивлений.18 Ом; 18 Ом.
  4. Электрочайник закипает через 15 мин после включения в сеть. Нагревательный элемент намотан из проволоки длиной 6 м. Какой длины должна быть проволока нагревательного элемента, чтобы тот же чайник закипел через 10 мин?4 м.
  5. В электрическом самоваре мощностью 600 Вт и электрическом чайнике мощностью 300 Вт при включении в сеть с напряжением 220 В, на которое они рассчитаны, вода закипает одновременно через 20 мин. Через сколько времени закипит вода в самоваре и чайнике, если их соединить последовательно и включить в сеть с напряжением 220 В?3 ч; 45 мин.