Закон Джоуля-Ленца. КПД —Каталог задач по ОГЭ - Физика

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#76448

Для обеспечения свечения лампы мощностью 40 Вт в течение 10 ч через плотину гидроэлектростанции (ГЭС) высотой 20 м должно пройти 8 т воды. Каков КПД ГЭС?

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

КПД плотины можно записать как отношение полезной работы $A1$ к затраченной работе $A2$ :

A1 η = A2

Полезная работа – это работа по питанию лампы мощностью $P = 40$ Вт в течении времени $t$ :

A1 =P ⋅t

Затраченная работа – это механическая энергия падающей с высоты $h$ воды массой $m$ :

A2 =mgh

Объединяя эти формулы, имеем:

η = P-⋅t mgh

40 ⋅36000 η = 8000⋅10⋅20 =0,9

То есть КПД равен $90%$

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлено полное правильное решение, включающее следующие	3
элементы:
1) верно записано краткое условие задачи;
2) записаны уравнения и формулы, применение которых
необходимо и достаточно для решения задачи выбранным
спосбом (в данном решении: формула КПД, формула полезной работы через мощность, формула затраченной работы через потенциальную энергию)

Правильно записаны необходимые формулы, проведены	2
вычисления и получен ответ (верный или неверный), но допущена
ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ
ИЛИ
Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-
либо числовых расчётов
ИЛИ
Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо
и достаточно для решения задачи выбранным способом, но
в математических преобразованиях или вычислениях допущена
ошибка

Записано и использовано не менее половины исходных формул,	1
необходимых для решения задачи
ИЛИ
Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена
ошибка

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным	0
критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл	3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#75676

Подъёмный кран поднимает равномерно груз 0,5 т на высоту 28,5 м за 30 с. Чему равен КПД двигателя крана, если сила тока, потребляемая краном, равна 25 А, а напряжение на обмотке его двигателя - 380 В.

Камзеева 2024

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

$-Aполезная-- η = Aзатраченная$ Полезная работа - это работа по поднятию груза
Затраченная работа - это работа, совершаемая двигателем.
$η = mgh--= 0,5-⋅103-⋅28,5-=0,5 UI ⋅t 25⋅380⋅30$
$η = 50%$

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлено полное правильное решение, включающее следующие	3
элементы:
1) верно записано краткое условие задачи;
2) записаны уравнения и формулы, применение которых
необходимо и достаточно для решения задачи выбранным
спосбом (в данном решении: формула КПД, формула затраченной работы, формула полезной работы)

Правильно записаны необходимые формулы, проведены	2
вычисления и получен ответ (верный или неверный), но допущена
ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ
ИЛИ
Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-
либо числовых расчётов
ИЛИ
Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо
и достаточно для решения задачи выбранным способом, но
в математических преобразованиях или вычислениях допущена
ошибка

Записано и использовано не менее половины исходных формул,	1
необходимых для решения задачи
ИЛИ
Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена
ошибка

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным	0
критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл	3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#75561

Подъёмный кран поднимает равномерно груз 760 кг на некоторую высоту за 40 с. На какую высоту поднят груз, если напряжение на обмотке двигателя крана равно 380 В, сила тока 20 А, а КПД 50 %?

Камзеева 2024

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

Полезная работа - работу по поднятию груза.
Затраченная работа - работа, которую совершает двигатель.
$η = Aполезная- A затр$
$A полезная = mgh$ ; $Aзатр = IUt$
$mgh- ηIUt 0,5⋅20⋅380⋅40 η = IUt ⇒ h = mg = 760⋅10 = 20 м$

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлено полное правильное решение, включающее следующие	3
элементы:
1) верно записано краткое условие задачи;
2) записаны уравнения и формулы, применение которых
необходимо и достаточно для решения задачи выбранным
спосбом (в данном решении: формула полезной работы, формула затраченной работы, формула КПД)

Правильно записаны необходимые формулы, проведены	2
вычисления и получен ответ (верный или неверный), но допущена
ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ
ИЛИ
Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-
либо числовых расчётов
ИЛИ
Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо
и достаточно для решения задачи выбранным способом, но
в математических преобразованиях или вычислениях допущена
ошибка

Записано и использовано не менее половины исходных формул,	1
необходимых для решения задачи
ИЛИ
Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена
ошибка

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным	0
критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл	3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#75403

В таблице приведена зависимость заряда $q$ , протёкшего через резистор сопротивлением 1 Ом, от времени $t$ . Какое количество теплоты выделится в резисторе за первые 4 секунд, если сила протекающего тока постоянна?


t, c	0	1	2	3	4	5

q, Кл	0	0,5	1	1,5	2	2,5

Камзеева 2024

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

Ток, протекающий через резистор, равен $q I = t = 0,5 A$ .
$Q = I2⋅R ⋅t= 0,52⋅1⋅4 = 1 Дж$

Ответ:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#73910

Какова потребляемая мощность электрического подъёмника, если известно, что за 20 с он равномерно поднимает груз массой 150 кг на высоту 12 м? КПД электродвигателя подъёмника равен 60%.

