Меню

Олимпиадные задачи по физике по электрическому току

Олимпиадные задания по физике 11 класс

Олимпиадные задания по физике 11 класс

Олимпиадные задания по физике 11 класс. Вариант 1

(5 баллов) Два человека одновременно вступают на эскалатор с противоположных сторон и движутся навстречу друг другу с одинаковыми скоростями относительно эскалатора V=2 м/с. На каком расстоянии от входа на эскалатор они встретятся? Длина эскалатора L=100 м, его скорость U=1,5 м/с.

(10 баллов) Вне изолированной удаленной от земли и от других предметов металлической незаряженной сферы радиуса R на расстоянии r от ее центра находится точечный заряд q. Каков потенциал сферы? Ответ обосновать.

(10 баллов) Электрический элемент с вольтамперной характеристикой I=AU 2 (A=const, U>0) подключили к источнику ЭДС. Найти напряжение на элементе, если ЭДС источника равна ε, а внутреннее сопротивление источника — r.

(10 баллов) «Электромагнитная пушка» представляет из себя две параллельные проводящие шины, замкнутые перемычкой-снарядом, которая может свободно перемещаться вдоль шин. Вся конструкция расположена в однородном магнитном поле с индукцией В, линии индукции которого ориентированы перпендикулярно плоскости шин. Выстрел происходит при пропускании электрического тока через шины. Найти скорость снаряда, вылетающего из такой пушки при горизонтальной ее ориентации, если длина шин L, масса снаряда-перемычки m, расстояние между шинами d, сила тока в шинах I.

(10 баллов) В стальном баллоне находится ν1=0,1 моля водорода и ν2=0,1 моля кислорода при температуре t=27 o С. Смесь газов в баллоне поджигают и, после того как реакция закончится, давление внутри баллона увеличивается в 3 раза. Какая температура будет внутри баллона после реакции?

(10 баллов) На гладкой горизонтальной поверхности находится доска массы М и длины L. На краю доски лежит брусок массы m. К бруску приложили горизонтальную силу F такую, что брусок начал скользить по доске. Коэффициент трения между бруском и доской равен μ. Через какое время брусок соскользнет с доски?

  • (15 баллов) На горизонтальной поверхности лежит шланг, заполненный водой, оба отверстия которого закрыты пробками. Один конец шланга подняли на высоту h (второй остался лежать на поверхности) и одновременно вынули обе пробки. Спустя малый промежуток времени t вода в шланге приобрела скорость V. Найти длину шланга.
    1. (5 баллов) Расстояние от пункта А до пункта В, расположенных на берегу реки, катер проходит за время t1=3 ч, обратный путь у катера занимает t2=6 ч. Какое время потребуется катеру, чтобы пройти расстояние от А до В при выключенном моторе? Скорость катера относительно воды постоянна.

  • (10 баллов) Металлический шар радиуса R1, удаленный от земли и от других проводников, имеет потенциал φ1. Его окружают сферической проводящей оболочкой радиуса R2. Чему будет равен потенциал шара, если заземлить оболочку? Ответ обосновать.
  • (10 баллов) Вольт-амперная характеристика некоторого нелинейного электрического элемента имеет вид, показанный на рисунке. Его включают в сеть, напряжение в которой равномерно меняется от нуля до значения 2U за время t. Чему равна работа источника тока за это время?

    (10 баллов) Тонкий стержень длины l и массы m подвесили за концы на двух одинаковых легких нерастяжимых проводящих нитях длиной L в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией В так, что его ось горизонтальна, а нити вертикальны. Затем через нити пропустили заряд q столь быстро, что стержень практически не сместился от положения равновесия. Найти максимальный угол отклонения нитей подвеса от вертикали.

  • (10 баллов) Имеется смесь двух одноатомных газов с молярными массами μ1 и μ2. При температуре газа Т и давлении Р плотность смеси равняется ρ. Какова концентрация n1 атомов первого газа в смеси?
  • (10 баллов) На гладкой горизонтальной поверхности находится доска массы М и длины L. На краю доски лежит брусок массы m. К доске приложили горизонтальную силу F такую, что брусок начал скользить по доске. Коэффициент трения между бруском и доской равен μ. Через какое время брусок упадет с доски?

