Для получения зачета необходимо

1. Продемонстрировать умение проводить исследование характеристик источника тока.

2. Представить отчет по установленной форме.

3. Уметь отвечать на вопросы типа:

3.1. Какие вида источников тока имеются в лаборатории?

3.2. Oт чего зависит величина тока короткого замыкания?

3.3. Оцените погрешность определения ЭДС источника с помощью вольтметра (см. пункт 2 задания).

3.4. Зачем в схему (рис. 3) введено сопротивление r ₀? Как изменятся все графики при уменьшении внутреннего сопротивления источника? При увеличении ЭДС источника?

3.5. При каких условиях полезная мощность равна нулю? При каких условиях полезная мощность максимальна?

3.6. При каких условиях кпд источника тока достигает максимального значения? Какой кпд соответствует максимальной мощности?

3.7. По каким формулам удобно (и с меньшей погрешностью) рас­считывать величины в таблице (R, W, W₀ , W₁ , h)?

3.8. Выведите теоретически следующие зависимости и качествен­но изобра­зитеих на графиках U(I), W(I), W₀ (I), h(I), W(R), W₀ (R), h(R).

3.9. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление элемента, замкнутого на внешнее сопротивление R, если максимальная мощность, выделяющаяся во внешней цепи, равна 9 Вт и при этом в цепи протекает ток 3 А.

3.10. Имеется три источника тока с равными ЭДС E₁ = E₂ = E₃, но с разными внутренними сопротивлениями r₁ = 5 Ом, r₂ = 20 Ом, r₃ = 40 Ом, Какой-источник сле­дует выбрать, чтобы на плитке выделилась максимальная мощность? Сопротивление плитки R = 20 Ом.

Дополнительные вопросы для студентов факультетов химии, биологии, института естествознания

1. Поясните принцип действия свинцового аккумулятора.

2. Как устроен железно-никелевый аккумулятор?

3. От чего зависит ЭДС гальванического элемента?

4. Что называется поляризацией элемента? Что называется химической деполяризацией?

5. Опишите устройство элементов Даниэля и Лекланше.

6. Линии электропередачи от электростанции к потребителю работают при высоком напряжении и малом токе. Почему так делается? Расстояние между линиями такой высоковольтной передачи определяется с учетом размаха крыльев птиц. Почему?

7. Каких рыб называют живыми электростанциями? Как велико напряжение, создаваемое ими?

8. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление элемента Лекланше, замкнутого на реостат R, если при силе тока 0.20 А вольтметр, подключенный к элементу, показал 1.45 В, а при силе тока 0.60 А он показал 1.25 В?

9. Два элемента Даниэля с внутренними сопротивлениями r₁ = 0.8 Ом и r₂ = 1.3 Ом и одинаковыми ЭДС соединены параллельно и замкнуты на внешнее сопротивление R. Найти отношение количеств цинка, растворившихся в этих элементах за определенный промежуток времени.

Дополнительные вопросы для студентов факультета технологии и предпринимательства

1. Что называется мощностью? В каких единицах измеряется мощность?

2. В каких случаях следует пользоваться схемой рис. 3 при измерении мощности методом амперметра и вольтметра? Используйте данные проведенного эксперимента.

3. В чем недостаток измерения мощности методом амперметра и вольтметра в сравнении с методом ваттметра?

4. Как устроен электродинамический ваттметр?

5. Какой тип аккумулятора наиболее подходит для стартера авто­мобиля? Как он устроен?

6. Что называется емкостью аккумулятора? Назовите единицы ее измерения.

Дополнительные вопросы к работе

1. Начертите график зависимости напряжения на клеммах источника от сопротивления внешней цепи для случая, когда ЭДС источника равна 2.0 В, а внутреннее сопротивление 0.5 Ом.

2. Какое условие называют согласованием нагрузки? Проанализируйте режим работы источника в зависимости от соотношения R /r. Воспользуйтесь графиками рис. 2.

3. Источником тока в цепи служит батарея с ЭДС 30 В. Напряжение на зажимах батареи 18 В, а сила тока в цепи 3.0 А. Определите внешнее и внутреннее сопротивление в этой цепи.

4. Батарея, предназначенная для накала электронной лампы, имеет ЭДС 6.0 В. Для накала лампы необходимо напряжение 4.0 В и сила тока в 80 мА. Внутреннее сопротивление батареи 0.2 Ом. Чему должно быть равно сопротивление резистора, который необходимо включить последовательно с нитью лампы во избежание ее перенакала? Определите кпд батареи при работе лампы в номинальном режиме.

5. ЭДС батареи равна 20 В. При внешнем сопротивлении в 2 Ом в цепи протекает ток, равный 4 А. Определите полезную мощность источника тока в этом режиме. С каким кпд работает батарея? При каком значении внешнего сопротивления кпд будет равен 99%? Найдите ток короткого замыкания.

6. Для определения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока к его выходу был подключен сначала резистор сопротивлением R ₁ = 2 Ом, затем – резистор сопротивлением R ₂ = 4 Ом. В первом случае сила тока в цепи была I ₁ = 0, 5 А, во втором – I ₂ = 0, 3 А. Найдите ЭДС источника и его внутреннее сопротивление.

7. В элементе Даниэля медь заменили воском, покрытым слоем графита. Что будет происходить в таком элементе, если соединить проводником цинк с графитовым слоем?

8. Как распределен потенциал в элементе Даниэля при незамкнутой внешней цепи?

9. Автомобильный аккумулятор напряжением 12 В работает без перезарядки 60 А·ч. Каждая фара автомобиля потребляет мощность 50 Вт. Если оставить передние фары автомобиля включенными, через какое время аккумулятор " сядет"?

Рекомендуемая литература

1. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.2. – М.: Наука, 1987.

2. Калашников С.Г. Электричество. – М.: Наука, 1970.

3. Ливенцов Н.М. Курс физики (для медвузов). – М.: ВШ, 1974.

4. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Пасечник В.И., Вознесенский С.А, Козлова Е.К. Биофизика. – М.: ВЛАДОС, 2000.

5. Мэрион Дж. Общая физика с биологическими примерами. – М.: ВШ, 1986.

6. Соломин В.П., Ланина И.Я., Дергачева А.Ф. Интегрированные домашние задания по биологии и физике. – СПб: РГПУ им. А.И. Герцена 2001.