Постоянный ток — вторая часть ЕГЭ по физике

На рисунке изображена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, двух идеальных диодов (сопротивление диода при прямом включении равно нулю, при обратном включении ток через диод равен нулю), двух ключей, двух резисторов, идеальных амперметра и вольтметра.
В начальный момент времени ключ ${\displaystyle {К}_1}$ замкнут, а ключ ${\displaystyle {К}_2}$ разомкнут. Опираясь на законы электродинамики, объясните, как изменятся показания приборов, если ключ ${\displaystyle {К}_1}$ разомкнуть, а ключ ${\displaystyle {К}_2}$ замкнуть.

В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, ${\displaystyle R_1=R, }$ ${\displaystyle R_2=2R,}$ ${\displaystyle r=\mathrm{0,5}R}$. Когда ключ К разомкнут, на резисторе ${\displaystyle R_1}$ выделяется мощность ${\displaystyle P_1=\mathrm{4,9}}$ Вт. Какая мощность ${\displaystyle P_2}$ выделяется на резисторе ${\displaystyle R_1}$ при замкнутом ключе К?

Три одинаковых резистора и два одинаковых идеальных диода включены в электрическую цепь, показанную на рисунке, и подключены к аккумулятору в точках В и С. Показания амперметра равны 2 А. Определите силу тока через амперметр при смене полярности подключения аккумулятора. Нарисуйте эквивалентные электрические схемы для двух случаев подключения аккумулятора. Опираясь на законы электродинамики, поясните свой ответ. Сопротивлением амперметра и внутренним сопротивлением аккумулятора пренебречь.

К аккумулятору с ЭДС ${\displaystyle \mathcal{E}}$ = 9 В и внутренним сопротивлением ${\displaystyle r=}$1,5 Ом подключили резистор сопротивлением ${\displaystyle R=}$7,5 Ом. Определите количество теплоты, выделяющееся в резисторе в течение 1 мин.

Резистор R и катушка индуктивности L с железным сердечником подключены к источнику тока, как показано на схеме. Первоначально ключ К замкнут, показания амперметров A₁ и A₂ равны, соответственно, I₁ = 1 А и I₂ = 0,1 А. Что произойдёт с величиной и направлением тока через резистор после размыкания ключа К? Ответ поясните, указав, какие явления и законы Вы использовали для объяснения.

На фотографии изображена электрическая цепь. Начертите принципиальную схему этой электрической цепи. Опираясь на законы постоянного тока, объясните, как должны измениться (уменьшиться, увеличиться или остаться прежними) показания идеальных амперметра и вольтметра при замыкании ключа. Сопротивлением подводящих проводов и ключа пренебречь. Явление самоиндукции не учитывать.

В сосуд наливают воду при комнатной температуре. В воду погружают нагревательные элементы с сопротивлениями R₁ и R₂, подключённые к источнику постоянного напряжения так, как показано на рисунке а. Оставив ключ в положении 1, доводят воду до кипения. Затем кипяток выливают, сосуд охлаждают до комнатной температуры, вновь наполняют таким же количеством воды при комнатной температуре и, повернув ключ К в положение 2 (рисунок б), повторяют опыт. Напряжение источника в опытах одинаково. Опираясь на законы электродинамики и молекулярной физики, объясните, в каком из приведённых опытов вода закипит быстрее.

На рисунке изображена схема электрической цепи, состоящей из двух одинаковых источников ЭДС, ключа К, одинаковых ламп Л1 и Л2, резистора R и двух одинаковых идеальных диодов D1 и D2. Опираясь на законы электродинамики, объясните, какие изменения произойдут в работе этой цепи, если перевести ключ К из положения 1 в положение 2. Сравните накал ламп в этих двух случаях.

В сосуд наливают воду при комнатной температуре.
В воду погружают нагревательные элементы с сопротивлениями R₁ и R₂, подключённые к источнику постоянного напряжения так, как показано на
рис. а. Оставив ключ в положении 1, доводят воду до кипения. Затем кипяток выливают, сосуд охлаждают до комнатной температуры, вновь наполняют таким же количеством воды при комнатной температуре и, повернув ключ К в положение 2
(рис. б), повторяют опыт. Напряжение источника
в опытах одинаково. Опираясь на законы электродинамики и молекулярной физики, объясните, в каком из приведённых опытов вода закипит быстрее.

Электрическая цепь состоит из батареи с ЭДС ${\displaystyle ℰ}$ и внутренним сопротивлением r и подключённого к ней резистора нагрузки с сопротивлением R. При изменении сопротивления нагрузки изменяется напряжение на ней и мощность в нагрузке. На рисунке представлен график зависимости мощности, выделяющейся на нагрузке, от напряжения на ней.