  • (15 баллов) На горизонтальной поверхности лежит шланг, заполненный водой, оба отверстия которого закрыты пробками. Один конец шланга подняли на высоту h (второй остался лежать на поверхности) и одновременно вынули обе пробки. Спустя малый промежуток времени τ вода в шланге приобрела скорость V. Найти длину шланга.
    1. (5 баллов) По двум параллельным путям равномерно движутся два поезда: товарный, длина которого L1=630 м и скорость V1=48 км/час, и пассажирский длиной L2=120 м со скоростью V2=102 км/час. Какова относительная скорость движения поездов, если они движутся: а) в одном направлении; б) в противоположных направлениях? В течение какого времени один поезд проходит относительно другого?

    (10 баллов) Металлический шар радиуса R соединен тонкой длинной проволокой с землей. На расстоянии r>R от центра шара помещают точечный заряд q. Какой заряд Q приобретает шар? Влияние проволоки на электрическое поле не учитывать. Ответ обосновать.

    (10 баллов) Электрический элемент с вольтамперной характеристикой I=AU 2 (A=const, U>0) подключили к источнику ЭДС. Найти ток в цепи, если ЭДС источника равна ε, а внутреннее сопротивление источника — r.

    (10 баллов) «Электромагнитная пушка» представляет из себя две параллельные проводящие шины, замкнутые перемычкой-снарядом, которая может свободно перемещаться вдоль шин. Вся конструкция расположена в однородном магнитном поле, линии индукции которого ориентированы перпендикулярно плоскости шин. Выстрел происходит при пропускании электрического тока через шины. Найти индукцию магнитного поля, если длина шин L, максимально возможная высота подъема снаряда, вылетающего из такой пушки, равна h (h>>L), масса снаряда-перемычки m, расстояние между шинами d, сила тока в шинах I.

    (10 баллов) В стальном баллоне находится ν1=2 моля водорода и ν2=4 моля кислорода при давлении Р. Смесь газов в баллоне поджигают. Каково будет давление в баллоне, когда реакция закончится, и смесь газов охладится до первоначальной температуры?

    (10 баллов) На гладкой горизонтальной поверхности находится доска массы М и длины L. На краю доски лежит брусок массы m. К бруску приложили горизонтальную силу F такую, что брусок начал скользить по доске. Коэффициент трения между бруском и доской равен μ. Какую скорость будет иметь брусок в момент соскальзывания с доски?

  • (15 баллов) На горизонтальной поверхности лежит шланг, заполненный водой, оба отверстия которого закрыты пробками. Один конец шланга подняли на высоту h (второй остался лежать на поверхности) и одновременно вынули обе пробки. Спустя малый промежуток времени τ вода в шланге приобрела скорость V. Найти длину шланга.
    1. (5 баллов) Скорость велосипедиста равна 10 м/с, а скорость встречного ветра — 4 м/с. Какова скорость ветра относительно велосипедиста? Какой была бы скорость ветра относительно него, если бы ветер был попутный?

  • (10 баллов) Металлический шар радиуса R1, удаленный от земли и от других проводников, имеет потенциал φ1. Его окружают сферической проводящей оболочкой радиуса R2. Каким станет потенциал шара после того, как он на некоторое время будет соединен с оболочкой? Ответ обосновать.
    Читайте также:  Расчет симметричных трехфазных цепей переменного тока
  • (10 баллов) Вольт-амперная характеристика некоторого нелинейного электрического элемента (НЭ) имеет вид, показанный на рисунке. Совместно с резистором, сопротивление которого равно R, его подключают к источнику тока (соединение НЭ и резистора последовательное). Напряжение на клеммах источника меняется во времени по закону U(t)=At (A=const). За какое время tx на резисторе R выделится количество теплоты Q?

    (10 баллов) Тонкий стержень длины L и массы m покоится на горизонтальной плоскости в однородном горизонтальном магнитном поле с индукцией В (стержень перпендикулярен линиям индукции). Затем через стержень за очень малый промежуток времени пропустили электрический заряд (соединительные провода гибкие и невесомые). В результате этого стержень «подпрыгнул» над плоскостью на высоту h. Найти величину заряда q, пропущенного через стержень.