Банк ФИПИ

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Ответ:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#73909

Найдите силу тяги, которую развивает при скорости 12 м/с электровоз, работающий при напряжении 3 кВ и потребляющий ток 1,6 кА. КПД двигателя электровоза равен 85%.

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Мощность силовой установки:

Pуст = UI,

где $U$ – напряжение на установке, $I$ – сила тока через установку.
Мощность электровоза равна:

P э = Fv,

где $F$ – сила тяги, $v$ – скорость электровоза.
КПД равно:

η = Pэ-100% = Fv-⋅100% Pуст UI

F = -ηUI-- v100%

F = 85%-⋅3000⋅1600 = 340 кН 12⋅100%

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлено полное правильное решение, включающее следующие	3
элементы:
1) верно записано краткое условие задачи;
2) записаны уравнения и формулы, применение которых
необходимо и достаточно для решения задачи выбранным
спосбом (в данном решении: формула КПД, формула полезной мощности, формула затраченной мощности)

Правильно записаны необходимые формулы, проведены	2
вычисления и получен ответ (верный или неверный), но допущена
ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ
ИЛИ
Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-
либо числовых расчётов
ИЛИ
Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо
и достаточно для решения задачи выбранным способом, но
в математических преобразованиях или вычислениях допущена
ошибка

Записано и использовано не менее половины исходных формул,	1
необходимых для решения задачи
ИЛИ
Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена
ошибка

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным	0
критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл	3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#73908

Транспортер равномерно поднимает груз массой 190 кг на высоту 9 м за 50 с. Сила тока в электродвигателе равна 1,5 А. КПД двигателя транспортера составляет 60%. Определите напряжение в электрической сети.

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

КПД двигателя равно:

Aпол η = Aзат ⋅100%,

где $Aпол$ – полезная работа , $Aзат$ – затраченная работа.
Полезная работа равна:

Aпол = mgh,

где $m$ – масса груза, $h$ – высота
Работа затраченная

A = Nt зат

где $N$ – мощность, $t$ – время полёта.
Мощность равна

N =UI,

где $U$ – напряжение, $I$ – сила тока.
Тогда

η = mgh-⇒ U = mgh- UIt ηIt

Считаем:

190⋅10⋅9-- U = 0,6 ⋅1,5⋅50 = 380 В

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлено полное правильное решение, включающее следующие	3
элементы:
1) верно записано краткое условие задачи;
2) записаны уравнения и формулы, применение которых
необходимо и достаточно для решения задачи выбранным
спосбом (в данном решении: формула КПД, формула работы полезной, формула работы затраченной)

Правильно записаны необходимые формулы, проведены	2
вычисления и получен ответ (верный или неверный), но допущена
ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ
ИЛИ
Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-
либо числовых расчётов
ИЛИ
Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо
и достаточно для решения задачи выбранным способом, но
в математических преобразованиях или вычислениях допущена
ошибка

Записано и использовано не менее половины исходных формул,	1
необходимых для решения задачи
ИЛИ
Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена
ошибка

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным	0
критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл	3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#73906

Электровоз, работающий при напряжении 3 кВ и потребляющий ток, равный 1,6 кА, развивает при скорости 12 м/с силу тяги 340 кН. Чему равен КПД двигателя электровоза?

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Мощность силовой установки:

Pуст = UI,

где $U$ – напряжение на установке, $I$ – сила тока через установку.
Мощность электровоза равна:

P э = Fv,

где $F$ – сила тяги, $v$ – скорость электровоза.
КПД равно:

η = Pэ-100% = Fv-⋅100% Pуст UI

3 η = -340⋅310-⋅123-⋅100% = 85% 3⋅10 ⋅1,6⋅10

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлено полное правильное решение, включающее следующие	3
элементы:
1) верно записано краткое условие задачи;
2) записаны уравнения и формулы, применение которых
необходимо и достаточно для решения задачи выбранным
спосбом (в данном решении: формула КПД, формула полезной мощности, формула затраченной мощности)

Правильно записаны необходимые формулы, проведены	2
вычисления и получен ответ (верный или неверный), но допущена
ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ
ИЛИ
Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-
либо числовых расчётов
ИЛИ
Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо
и достаточно для решения задачи выбранным способом, но
в математических преобразованиях или вычислениях допущена
ошибка

Записано и использовано не менее половины исходных формул,	1
необходимых для решения задачи
ИЛИ
Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена
ошибка

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным	0
критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл	3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#73905

КПД электродвигателя подъёмного крана, который равномерно за 20 с поднимает груз массой 152 кг на высоту 12 м, равен 60%. Напряжение в электрической сети составляет 380 В. Чему равна сила тока в электродвигателе?