Используя известные Вам физические законы, объясните, почему данный график зависимости мощности от напряжения представляет собой параболу.

На рисунке показана принципиальная схема электрической цепи, состоящей из источника тока с отличным от нуля внутренним сопротивлением, резистора, реостата и измерительных приборов – идеального амперметра
и идеального вольтметра. Как будут изменяться показания приборов при перемещении движка реостата вправо? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

В классе при электрическом освещении лампами накаливания показали опыт: цинковый шар электрометра зарядили эбонитовой палочкой, потёртой о сукно. При этом стрелка электрометра отклонилась, заняв положение, указанное
на рисунке, и не меняла его. Через некоторое время к шару на расстояние нескольких сантиметров поднесли горящую свечу, при этом стрелка электрометра быстро опустилась вниз. Спектр излучения свечи (зависимость интенсивности излучения I от длины волны) показан на рисунке. Объясните разрядку электрометра, примите во внимание приведённые спектры и то, что для цинка «красная граница» фотоэффекта λ_кр = 290 нм.

На рисунке показана электрическая цепь, содержащая источник напряжения
(с отличным от нуля внутренним сопротивлением), два резистора, конденсатор, ключ К, а также идеальные амперметр и вольтметр. Как изменятся показания амперметра и вольтметра (увеличатся, уменьшатся или останутся прежними) в результате замыкания ключа К? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

Опираясь на законы физики, найдите показание идеального вольтметра в схеме, представленной на рисунке, до замыкания ключа К и опишите изменения его показаний после замыкания ключа К. Первоначально конденсатор не заряжен.

На рисунке изображена зависимость силы тока в лампе накаливания от приложенного к ней напряжения. Найдите мощность, выделяющуюся на резисторе, включённом последовательно с лампой в сеть с напряжением 220 В, если сила тока в цепи равна 0,4 А.

Незаряженный конденсатор ёмкостью $C=\mathrm{0,1}$ мкФ подключают к источнику тока по схеме, показанной на рисунке. Сопротивление резистора $R=500$ Ом, сопротивлением проводов и внутренним сопротивлением источника тока можно пренебречь. Какова ЭДС $ℰ$ источника тока, если на резисторе после замыкания ключа К
в процессе зарядки конденсатора выделяется количество теплоты $Q=\mathrm{7,2}$ мкДж?

Какая тепловая мощность выделяется на лампе 2 в схеме, изображённой на рисунке? Все лампы, включённые
в схему, имеют одинаковое сопротивление $R=20$ Ом. Внутреннее сопротивление источника $r=2$ Ом; его ЭДС $ℰ=110$ В.

До замыкания ключа К в электрической цепи, изображённой на схеме (см. рисунок) идеальный вольтметр V показывал напряжение 9 В. После замыкания ключа идеальный амперметр А показывает силу тока 0,4 А. Каково внутреннее сопротивление источника тока? Сопротивления резисторов указаны на рисунке.

Источник тока, два резистора и ключ включены в цепь, как показано на  рисунке. При разомкнутом ключе на резисторе R₁ выделяется мощность ${\displaystyle P_1=3}$ Вт, а на резисторе R₂ − мощность ${\displaystyle P_2=6}$ Вт. Какая мощность будет выделяться на резисторе R₁ после замыкания ключа К? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

К аккумулятору с ЭДС ${\displaystyle ℰ=50}$ B и внутренним сопротивлением r = 4 Ом подключили лампу сопротивлением R_Л = 10 Ом и резистор сопротивлением R = 15 Ом, а также конденсатор ёмкостью C = 100 мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на резисторе?

В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление диода в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном – многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке А положительного, а к точке В – отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением потребляемая мощность (тепловая мощность, выделяемая во внешней цепи) равна 7,2 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая мощность равна 21,6 Вт.

Укажите для обоих случаев подключения батареи, протекает ли ток через диод и каждый из резисторов или нет, и определите сопротивления резисторов в этой цепи.

В цепи, изображённой на рисунке, сопротивления резисторов равны между собой: ${\displaystyle R_1=R_2=R_3=R.}$ При разомкнутом ключе К через резистор R₃ течёт ток ${\displaystyle I_0=\mathrm{1,4}}$ А. Загорится ли лампа после замыкания ключа, если она загорается при силе тока ${\displaystyle I=\mathrm{0,5}}$ А? Сопротивление лампы в этом режиме ${\displaystyle R_{\text{л}}=3R.}$ Внутренним сопротивлением источника пренебречь, диод считать идеальным.