  • (10 баллов) Лазерные трубки одинакового объема V заполняются смесью гелия и неона. Причем количественное (молярное) отношении He:Ne должно быть равно 5:1 при общем давлении смеси газов Р. Имеются баллоны с этими газами одинакового объема V=100V. В баллоне с гелием давление Р1=10Р, в баллоне с неоном давление Р2=4Р1. Какое число трубок можно заполнить? Температура газов одинакова и постоянна.
  • (10 баллов) На гладкой горизонтальной поверхности находится доска массы М и длины L. На краю доски лежит брусок массы m. К доске приложили горизонтальную силу F такую, что брусок начал скользить по доске. Коэффициент трения между бруском и доской равен μ. Какую скорость будет иметь брусок в момент соскальзывания с доски?

    (15 баллов) На горизонтальной поверхности лежит шланг, заполненный водой, оба отверстия которого закрыты пробками. Один конец шланга подняли на высоту h (второй остался лежать на поверхности) и одновременно вынули обе пробки. Спустя малый промежуток времени t вода в шланге приобрела скорость V. Найти длину шланга.

    Источник

    Олимпиадные задания по электродинамике с решениями

    Подборка олимпиадных задач по электродинамике с решениями.

    учитель физики первой

    МБОУ «Гимназия» г.Мензелинска РТ.

    Задача 1. Найдите силу тока, текущего через сопротивление R 5 (см. рисунок), если R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = 10 Ом, R 5 = 3 Ом, U = 12 В. Найдите также общее сопротивление цепи.

    hello_html_m34470238.png

    (№ 3.42. 8-9 классы, Московская городская олимпиада — 1991-8 кл. Источник: Варламов С.Д., Зинковский В.И., Семенов М.В., Старокуров Ю.В., Шведов О.Ю., Якута А.А. Задачи Московских городских олимпиад по физике. 1986-2005. Приложение: олимпиады 2006 и 2007. Под ред. М.В. Семенова, А.А. Якуты – 2-е изд., испр. и доп. – М.: МЦНМО, 2007.)

    hello_html_7245ecd.png

    Приведенную в условии схему можно перерисовать так, как показано на рисунке 3.42. Получившаяся эквивалентная цепь представляет собой мостовую схему, состоящую из одинаковых резисторов с сопротивлениями

    R = R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = 10 Ом. Так как система симметрична, то разность потенциалов между ее точками А и В равна нулю. Поэтому ток через сопротивление R 5 также равен нулю.

    Для того, чтобы определить общее сопротивление цепи, заметим, что сила тока, текущего через резисторы R 1 и R 2 , равна = . Такой же ток течет через резисторы R 4 и R 3 . Следовательно, ток, текущий через источник напряжения, равен I общ = , а общее сопротивление цепи составляет

    R общ = U / I общ = R = 10 Ом.

    Ответ: 0 А; 10 Ом.

    Задача 2. В собранной схеме (см. рисунок) лампочка горит одинаково ярко как при замкнутом, так и при разомкнутом ключе К. Найдите напряжение на лампочке.

    hello_html_7a95f498.png

    (№ 3.44. 9-10 классы, Московская городская олимпиада — 1987-8 кл. Источник: Варламов С.Д., Зинковский В.И., Семенов М.В., Старокуров Ю.В., Шведов О.Ю., Якута А.А. Задачи Московских городских олимпиад по физике. 1986-2005. Приложение: олимпиады 2006 и 2007. Под ред. М.В. Семенова, А.А. Якуты – 2-е изд., испр. и доп. – М.: МЦНМО, 2007.)

    hello_html_m10b82bb8.png

    Обозначим сопротивление лампочки через R , а искомое напряжение на ней – через U . Исходную электрическую цепь с незамкнутым ключом можно изобразить в эквивалентном виде, показанном на рисунке 3.44.1. Тогда напряжение на участке цепи, содержащем параллельное соединение, равно

    U 1 = U + 90  ( U / R ), сила текущего через этот участок тока составляет

    ( U / R ) + (U 1 /180), и закон Ома для данной схемы дает:

    hello_html_m79f0a7f2.png

    После замыкания ключа цепь можно перерисовать, как показано на рисунке 3.44.2. Из него видно, что напряжение на верхнем участке цепи, содержащем два резистора и лампочку, составляет 54 В. Закон Ома для участка цепи имеет вид: U + 180  ( + ) = 54.

