ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПО ФИЗИКЕ

Практическая работа.

Тема: «Закон Ома для полной цепи».

1. ЭДС элемента 1,5В, а его внутреннее сопротивление 0,5 Ом. Сопротивление внешней цепи также равно 0,5 Ом. Какова сила тока в цепи?

2. Во внешней цепи с общим сопротивлением 3,8 Ом сила тока равна 4,2А. Какова ЭДС источника тока, если его внутреннее сопротивление 1 Ом?

3. Источник с ЭДС 2В и внутренним сопротивлением 0,8Ом замкнут никелиновой проволокой длиной 2,1 м и площадью сечения 0,21 мм². Определите: сопротивление проволоки; силу тока в цепи; напряжение на зажимах элемента (удельное сопротивление никелина 0,4 Ом*мм²/м).

4. ЭДС источника тока 3В, его внутреннее сопротивление 1 Ом, сопротивление резисторов R₁= R₂ = 1,75Ом,R₃=2 Ом, R₄ = 6 Ом. Какова сила тока в резисторе R₄?

1. При подключенной внешней напряжение на полюсах источника тока, имеющего ЭДС 15В, равно 9В, а сила тока в цепи 1,5А. Каково внутреннее сопротивление источника тока?

1. В проводнике сопротивлением 2,8 Ом, подключенном к источнику тока с ЭДС 6В, сила тока равна 2А. Определите: внутреннее сопротивление источника тока; силу тока при коротком замыкании.

2. Источник электрической энергии с внутренним сопротивлением 0,5 Ом замкнут никелиновым проводником, длина которого равна 12,5м, а площадь поперечного сечения – 0,5 мм². Определите силу тока в цепи и ЭДС источника тока, если напряжение на его зажимах равно 5,25 В. (удельное сопротивление никелина 0,4 Ом*мм²/м).

3. Каким должен быть диаметр железного проводника, чтобы, замкнув им элемент с ЭДС 1,5В и внутренним сопротивлением 0,2Ом, получить силу тока 0,6 А? Длина проводника равна 5 м. Удельное сопротивление железа = 0,1 Ом*мм²/м.

4. Аккумулятор с внутренним сопротивлением 0,2Ом и ЭДС 2В замкнут проволокой. Определить площадь поперечного сечения проволоки, если сила тока в цепи равна 5А, удельное сопротивление проволоки равно 0,1 * 10^-6 Ом *м, а ее длина равна 5м.

5. Вольтметр, подключенный к зажимам источника с ЭДС 24В, показал 18В. Определить силу тока в цепи и сопротивление источника тока, если сопротивление внешней цепи равно 9 Ом.

Практическая работа

Тема: «Законы электролиза»

1. Какова масса меди, выделившейся за 1 ч на катоде, если сила тока через раствор медного купороса равна 5000 А? Электрохимический эквивалент меди 3,28 * 10^-7 кг/ Кл.

1. При какой силе тока через раствор сульфата цинка ZnSO₄, на катоде за 5ч выделится 30,6 г цинка? Электрохимический эквивалент цинка равен 3,4* 10^-7 кг/Кл.

1. При пропускании электрического тока через раствор медного купороса на катоде выделилось 768г меди за 20 мин при силе тока2А. Определите электрохимический эквивалент меди.

1. Сколько времени длилось никелирование, если на изделие осел слой никеля массой 1,8г при силе тока 2А? Электрохимический эквивалент никеля равен 3* 10^-7кг/Кл.

1. При серебрении изделий пользовались током 5А в течение 15 мин. Какое количество серебра израсходовано за это время? Электрохимический эквивалент серебра равен 1,12 * 10^-6 кг/Кл.

1. За 10 мин в гальванической ванне выделилось 0,67 г серебра. Амперметр, включенный последовательно с ванной, показал 0,90 А. Верно ли показание амперметра?

1. Для серебрения ложек ток пропускался через раствор соли серебра в течение 5ч. Катодом служат 12 ложек, каждая из которых имеет площадь поверхности 50 см^2. Какой толщины слой серебра отложится на ложках при силе тока 1,8А? Электрохимический эквивалент серебра равен 1,12 * 10^-6 кг/Кл, плотность серебра 10500 кг/м³.

1. Через раствор серной кислоты пропустили ток силой 1А в течение 10ч. Определите объем выделившегося водорода при давлении 10⁵ Па и температуре 0⁰С. Электрохимический эквивалент водорода равен 10,36 * 10^-9 кг/Кл.

