Чтобы опре­де­лить, за­ря­ди­лись ли ак­ку­му­ля­то­ры, маль­чик решил вос­поль­зо­вать­ся вольт­мет­ром. Чему равна цена де­ле­ния того вольт­мет­ра, ко­то­рый по­дойдёт для из­ме­ре­ния на­пря­же­ния, если сразу после за­ряд­ки на­пря­же­ние на ак­ку­му­ля­то­ре долж­но быть равно 4,8 В?

При стро­и­тель­стве для теп­ло­изо­ля­ции ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся по­ри­стые ма­те­ри­а­лы: дре­ве­си­на, пе­но­пласт, ми­не­раль­ная вата. Какое фи­зи­че­ское свой­ство этих ма­те­ри­а­лов поз­во­ля­ет эф­фек­тив­но при­ме­нять их для ука­зан­ных целей? Объ­яс­ни­те прин­цип дей­ствия дан­ных теп­ло­изо­ля­то­ров.

Све­то­ди­од­ная лампа, рас­счи­тан­ная на на­пря­же­ние 12 В, по­треб­ля­ет мощ­ность 3 Вт. Какой ток идёт при этом через лампу? Ответ за­пи­ши­те в ам­пе­рах.

Из пяти про­во­дов, име­ю­щих оди­на­ко­вые со­про­тив­ле­ния, спа­я­ли изоб­ражённую на ри­сун­ке кон­струк­цию. К кон­так­там (слева и спра­ва) под­клю­чи­ли ом­метр. Что по­ка­жет этот ом­метр, если со­про­тив­ле­ние каж­до­го про­во­да равно 2 Ом?

Иван Ива­но­вич решил про­то­пить дач­ный домик и вклю­чил на­гре­ва­тель. Тем­пе­ра­ту­ра воз­ду­ха в до­ми­ке по­вы­си­лась до +10 °С. Тем­пе­ра­ту­ра земли и воз­ду­ха во­круг дома по­сто­ян­на и равна –2 °С. Счи­тай­те, что про­цесс теп­ло­по­терь в окру­жа­ю­щую среду опи­сы­ва­ет­ся за­ко­ном Нью­то­на–Рих­ма­на. Какая тем­пе­ра­ту­ра уста­но­вит­ся в до­ми­ке, если вклю­чить ещё один такой же на­гре­ва­тель? Ответ за­пи­ши­те в гра­ду­сах Цель­сия.

Маша не любит пить го­ря­чий чай, по­это­му она все­гда раз­бав­ля­ет его хо­лод­ной водой в от­но­ше­нии 2 : 1 (на­при­мер, к 200 г чая до­бав­ля­ет 100 г хо­лод­ной воды). Опре­де­ли­те, какой ста­нет тем­пе­ра­ту­ра на­пит­ка после уста­нов­ле­ния теп­ло­во­го рав­но­ве­сия, если на­чаль­ная тем­пе­ра­ту­ра хо­лод­ной воды 20 °C, а ис­ход­ная тем­пе­ра­ту­ра го­ря­че­го чая 80 °C. Удель­ные теплоёмко­сти воды и чая оди­на­ко­вые. Сме­ши­ва­ние про­ис­хо­дит быст­ро, по­это­му по­те­ря­ми теп­ло­ты можно пре­не­бречь. Ответ за­пи­ши­те в гра­ду­сах Цель­сия.

Для отоп­ле­ния сель­ско­го дома в те­че­ние од­но­го дня тре­бу­ет­ся ко­ли­че­ство теп­ло­ты, рав­ное 195 МДж. Поль­зу­ясь при­ведённой таб­ли­цей, опре­де­ли­те, сколь­ко ку­бо­мет­ров берёзовых дров нужно за­ку­пить, чтобы отап­ли­вать этот дом в те­че­ние 150 дней при не­из­мен­ном ре­жи­ме ра­бо­ты печ­но­го отоп­ле­ния.

Если через за­креплённую ка­туш­ку про­пус­кать по­сто­ян­ный элек­три­че­ский ток, то она от­тал­ки­ва­ет­ся от за­креплённого по­сто­ян­но­го маг­ни­та (см. рис.). На­прав­ле­ние тока, те­ку­ще­го через ка­туш­ку, из­ме­ня­ют на про­ти­во­по­лож­ное. Как в ре­зуль­та­те этого из­ме­нит­ся на­прав­ле­ние силы, дей­ству­ю­щей на маг­нит со сто­ро­ны ка­туш­ки? Крат­ко объ­яс­ни­те ответ.

В элек­три­че­ской цепи, схема ко­то­рой изоб­ра­же­на на ри­сун­ке, ам­пер­метр по­ка­зы­ва­ет ток 10 мА, а вольт­метр по­ка­зы­ва­ет на­пря­же­ние 5 В. Со­про­тив­ле­ние ам­пер­мет­ра 1 Ом, со­про­тив­ле­ние вольт­мет­ра 1 кОм, со­про­тив­ле­ние со­еди­ни­тель­ных про­во­дов очень мало.