    Решая полученные уравнения, найдем, что сопротивление лампочки равно

    R = 30 Ом, а напряжение на ней U = 6 В.

    Задача 3. « Электросалфетка Серпинского».

    Определите сопротивление изготовленного из однородной проволоки контура (рис.4), подключенного за клеммы А и В. Сопротивление одной стороны «внутреннего» треугольника R .

    hello_html_7bb4c91a.png

    (№4, 10 класс, муниципальный этап, 2009 г. Источник: Материалы для подготовки и проведения муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Саратовский государственный университет им. Н.Г.Чернышевского. Саратов, 2009 г.)

    hello_html_5d75c599.jpg

    В силу симметрии схемы токи, текущие в ребрах АС и ВС, равны. (При смене полярности токи должны только поменять направления. С другой стороны, в силу симметрии схемы смена полярности эквивалентна отражению относительно высоты к стороне АВ. А это значит, что узел С можно разделить на два, как показано на рис.10, при этом распределение токов в схеме не изменится. Сопротивление получившейся схемы рассчитывается тривиально:

    Задача 4. «Странный вольтметр».

    hello_html_m674ba470.png

    Во время лабораторной работы ученик подключил последовательно три одинаковых резистора и подключил их к источнику постоянного напряжения (см. рис.2), а затем измерял напряжение на различных участках этой цепи напряжение при помощи вольтметра. Подключенный параллельно всем трем резисторам вольтметр показал 3В, а подключенный параллельно одному резистору (см. рис.2) – 0,8В. Каковы будут показания вольтметра, если его подключить двум резисторам?

    (№4, 9 класс, муниципальный этап, 2010 г. Источник: Материалы для подготовки и проведения муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Саратовский государственный университет им. Н.Г.Чернышевского. Саратов, 2010 г.)

    Очевидно, что U = 3В — напряжение на источнике. Пусть R — сопротивление резистора, R V – сопротивление вольтметра. Тогда при подключении вольтметра к одному резистору общее сопротивление цепи 2 R + = , и показания вольтметра определяется как U 1 = U 0 , откуда находим . Тогда при подключении вольтметра параллельно двум сопротивлениям он покажет U 2 = U 0 = 1,6В.

    Ответ: 1,6 В.

    Задача 5. «Переменный конденсатор».

    Воздушный конденсатор, заряженный до напряжения 120В, подключается параллельно к незаряженному конденсатору таких же геометрических размеров, но заполненному непроводящей жидкостью, относительная диэлектрическая проводимость которой прямо пропорционально напряжению на конденсаторе. При каком коэффициенте пропорциональности этой зависимости напряжение на соединенных конденсаторах станет равным 40В?

    (№4, 11 класс, муниципальный этап, 2010 г. Источник: Материалы для подготовки и проведения муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Саратовский государственный университет им. Н.Г.Чернышевского. Саратов, 2010 г.)

    Заряд воздушного конденсатора до соединения q = CU , где С — его емкость. При параллельном соединении емкости конденсаторов складываются, а суммарный заряд сохраняется. Поэтому q = ( C +  UC ) U . Отсюда получаем уравнение для определения коэффициента пропорциональности  :

    CU = ( C +  UC ) U , решение которого выражается формулой:

    Источник

    

    Мастер-класс по решению олимпиадных задач по физике. Расчет электрических цепей.

    Кузнецова Галина Вячеславовна, учитель физики высшей категории «Гимназии 16 «французской» г. Новосибирска

    Читайте также:  Высокочастотный ток в проводнике

    Мастер-класс по решению олимпиадных задач по физике.

    Расчет электрических цепей.

    Для решения сложных задач необходимо умение решать базовые (простые) задачи.

    Потенциал электрического поля в данной точке-энергетическая характеристика поля, которую можно определить по формуле: = E * d , т.е. не зависит от величины заряда.

    Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц. За направление электрического тока принимается движение положительно заряженных частиц.