1. Сколько двухвалентного никеля выделится при электролизе за 5ч при силе тока 10А? Атомная масса никеля 58,71г/моль. Постоянная Фарадея 9,65*10⁴ Кл/моль.

Практическая работа

Тема: «Конденсаторы»

1. Определите толщину диэлектрика конденсатора, электроемкость которого 1400 пФ, площадь перекрывающих друг друга пластин 1,4 * 10^-3м². Диэлектрик - слюда (ε =6).

1. Плоский воздушный конденсатор состоит из двух пластин. Определите емкость конденсатора, если площадь каждой пластины 10^-2м², а расстояние между ними 5 *10^-3 м. Как изменится емкость конденсатора при погружении его в глицерин (ε =56,2)?

1. Площадь пластины слюдяного конденсатора 36 см², толщина слоя диэлектрика 0,14 см. Вычислите энергию электростатического поля конденсатора, если разность потенциалов на его пластинах 300 В, а диэлектрическая проницаемость слюды равна 7.

1. Плоский конденсатор состоит из двух прямоугольных пластин длиной 20 см и шириной 10 см. Расстояние между пластинами равно 2 мм. Какой наибольший заряд можно сообщить конденсатору, если допустимая разность потенциалов не более 3000 В, а диэлектриком является слюда (ε =6)?

1. Разность потенциалов между пластинами плоского воздушного конденсатора 150 В. Площадь каждой пластины 1,2 * 10^-2м², а заряд – 5*10^-9Кл. На каком расстоянии друг от друга находятся пластины?

1. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора равна 10^-2м², а расстояние между ними 5 мм. До какой разности потенциалов был заряжен конденсатор, если при его разрядке выделилось 4,4 * 10^-3 Дж энергии?

1. Определите электроемкость конденсатора, для изготовления которого использовали ленту алюминиевой фольги длиной 2м и шириной 0,1м. Толщина парафинированной бумаги равна 0,1 мм. Какая энергия запасена в конденсаторе, если он заряжен до рабочего напряжения 400В? Диэлектрическая проницаемость парафина равна 2,1

1. Найдите электроемкость плоского конденсатора, изготовленного из алюминиевой фольги длиной 1,5 м и шириной 0,9м. Толщина парафинированной бумаги 0,1 мм. Диэлектрическая проницаемость парафина равна 2.

2. Какой заряд нужно сообщить двум параллельно соединенным конденсаторам, чтобы зарядить их до разности потенциалов 20 000 В, если электроемкости конденсаторов равны 2000 и 1000 пФ?

1. Какую опасность представляют собой обесточенные цепи с имеющимися в них конденсаторами? Что следует сделать после размыкания цепи?

1. Площадь пластины слюдяного конденсатора равна 36 см², а толщина слоя диэлектрика равна 0,14 см. Вычислить емкость, заряд и энергию конденсатора, если разность потенциалов на его пластинах составляет 300 В, а диэлектрическая проницаемость слюды равна 7.

Практическая работа.

Тема: «Механические и звуковые волны».

1. Определите скорость распространения волн в воде, если источник волн колеблется с периодом 5мс. Длина волны 7м.

1. Скорость распространения волны в струне 600 м/с, длина струны 60 см. Найдите собственную частоту основного тона.

1. Колебания, имеющие частоту 500 Гц, распространяются в воздухе. Длина волны 70 см. Найдите скорость распространения колебаний.

1. Скорость распространения звука в стали равна 5 км/с. Какова длина звуковой волны, которая распространяется в стали, если частота колебаний равна 4кГц?

1. Лодка качается в море на волнах, распространяющихся со скоростью 2м/с. Расстояние между ближайшими гребнями волны 6м. Какова частота ударов волн о корпус лодки?

1. В океанах длина волны достигает 300 м; период колебаний в волне равен 13,5с. Какова скорость распространения таких волн?

1. По поверхности воды в озере волна распространяется со скоростью 6м/с. Каковы период и частота колебаний бакена, если длина волны 3м?

1. Динамик подключен к выходу звукового генератора электрических колебаний. Частота колебаний 165 Гц. Определите длину звуковой волны, зная, что скорость звуковой волны в воздухе 330 м/с.

1. Длина звуковой волны в воздухе 2м, а ее скорость — 340 м/с. Чему равна длина этой волны при переходе ее в воду, если скорость звука в воде равна 1,36 км/с?