1)  Чему равна сила тока, ко­то­рый течёт через вольт­метр?

2)  Опре­де­ли­те со­про­тив­ле­ние ре­зи­сто­ра.

Ответ: 1) мА;    2) Ом.

Два на­гре­ва­те­ля со­еди­не­ны па­рал­лель­но и под­клю­че­ны к элек­три­че­ской сети с на­пря­же­ни­ем 220 В. Пер­вый на­гре­ва­тель, име­ю­щий со­про­тив­ле­ние 200 Ом, помещён в сосуд с 1 кг льда при тем­пе­ра­ту­ре 0 °С. Вто­рой на­гре­ва­тель с со­про­тив­ле­ни­ем 100 Ом помещён в сосуд с 2 кг воды при 0 °С. На­гре­ва­те­ли од­но­вре­мен­но вклю­ча­ют. Всё вы­де­ля­е­мое ими ко­ли­че­ство теп­ло­ты идёт на на­гре­ва­ние воды.

1)  За­пи­ши­те фор­му­лу для вы­чис­ле­ния мощ­но­сти, ко­то­рую вы­де­ля­ет вто­рой на­гре­ва­тель. Чему равна эта мощ­ность?

2)  За­пи­ши­те фор­му­лу для вы­чис­ле­ния вре­ме­ни, ко­то­рое по­тре­бу­ет­ся, чтобы до­ве­сти воду во вто­ром со­су­де до ки­пе­ния. Чему равно это время? Удель­ная теплоёмкость воды c  =  4200 Дж/(кг · °C).

3)  За­пи­ши­те фор­му­лу для вы­чис­ле­ния вре­ме­ни, ко­то­рое по­тре­бу­ет­ся, чтобы до­ве­сти до ки­пе­ния со­дер­жи­мое пер­во­го со­су­да. Во сколь­ко раз это время пре­вы­ша­ет время за­ки­па­ния воды во вто­ром со­су­де? Удель­ная теп­ло­та плав­ле­ния льда λ  =  330 000 Дж/кг.

На­пи­ши­те пол­ное ре­ше­ние этой за­да­чи.

Цель ра­бо­ты: из­ме­ре­ние элек­три­че­ско­го со­про­тив­ле­ния лампы на­ка­ли­ва­ния.

1)  Со­бе­ри­те элек­три­че­скую цепь, со­сто­я­щую из по­сле­до­ва­тель­но со­единённых ис­точ­ни­ка пи­та­ния (4,5 В), ам­пер­мет­ра и лам­поч­ки. Под­клю­чи­те па­рал­лель­но лам­поч­ке вольт­метр. За­пи­ши­те по­ка­за­ния при­бо­ров с ука­за­ни­ем по­греш­но­стей. Счи­тай­те по­греш­но­сти стре­лоч­ных элек­три­че­ских при­бо­ров рав­ны­ми по­ло­ви­не цены де­ле­ния шкалы.

2)  Рас­счи­тай­те ве­ли­чи­ну со­про­тив­ле­ния лам­поч­ки (от­но­ше­ние на­пря­же­ния на лампе к те­ку­ще­му через неё току), ра­бо­та­ю­щей в таком ре­жи­ме. Поль­зу­ясь «ме­то­дом гра­ниц», оце­ни­те по­греш­ность по­лу­чен­ной ве­ли­чи­ны.

3)  Со­бе­ри­те элек­три­че­скую цепь, поз­во­ля­ю­щую уста­но­вить на лам­поч­ке на­пря­же­ние 2,0 В. За­ри­суй­те схему цепи в своей ра­бо­те. Из­мерь­те со­про­тив­ле­ние лампы в этом ре­жи­ме. Оце­ни­те аб­со­лют­ную и от­но­си­тель­ную по­греш­но­сти по­лу­чен­ной ве­ли­чи­ны.

Обо­ру­до­ва­ние: ис­точ­ник пи­та­ния 4,5 В (ба­та­рей­ка 3R12 или три ба­та­рей­ки АА, со­единённые по­сле­до­ва­тель­но с за­кры­ты­ми кон­так­та­ми), со­еди­ни­тель­ные про­во­да, лампа на­ка­ли­ва­ния с но­ми­наль­ным ре­жи­мом 4,8 В, школь­ный ам­пер­метр, школь­ный вольт­метр, пе­ре­мен­ный ре­зи­стор на 10 Ом.

При­ме­ча­ние: можно ис­поль­зо­вать элек­три­че­ские ком­по­нен­ты из на­бо­ра «ГИА-ла­бо­ра­то­рия».