    Для понимания электрического тока мы очень часто обращаемся к поведению молекул жидкости. Так, для движения воды (потока, тока воды) необходимо, чтобы ее исток находился по уровню выше устья. Это связано с тем, что на более высоком уровне жидкость обладает большей потенциальной энергией (Еп= mgh ), чем в устье. В результате процесс движения жидкости можно представить приблизительно так:

    t1589741191ab.png

    При чем Еп 1 > Еп 2 . Движение воды происходит в сторону уменьшения потенциальной энергии.

    Если говорить об электрическом токе, то его можно представить аналогичным рисунком:

    t1589741191ac.png

    Т.е. положительный заряд в электрическом поле движется в сторону уменьшения потенциала, как бы скатываясь с горы.

    Напряжение связано с потенциалом формулой U = φ 1 — φ 2 , т.е. напряжение равно разности потенциалов.

    Электрическое сопротивление – сопротивление, оказываемое проводником прохождению по нему электрического тока. При этом , где ρ-удельное сопротивление проводника, l — его длина, S -площадь поперечного сечения.

    Сопротивление в электрической цепи обозначается как

    t1589741191ae.png

    При этом мы считаем, что все сопротивление собрано в резисторе, а проводники сопротивлением не обладают, т.е. являются сверхпроводниками.

    Закон Ома для участка цепи:

    Последовательное соединение

    t1589741191ag.png

    Если последовательно соединены n одинаковых сопротивлений R , то эквивалентное сопротивление всей цепи R экв = R * n

    Параллельное соединение

    t1589741191ah.pngt1589741191ai.png

    Сопротивления R 1 и R 2 лежат между точками с потенциалами и, следовательно, U 1 = U 2 = U

    t1589741191ak.png

    Если параллельно соединены n одинаковых сопротивлений R , то R экв =

    Необходимо найти сопротивление цепи, изображенной на рисунке.

    t1589741191am.png

    Учитывая, что верхняя и нижняя ветви представляют собой последовательные соединения рези c торов R 1 и R 2 , сопротивление каждой ветви определится, как R 1 + R 2 . Тогда эквивалентное сопротивление цепи будет равно

    Можно рассмотреть другое решение этой же задачи.

    Сопротивления каждой из ветвей цепи одинаковое ( R ветви = R 1 + R 2 ), следовательно сила тока в каждой из ветвей одинакова и равна I = . Отсюда очевидно, что падение напряжения на участках АС и А D одинаковое.

    Потенциал в т.А — φ А , потенциал поля в т.В — φ В, в т.С — φ с , в т. D — φ D .

    φ А – φ С = φ А -φ D => φ С = φ D , поэтому точки С и D можно просто соединить проводом, поскольку тока между точками С и D быть не может, а цепь представить в виде:

    t1589741191ap.png

    В этом случае . Результат точно такой же, как и в первом.

    В точке совмещения точек С и D перераспределения токов не происходит. От c юда еще один подход к решению подобных задач, который состоит в том, что если в точке не происходит перераспеделение заряда (тока) , то цепь в этой точке можно разъединить , образуя две разные ветви цепи.

    t1589741191ar.pngt1589741191as.png

    t1589741191at.pngt1589741191au.png

    На рисунке показана цепь, соединяющая 5 резисторов, номиналы которых R 1 =10 Ом, R 2 =30 Ом, R 3 =5 Ом. Определите сопротивление всей цепи.

    t1589741191av.png

    Идея решения состоит в том, что падение потенциала в т.С и т.D (Рис.1) одинаковое вследствие симметричности соединения, а это значит, что φA= φD. Следовательно, на участке СD (Рис.2) тока в цепи не будет. Это означает, что сопротивление R3 можно просто выключить из цепи и преобразовать схему в хорошо нам известную (Рис.3)

    R экв =( R 1 + R 2 )/2

    R экв =(10+30)/2=20 (Ом), что и будет ответом к задаче.