1. Рыболов заметил, что за 10 с поплавок совершил на волнах 20 колебаний, а расстояние между соседними гребнями волн равно 1,2 м. Какова скорость распространения волн?

1. На озере в безветренную погоду с лодки бросили тяжелый якорь. От места бросания пошли волны. Человек, стоящий на берегу, заметил, что волна дошла до него через 50 с, расстояние между соседними гребнями волн 50 см, а за 5с было 20 всплесков о берег. Как далеко находилась лодка от берега?

Практическая работа.

Тема: «Плавление и кристаллизация».

1. Какое количество теплоты потребуется для плавления 2,6 кг свинца, взятого при температуре 300 К?

1. Какое количество теплоты надо затратить, чтобы 125 г льда, имеющего температуру 268 К, превратить в пар?

1. Масса серебра 10 г. Сколько энергии выделится при его кристаллизации и охлаждении до 60⁰С, если серебро взято при температуре плавления?

1. Какое количество теплоты необходимо для нагревания 1,5 кг льда от температуры -2⁰ С до температуры плавления и превращения его в воду? Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/ кг*С, удельная теплота плавления льда 3,4*105 Дж/кг.

1. Какое количество теплоты потребуется для обращения в воду льда массой 2 кг, взятого при 0 ⁰С, и при нагревании образовавшейся воды до температуры 30⁰С?

1. Определите удельную теплоту плавления свинца массой 4 кг, взятого при температуре плавления, если на этот процесс затрачено 100 кДж теплоты.

1. Сколько энергии выделится при кристаллизации олова массой 30 г температурой 232⁰С?

Практическая работа.

Тема: «Тепловое расширение тел»

1. Железный стержень, имеющий при температуре 273К длину 60 см, был помещен в печь, в результате чего удлинился на 6,5 мм. Определить приближенно температуру печи.

2. На сколько кельвин может повыситься температура 1 км алюминиевого провода, чтобы его удлинение не превышало 230 мм?

3. Почему в летнее время емкости для бензина, керосина, нефти не наполняются до верху?

4. Бидон вместимостью 5л наполнен до краев керосином при 0⁰С, после чего внесен в помещение с температурой 18⁰С и поставлен на поддон. Сколько литров керосина вытекло?

5. Масса медного бруска 10 кг. При какой температуре этот брусок будет иметь объем 1,125 дм³?

6. Объем латунного цилиндра при температуре 325К составляет 425 см³. Определите массу цилиндра.

7. При какой температуре плотность бетона будет равна 2,19 * 10³ кг/м³? Для бетона принять α = 1,2 * 10^-5К^-1.

8. Алюминиевый чайник вместимостью 2 л заполнили водой при температуре 4⁰С. Сколько литров воды вытечет из чайника при его нагревании до температуры 353К?

9. При температуре 273К колба из кварцевого стекла вместимостью 500 см³ заполнена ртутью. Определить коэффициент объемного расширения ртути, если в процессе нагревания колбы до температуры 373К из нее вытекло 8,91 см³ ртути.

Практическая работа.

Тема: «Тепловое расширение тел».

1. Останкинская башня Московского телецентра, сделанная из железобетона, при 273 К имеет высоту 533 м. Какой будет ее высота при +20⁰ С? – 20⁰ С? Для железобетона принять α = 1,2 * 10^-5К^-1.

2. Стальная болванка при температуре 0⁰ С имеет объем 2,8 дм³. Определите ее объем при температуре 525⁰С. Найти плотность стали при этой температуре. Какое количество теплоты было израсходовано для ее нагревания?

3. Стальной стержень при температуре 0⁰ С имеет длину 0,2 м. При какой температуре его длина будет 0,213 м?

4. Какой объем имеет нефть при 0⁰ С, если температуре 20⁰ С ее объем 65 м³?

5. Почему сосуды для перевозки и хранения жидкого топлива, если они находятся в условиях изменяющейся температуры, нельзя заполнять до краев?

6. Нефть налита в цилиндрическую цистерну высотой 2 м. При температуре 0⁰С нефть не доходит до краев цистерны на 0,1 м. Рассчитать при какой температуре нефть начнет выливаться из цистерны?

7. Масса 1 л спирта при 0⁰С равна 0,8 кг. Определить плотность спирта при температуре 15⁰С.

8. При 0⁰ С стеклянная трубка имеет длину 2000 мм. Найти ее длину при 100⁰С.