Квадратная рамка из медного провода помещена в однородное поле электромагнита. На рисунке приведён график зависимости от времени t для проекции В_n вектора индукции этого поля на перпендикуляр к плоскости рамки. За время $\text{τ}=5$ с в рамке выделяется количество теплоты $Q=53$ мкДж. Длина стороны рамки $l=10$ cм. Удельное сопротивление меди $\text{ρ}=\mathrm{1,7}\cdot {10}^{-8}$ Ом $\cdot$ м. Определите площадь поперечного сечения провода S₀.

Электрическая цепь состоит из источника тока и реостата. Внутреннее сопротивление источника r = 2 Ом. Сопротивление реостата можно изменять непрерывно в пределах от 1 до 5 Ом. Максимальная тепловая мощность тока Р_max, выделяемая на реостате, равна 4,5 Вт. Чему равна ЭДС источника?

Во сколько раз уменьшится мощность, выделяемая на резисторе $R_2$, при замыкании ключа К (см. рисунок), если $R_1=R_2=R_3=1Ом$, $r=\mathrm{0,5}Ом$?

Вольт-амперная характеристика лампы накаливания изображена на графике. При потребляемой мощности 24 Вт температура нити лампы равна 3100 К. Сопротивление нити прямо пропорционально её температуре. Чему равна температура нити накала, если потребляемая мощность составляет 8,4 Вт?

В закрытом сосуде постоянного объёма находился воздух при нормальных условиях. Его нагрели электрическим нагревателем, сила тока в котором ${\displaystyle I=2}$А при напряжении ${\displaystyle U=100}$В. КПД нагревателя равен 13 %. Через ${\displaystyle t=10}$ мин. давление в сосуде повысилось до ${\displaystyle p_{{}_2}=4\cdot {10}^5}$Па. Чему равен объём сосуда? В данном процессе удельная теплоёмкость воздуха ${\displaystyle c=716}$ Дж/(кг×К), а его плотность при нормальных условиях ${\displaystyle \rho =\mathrm{1,29}}$кг/м³. Потерями тепла в окружающую среду пренебречь.

В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление диода в прямом направлении пренебрежимо мало,
а в обратном $–$ многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении
к точке А положительного полюса, а к точке В отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В
и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением потребляемая в цепи мощность равна 4,8 Вт.
При изменении полярности подключения батареи потребляемая в цепи мощность становится равной 7,2 Вт. Укажите, как течёт ток через диоды
и резисторы в обоих случаях, и определите сопротивление резисторов R₁ и R₂.

Батарея ЭДС соединена с реостатом так, как показано на рисунке. Какова ЭДС батареи, если при силе тока в цепи I₁ = 1 А выделяемая на реостате мощность N₁ = 4 Вт, а при силе тока I₂ = 5 А выделяемая на реостате мощность N₂ = 10 Вт?

В электрической цепи, показанной на рисунке, r = 1 Ом, R₁ = 4 Ом, R₂ = 7 Ом, C = 0,2 мкФ, ключ К длительное время находится в положении 1. За длительное время после перевода ключа К в положение 2 изменение заряда на правой обкладке конденсатора Dq = ‒0,55 мкКл. Найдите ЭДС источника ${\displaystyle \mathcal{E}.}$ 

В схеме, изображённой на рисунке, сопротивления резисторов ${\displaystyle R_1=1}$ Ом, ${\displaystyle R_2=2}$ Ом, ${\displaystyle R_3=5}$ Ом, ${\displaystyle R_4=10}$ Ом, ЭДС батареи ${\displaystyle ℰ=9}$ В, её внутреннее сопротивление
${\displaystyle r=2}$ Ом. Определите мощность, выделяемую на
резисторе R₂.

Электрическая цепь состоит из источника тока и реостата. ЭДС источника ${\displaystyle ℰ=6}$ В. Максимальная мощность тока Р_max, выделяемая на реостате, достигается при промежуточном значении его сопротивления  и равна 4,5 Вт. Чему равно внутреннее сопротивление источника?

К аккумулятору с ЭДС ${\displaystyle ℰ=60}$ В и внутренним сопротивлением r = 5 Ом подключили лампу сопротивлением ${\displaystyle R_{\text{л}}=10}$ Ом и резистор сопротивлением ${\displaystyle R=15}$ Ом, а также конденсатор ёмкостью С = 80 мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на лампе?

К аккумулятору с ЭДС 50 В и внутренним сопротивлением 4 Ом подключили лампу сопротивлением 10 Ом и резистор сопротивлением 15 Ом, а также конденсатор ёмкостью 100 мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на лампе?