    На плоскости заданы N точек, попарно соединенные одинаковыми сопротивлениями R . Определить сопротивление между любыми двумя точками. Для простоты нарисуем четыре точки, но будем считать, что их N , т.к. в задаче сказано, что найти сопротивление между двумя любыми точками, то найдем его между точками 1 и 2. Вследствие симметричности, все остальные точки попарно будут вести себя точно так же.

    t1589741191aw.png

    Каждая из точек соединена с N -2 точками, потенциалы в которых будут одинаковыми, т.к. сопротивления, соединяющие каждые две из них, равны. Поэтому все точки, с которыми соединена точка 1, можно свести в одну точку с одним и тем же потенциалом для всех ветвей, идущих из т.1. Аналогично можно поступить с т.2. Точки А и В соединим проводником. Точки 1 и 2 так же соединены сопротивлением R . В результате получится схема, эквивалентная данной.

    Заменим изображения цепей эквивалентными схемами:

    t1589741191ax.png

    Сопротивление каждой из параллельных ветвей будет равно: ; .

    Т.к. R 1 = R 2 , то R 12 = R 1 + R 2 =

    Дана следующая схема соединения сопротивлений.

    t1589741191bc.png

    Определить сопротивление между точками А и В.

    Попробуем построить эквивалентную схему, исходя из изображения на чертеже.

    Потенциалы в точках A и D равны φ А , т.к. замкнуты сверхпроводимым проводником, аналогично потенциалы в точках С и В равны φ В .

    Рассмотрим сопротивления, лежащие между точками с потенциалами φ А и φ В , начертив эквивалентную схему. Отметим точки А и В. На чертеже четко видно, какие сопротивления лежат между точками с этими потенциалами. Начертим их.

    t1589741191bd.png

    Очевидно, что это простая схема параллельного соединения, сопротивление которого находится по формуле:

    Задачи для самостоятельного решения

    Задан куб, ребра которого -проводники, имеющие одно и то сопротивление R . Определите сопротивление цепи между точками А и B .

    ( t1589741191bf.pngПодсказки на чертеже)

    t1589741191bg.png
    Алгоритм:

    1. Изобразите на листе бумаги четыре точки, лежащие на одной прямой, и подпишите их в такой последовательности: А, φ 1 , φ 2 , В.
    2. Посчитайте количество сопротивлений, лежащих между точкам А и φ1 и таким же количеством линий соедините эти точки.
    3. Аналогично проделайте это же для пар φ1 и φ2, φ2 и В.
    4. Считая каждую линию, соединяющую точки, сопротивлением R, рассчитайте эквивалентное сопротивление для каждой ветви параллельных соединений.
    5. Рассчитайте эквивалентное сопротивление для всей цепи, учитывая последовательное соединение всех ее участков.

    Задача 6 (из учебника физики11 класс, углубленный уровень)

    Найдите сопротивление пятиконечной звезды, все участки которой обладают одинаковым сопротивлением r . Подводящие провода присоединены к точкам А и К.

    t1589741191bj.png

    1. Замените сопротивления выделенных блоков эквивалентными.
    2. В каждом узле цепи обозначьте соответствующий потенциал.
    3. Удалите сопротивления, соединяющие точки одного потенциала.
    4. Определите вид получившегося соединения и найдите эквивалентное сопротивление все цепи.

    Источник

    Задачи по законам постоянного тока для подготовки к олимпиаде

    Здесь представлено 20 задач по законам постоянного тока для подготовки к олимпиадам по физике из методического пособия В. Грабцевича. Задачи имеют ответы, но предлагаются без готовых решений.

    1. При подключении к батарейке резистора R через неё течёт ток I. При подключении к этой же батарейке резистора R, соединённого последовательно с неизвестным резистором, через неё течёт ток 3I/4. Если же резистор R соединить с тем же неизвестным резистором параллельно и подключить к этой же батарейке, то через неё будет течь ток 6I/5. Найдите сопротивление неизвестного резистора. [ x = R ]