1. На сколько удлинится медный телеграфный провод на участке длиной 60 м при повышении температуры от 10 до 40⁰С? На сколько укоротится провод при понижении температуры от 10 до – 35⁰С?

1. При температуре t₁ = 10 °C в открытую железную канистру налили V₁ = 20 л бензина, и она оказалась полной. На сколько изменится масса канистры с бензином, если ее внести в помещение, где температура равна t₂ = 30 °С? Температурный коэффициент линейного расширения железа α = 1,2 × 10−5 К⁻¹ температурный коэффициент объемного расширения бензина β = 10⁻³ К−1, плотность бензина ρ_o = 800 кг/м³.

Практическая работа.

Тема: «Влажность воздуха. Поверхностное натяжение.

Смачивание. Капиллярность».

1. Температура воздуха 22⁰ С, а температура точки росы 10⁰ С. Определить абсолютную и относительную влажность воздуха.

1. Сухой термометр психрометра показывает 21⁰С, а влажный – 16⁰ С. Какова относительная влажность воздуха и сколько водяного пара содержится в 1 м³ воздуха?

1. При температуре 12⁰С относительная влажность воздуха 78%. Как изменится относительная влажность при повышении температуры до 18⁰ С?

1. Температура воздуха в помещении 27⁰С, а парциальное давление водяного пара в нем 1,7 кПа. Определить абсолютную и относительную влажность воздуха.

1. Коэффициент поверхностного натяжения керосина равен 24 мН/м. Какую работу совершат силы поверхностного натяжения, если поверхностный слой керосина уменьшится на 20 см²?

1. Спирт поднялся в капиллярной трубке на 12 мм. Найдите радиус трубки. Коэффициент поверхностного натяжения спирта равен 22мН/м, плотность спирта – 800 кг/м³

2. Найдите коэффициент поверхностного натяжения воды, если в капилляре диаметром 1мм она поднимается на высоту 32,6мм.

1. Каким должен быть диаметр капиллярной трубки, чтобы вода поднималась в ней на 3мм? Коэффициент поверхностного натяжения воды равен 73 мН/м.

1. Фитиль поднимает воду на высоту 80 мм. На какую высоту по тому же фитилю поднимается спирт? Коэффициент поверхностного натяжения спирта равен 22 мН/м, плотность спирта равна 800 кг/м³, коэффициент поверхностного натяжения воды равен 73мН/м.

1. Определить массу спирта, поднявшегося в капиллярной трубке при погружении ее в спирт. Диаметр канала трубки 0,4мм. Поверхностное натяжение этилового спирта принять равным 0,02 Н/м.

1. Вычислить поверхностное натяжение жидкости и назвать ее, если для отрыва от поверхности жидкости квадратной рамки со стороной 8,75 см потребовалось усилие 0,035 Н. Масса рамки 2г.

Практическая работа.

Тема: «Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля – Ленца».

1. Сколько электрической энергии будет израсходовано за 30 мин при включении в сеть с напряжением 220В плитки мощностью 660 Вт? Определить силу тока в цепи.

2. Сопротивление нити накала электрической лампы в режиме горения равно 144 Ом, номинальное напряжение равно 120 В. Определите силу тока в лампе, потребляемую мощность и расход энергии за 10 ч горения.

3. Дуговая сварка ведется при напряжении 40В и силе тока 500А. Определить потребляемую мощность и энергию, израсходованную за 30 мин работы.

4. Электрическая лампа мощностью 100Вт включена в сеть с напряжением 220В. Определить сопротивление нити лампы в режиме горения, силу тока в лампе и месячный расход энергии при условии, что в день лампа горит в течение 5ч (Количество дней в месяце считать равным 30).

5. Три лампы с сопротивлением 240Ом каждая соединены параллельно и включены в сеть с напряжением 120В. Определить мощность, потребляемую всеми лампами, общую силу тока и энергию, израсходованную за 8 ч горения ламп.

6. Какое количество теплоты выделилось в реостате, сопротивление которого 6Ом, если за 5 мин через него прошел электрический заряд, равный 600Кл?

7. Определить сопротивление нагревательного элемента кипятильника, работающего от сети с напряжением 220В, если за 20 мин работы в нем выделилось в виде тепла 1156 кДж энергии.

8. Два проводника сопротивлением 5 и 7Ом соединены параллельно и подключены к источнику электрического тока. В первом выделилось в виде тепла 17,6 кДж энергии. Какое количество теплоты выделилось во втором проводнике за то же время?

