10.18. Элемент, сопротивление и амперметр соединены последовательно. Элемент имеет э.д.с. E=2 В и внутреннее сопротивление r=0,4 Ом. Амперметр показывает ток I = 1 А. С каким к.п.д. η работает элемент?
Решение:
К.п.д. источника тока равен отношению мощности P1, выделяемой внешним участком цепи (полезной мощности), к полной мощности P, развиваемой источником:
η = P1/P,
где P1 = I2*R; P = ε*I.
Тогда к.п.д. источника η = I*R/ε.
По закону Ома для замкнутой цепи I = ε/(R+r),
откуда R = (ε-I*r)/I. Тогда η = (ε-I*r)/ε = 0,8.
Ответ: η = 0,8.
10.11. Найти падения потенциала U в сопротивлениях R1 = 4 Ом, R2 = 2 Ом и R3 = 4 Ом, если амперметр показывает ток I1 = ЗА. Найти токи I2 и I3 в сопротивлениях R2 и R3.
10.12. Элемент, имеющий э. д. с. E = 1,1 В и внутреннее сопротивление r =1 Ом, замкнут на внешнее сопротивление R = 9 Ом. Найти ток I в цепи, падение потенциала U во внешней цепи и падение потенциала Ur внутри элемента. С каким к. п. д. η работает элемент?
10.13. Построить график зависимости падения потенциала U во внешней цепи от внешнего сопротивления R для цепи предыдущей задачи. Сопротивление R взять в пределах 0 ≤ R ≤ 10 Ом через каждые 2 Ом.
10.14. Элемент с э. д. с. Ε = 2 В имеет внутреннее сопротивление r = 0,5 Ом. Найти падение потенциала Ur внутри элемента при токе в цепи I=0,25 А. Каково внешнее сопротивление R цепи при этих условиях?
10.15. Элемент с э.д.с. E = 1,6 В имеет внутреннее сопротивление r = 0,5 Ом. Найти к.п.д. η элемента при токе в цепи I = 2,4 А.
10.16. Э.д.с. элемента E = 6 В. При внешнем сопротивлении R = 1,1 Ом ток в цепи I=3 А. Найти падение потенциала Ur внутри элемента и его сопротивление r.
10.17. Какую долю э.д.с. элемента E составляет разность потенциалов U на его за-жимах, если сопротивление элемента r в n раз меньше внешнего сопротивления R? Задачу решить для: а) n=0,1; б) n=1; в) n=10.
10.18. Элемент, сопротивление и амперметр соединены последовательно. Элемент имеет э.д.с. E=2 В и внутреннее сопротивление r=0,4 Ом. Амперметр показывает ток I = 1 А. С каким к.п.д. η работает элемент?
10.19. Имеются два одинаковых элемента с э.д.с. E = 2 В и внутренним сопротивлением r = 0,3 Ом. Как надо соединить эти элементы (последовательно или параллельно), чтобы получить больший ток, если внешнее сопротивление: а) R = 0,2 Ом; б) R = 16 Ом? Найти ток I в каждом из этих случаев.
10.20. Считая сопротивление вольтметра Rv бесконечно большим, определяют сопротивление R по показаниям амперметра и вольтметра. Найти относительную погрешность ΔR/R найденного сопротивления, если в действительности сопротивление вольтметра равно Rv. Задачу решить для Rv = 1000 Ом и сопротивления: а) R = 10 Ом; б) R = 100 Ом; в) R = 1000 Ом.
Валентина Сергеевна Волькенштейн