    2. Школьницы Алиса и Василиса решили изготовить самодельные вольтметры из имеющихся в школьной лаборатории миллиамперметров. Алиса соединила миллиамперметр последовательно с резистором сопротивлением R1 = 1 кОм и приклеила на прибор шкалу напряжений, показывающую произведение текущего через миллиамперметр тока I на R1. Василиса собрала ту же схему, используя другой резистор с сопротивлением R2 = 2 кОм, и приклеила шкалу, показывающую произведение IR2. Школьницы решили испытать свои приборы, подключив их к схеме, изображённой на рисунке, с неизвестным напряжением батарейки и неизвестными сопротивлениями резисторов. Прибор Алисы при подключении к контактам 1 и 2 показал напряжение U12 = 1,8 B, к контактам 2 и 3 — напряжение U23 = 1,8 B, к контактам 1 и 3 — напряжение U13 = 4,5 В. Что покажет прибор Василисы при подключении к тем же парам контактов? Внутренним сопротивлением батарейки и миллиамперметров пренебречь. [U = 2 B]

    4. Мы хотим измерить ЭДС батарейки для наручных часов. У нас есть два посредственных, но исправных вольтметра разных моделей. Подключив первый вольтметр к батарейке, мы получили значение напряжения U1 = 0,9 В. Подключив второй вольтметр — U2 = 0,6 В. Недоумевая, мы подключили к батарейке оба вольтметра одновременно (параллельно друг другу). Они показали одно и то же напряжение Uo = 0,45 В. Объясните происходящее и найдите ЭДС батарейки Eo. [ Eo = 1,8 B ]

    5. Многопредельный амперметр представляет собой миллиамперметр с набором сменных шунтов. Им измеряют ток в некоторой цепи. На пределе «1 мА» прибор показал I1 = 1 мА; когда его переключили на предел «3 мА» — I2 = 1,5 мА. Тем не менее прибор оказался исправным — он точно показывает величину протекающего через него тока. Каков истинный ток Iо в цепи без амперметра? [ Io = 2 мА ]

    7. Когда в настольную лампу вставили лампочку, на которой рассеивается мощность P1 = 60 Вт, то оказалось, что на соединительных проводах лампы рассеивается мощность P2 = 10 мВт. Какая мощность будет рассеиваться на соединительных проводах, если поставить лампочку мощностью P3 = 100 Вт? Напряжение в сети в обоих случаях считать равным U = 220 B. [ P4 = 0,027 Вт ]

    8. Знаток физики собрал схему из трех одинаковых резисторов, подключил ее к источнику постоянного напряжения (который можно считать идеальным) и измерил вольтметром напряжение сначала между точками A и D, а потом между точками A и B — получилось U1 = 3 В и U2 = 0.9 В соответственно. Тогда знаток физики соединил точки A и C проводом (сопротивлением которого можно пренебречь) и измерил напряжение между точками B и D. Что он получил? [ U = 2,77 B ]

    9. Утюг устроен следующим образом: его нагреватель выключается, если температура утюга становится больше некоторой температуры t2, и включается, как только его температура падает ниже t1 (эти температуры неизвестны). Если включенный утюг стоит с открытой металлической поверхностью, его нагреватель работает в среднем k = 1/4 всего времени. При этом мощность теплоотдачи можно считать постоянной. Если утюгом начинают гладить, то промежуток времени между последовательными моментами включения нагревателя становится в n = 4/3 раза меньше. В этом случае мощность теплоотдачи также остается постоянной. Какую часть времени он работает в среднем во втором случае? [Нагреватель утюга будет работать в течение половины времени.]

    11. Два одинаковых вольтметра, соединенных последовательно, при подключении к источнику тока показывают напряжение U1 = 4,5 B каждый. Если к тому же источнику подключить один вольтметр, он показывает напряжение U2 = 8 B. Чему равна ЭДС источника? [ E = 10,3 B ]

    13. При подключении к батарее резистора на нем выделяется мощность W1 = 12 Вт. При этом КПД системы, состоящей из резистора и батареи, оказался равным η = 0,5. Найти КПД системы при подключении к батарее другого резистора, на котором выделяется мощность W2 = 9 Вт. [ 0,75 либо 0,25 ]

    14. При замкнутом ключе K через первый амперметр A1 идет ток I1 = 3 A, а через второй — I2 = 1 A. Включенные в схему источники одинаковые. Внутреннее сопротивление источников и амперметров много меньше сопротивления резисторов. Какой ток I будет протекать через амперметр A1, если разомкнуть ключ K? [ I ≈ 3,4 A ]