9. Сколько времени длится нагревание в электрическом чайнике мощностью 800Вт 3л воды от 18⁰С до температуры кипения? КПД чайника равен 87%.

Практическая работа.

Тема: «Сила тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление проводника».

1. Через электрическую лампочку за 5 мин проходит заряд в 150 Кл. Какова сила тока в лампочке?

2. Определите сопротивление медного провода, если при силе тока протекающего в нем тока 10А напряжение на его концах равно 4В.

3. За какое время пройдет через поперечное сечение проводника заряд, равный 10Кл, при силе тока 0,2А?

4. Какова площадь поперечного сечения константановой проволоки сопротивлением3 Ом, если ее длина 1,5м? (удельное сопротивление константана = 0,5Ом* мм²/м)

5. Рассчитайте удельное сопротивление трамвайного провода, если его длина 10 км, сечение 70 мм², а сопротивление 3,5 ом.

6. Сопротивление платиновой проволоки при температуре 20⁰С равно 20 Ом, а при температуре 500⁰С равно 59 ом. Найдите значение температурного коэффициента сопротивления платины.

7. Определите сопротивление алюминиевой проволоки длиной 150см, если площадь ее поперечного сечения 0,1 мм². Каково напряжение на концах этой проволоки, если сила тока в ней 0,5 А? Удельное сопротивление алюминия 0,028 Ом*мм²/м.

8. Масса медного контактного провода на пригородных электрифицированных железных дорогах составляет 890 кг. Определите сопротивление этого провода, если его длина 2 км. Плотность меди рана 8900 кг/м³. Удельное сопротивление меди 0,017Ом*мм²/м.

9. Сколько метров нихромовой проволоки сечением 0,1 мм² потребуется для изготовления спирали электроплитки, рассчитанной на напряжение 220 В и силу тока 4,5А? Удельное сопротивление нихрома 1,1Ом*мм²/м

10. Сварочный аппарат присоединяют в сеть медными проводами длиной 100м площадью поперечного сечения 50 мм². Найдите напряжение на проводах, если сила тока равна 125А. Удельное сопротивление меди 0,017Ом*мм²/м.

11. Найдите сопротивление нихромового стержня диаметром 1 см и массой 3,95 кг. Плотность нихрома 7,9 г/см³. Удельное сопротивление нихрома 1,1Ом*мм²/м.

12. Какой массы надо взять никелиновый проводник площадью поперечного сечения 1 мм², чтобы из него изготовить реостат сопротивлением 10 Ом? Плотность никелина 8,8 г/см^3. Удельное сопротивление никелина 0,4 Ом* мм²/м.

Практическая работа.

Тема: «Соединение проводников».

1. Участок электрической цепи состоит из трех резисторов, соединенных последовательно. Сопротивления первого и второго резисторов равны соответственно R₁= 36 Ом и R₂ =54 Ом. Напряжение на первом резисторе равно 6В. Определите силу тока в участке цепи; напряжение на втором резисторе; сопротивление резистора R₃, если напряжение на нем равно 20В.

2. Три резистора, сопротивления которых 2, 6 и 12 Ом, соединены последовательно и подключены к источнику тока. Напряжение на втором резисторе равно 8В. Найдите напряжения на первом и третьем резисторах.

3. В сеть с напряжением 220 В включены последовательно реостат и 10 ламп сопротивлением 24 Ом каждая, рассчитанные на напряжение 12 В каждая. Определить силу тока в цепи и сопротивление реостата, если он включен полностью.

4. Четыре проводника с сопротивлением по 1,5 Ом каждый требуется соединить так, чтобы получить сопротивление 2 Ом. Как это сделать? Нарисуйте схему.

5. Каково сопротивление каждого из двух проводников, если при их последовательном соединении получается сопротивление 20 Ом, а при параллельном 5 Ом?

6. Чему равна сила тока, протекающего через общую часть электрической цепи, если R₁ = R₂ = 5 Ом, R₃= R₄ = R₅ = 10 Ом?

7. Найдите сопротивления схемы, изображенной на рисунке 88, если R₁ =R₂ =R₃ = 3 Ом, R₄ = 9 Ом.

9. Рассчитайте сопротивление электрической цепи, если R₁ = R₂ = R₃ = R₄ = 1,2 Ом, R₅ =3 Ом.