    18. Проволочное кольцо включено в цепь, по которой проходит ток 9 A. Контакты делят длину кольца в отношении 1:2. При этом в кольце выделяется мощность 108 Вт. Какая мощность при той же силе тока во внешней цепи будет выделяться в кольце, если контакты разместить по диаметру кольца? [P2 = 121,5 Вт]

    19. Цепь собрана из одинаковых резисторов и вольтметров. Первый вольтметр показывает U1 = 4 B, а третий — U3 = 2 B. Каково показание второго вольтметра? [U2 ≈ 2,6 B]

    20. Лабораторная электроплитка, сопротивление спирали которой R = 20 Ом, включена в сеть последовательно с резистором, сопротивление которого Ro = 10 Ом. При длительной работе плитка нагрелась от комнатной температуры to = 20 °С до температуры t1 = 52 °С. До какой температуры нагреется плитка, если параллельно ей включить еще одну такую же плитку? [tx = 38 °C]

    Источник

    Задания олимпиады по электротехнике
    олимпиадные задания на тему

    Скачать:

    Вложение Размер
    олимпиадное задание 153.5 КБ

    Предварительный просмотр:

    Департамент образования и науки Кемеровской области

    Государственное автономное образовательное учреждение

    Среднего профессионального образования

    Кузбасский техникум архитектуры, геодезии и строительства

    Олимпиада по электротехнике

    Разработала: преподаватель Бормотова Т.А.

    ОБ ОЛИМПИАДЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

    1. Общие положения
    1. Настоящее Положение об Олимпиаде по дисциплине «Электротехника» (далее – Олимпиада) определяет правила организации и проведения Олимпиады, ее организационно-методическое обеспечение, правила участия в Олимпиаде и определения победителей и призеров, а также права победителей и призеров Олимпиады.
    1. Организатором Олимпиады является Государственное автономное образовательное учреждение Среднего профессионального образования Кемеровской области «Кузбасский техникум архитектуры, геодезии и строительства» (далее – техникум).
    2. Олимпиада проводится в рамках педагогического фестиваля техникума в соответствии с Порядком проведения олимпиад студентов техникума.
    1. Цели и задачи проведения Олимпиады
    • Привлечения наиболее талантливых студентов в сферу развития электрической техники;
    • выявление умения студентов ориентироваться в современных электротехнических реалиях: оценить понимание роли современного этапа развития электротехники;
    • оценка творческих возможностей обучающихся в решении нестандартных электротехнических задач;
    • повышение технического уровня, развитие творческих способностей студентов техникума
    1. Порядок проведения олимпиады
    1. Олимпиада проводится в один этапа с тремя видами теоретических заданий.
    2. Олимпиада проводится в кабинете «Электротехника» первого корпуса техникума.
    3. Участникам Олимпиады допускается использовать чертежный инструмент и калькулятор.
    4. Рабочим языком проведения Олимпиады является русский язык.
    5. Олимпиада проводится в следующие сроки:

    17 марта 2014г. Начало в 10-45

    17 марта 2014г. Окончание в 13-00

    1. К участию в Олимпиаде допускаются студенты, обучающиеся по очной программе обучения на 2-м курсе техникума по специальностям «Прикладная геодезия», «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений», «Строительство и эксплуатация дорого и аэродромов», «Техническая эксплуатация подъёмно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования» и профессиям «Электрогазосварщик», «Машинист дорожных и строительных машин», «Мастер отделочных и строительных работ», «Мастер сухого строительства». При предъявлении документов, удостоверяющих личность участника (студенческого билета), на основании утвержденного списка участников.
    2. Подведение итогов Олимпиады проводится по результатам личного (индивидуального) зачета.
    1. Жюри Олимпиады:
    • проверяет и оценивает результаты выполнения олимпиадных заданий участниками Олимпиады;
    • определяет кандидатуры победителей и призеров Олимпиады;
    • рассматривает совместно с оргкомитетом Олимпиады и методической комиссией Олимпиады апелляции участников Олимпиады;
    • В состав жюри входит 3 человека из числа преподавателей техникума и студентов старшего курса (преподаватель электротехники Бормотова Т.А, преподаватель физики Смотрова Е.В, студент 3 курса гр. 11д Маслов А)

    Источник