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

КПД двигателя равно:

Aпол η = Aзат ⋅100%,

где $Aпол$ – полезная работа , $Aзат$ – затраченная работа.
Полезная работа равна:

Aпол = mgh,

где $m$ – масса груза, $h$ – высота
Работа затраченная

A = Nt зат

где $N$ – мощность, $t$ – время полёта.
Мощность равна

N =UI,

где $U$ – напряжение, $I$ – сила тока.
Тогда

η = mgh-⇒ I = mgh- UIt ηUt

-152-⋅10-⋅12- I = 0,6⋅380⋅20 = 4 А

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлено полное правильное решение, включающее следующие	3
элементы:
1) верно записано краткое условие задачи;
2) записаны уравнения и формулы, применение которых
необходимо и достаточно для решения задачи выбранным
спосбом (в данном решении: формула КПД, формула полезной работы, формула затраченной работы)

Правильно записаны необходимые формулы, проведены	2
вычисления и получен ответ (верный или неверный), но допущена
ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ
ИЛИ
Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-
либо числовых расчётов
ИЛИ
Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо
и достаточно для решения задачи выбранным способом, но
в математических преобразованиях или вычислениях допущена
ошибка

Записано и использовано не менее половины исходных формул,	1
необходимых для решения задачи
ИЛИ
Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена
ошибка

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным	0
критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл	3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#69809

Какова потребляемая мощность электрического подъёмника, если известно, что за 20 с он равномерно поднимает груз массой 150 кг на высоту 12 м? КПД электродвигателя подъёмника равен 60%.

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

КПД плотины можно записать как отношение полезной работы $A1$ к затраченной работе $A2$ :

A1 η = A2

Полезная работа – это механическая энергия по поднятию груза на высоту $h= 12м$ , $m = 150кг$

A1 =mgh

Затраченная работа – это мощность электрического подъёмника за время $t= 20c$ :

A2 =P ⋅t

Объединяя эти формулы, имеем:

A1 = η⋅A2

mgh = η⋅P ⋅t

mgh P = η⋅t-= 1500Вт

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлено полное правильное решение, включающее следующие	3
элементы:
1) верно записано краткое условие задачи;
2) записаны уравнения и формулы, применение которых
необходимо и достаточно для решения задачи выбранным
спосбом (в данном решении: формула КПД, формула полезной работы и затраченной работы)

Правильно записаны необходимые формулы, проведены	2
вычисления и получен ответ (верный или неверный), но допущена
ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ
ИЛИ
Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-
либо числовых расчётов
ИЛИ
Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо
и достаточно для решения задачи выбранным способом, но
в математических преобразованиях или вычислениях допущена
ошибка

Записано и использовано не менее половины исходных формул,	1
необходимых для решения задачи
ИЛИ
Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена
ошибка

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным	0
критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл	3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#69806

Высота плотины гидроэлектростанции (ГЭС) составляет 20 м, КПД ГЭС равен 90%. Сколько часов может светить лампа мощностью 40 Вт при прохождении через плотину 8 т воды?

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

КПД плотины можно записать как отношение полезной работы $A1$ к затраченной работе $A2$ :

A1 η = A2

Полезная работа – это работа по питанию лампы мощностью $P = 40$ Вт в течении времени $t$ :

A1 =P ⋅t

Затраченная работа – это механическая энергия падающей с высоты $h$ воды массой $m$ :

A2 =mgh

Объединяя эти формулы, имеем:

t= mgh- ⋅η = 36000 =10 ч P

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлено полное правильное решение, включающее следующие	3
элементы:
1) верно записано краткое условие задачи;
2) записаны уравнения и формулы, применение которых
необходимо и достаточно для решения задачи выбранным
спосбом (в данном решении: формула КПД, формула полезной работы через мощность, формула затраченной работы через потенциальную энергию)

Правильно записаны необходимые формулы, проведены	2
вычисления и получен ответ (верный или неверный), но допущена
ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ
ИЛИ
Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-
либо числовых расчётов
ИЛИ
Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо
и достаточно для решения задачи выбранным способом, но
в математических преобразованиях или вычислениях допущена
ошибка

Записано и использовано не менее половины исходных формул,	1
необходимых для решения задачи
ИЛИ
Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена
ошибка

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным	0
критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл	3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#69805

Три лампы мощностью: $P1 = 50$ Вт, $P2 = 50$ Вт, $P3 = 25$ Вт, рассчитанные на напряжение 110 В, соединены последовательно и подключены к источнику напряжением 220 В. Определите мощность, выделяющуюся на первой лампе.

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Найдем сопротивление ламп:

U21 U21 P1 = R1-⇒ R1 = P1-

2 2 P2 = U1-⇒ R2 = U1- R2 P2

U21- U21- P3 = R3 ⇒ R3 = P3

R0 = R1+ R2 +R3 = 968Ом

Общий ток: $I = UR20$
Тогда мощность, выделяющаяся на первой лампе, равна:

2 2 2 P = I2⋅R1 = U2R21-= U2U12- R0 P1R0

2202⋅1102- P = 50 ⋅9682 = 12,5Вт

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлено полное правильное решение, включающее следующие	3
элементы:
1) верно записано краткое условие задачи;
2) записаны уравнения и формулы, применение которых
необходимо и достаточно для решения задачи выбранным
спосбом (в данном решении: формула мощности, выделяемой в резисторе при протекании тока)

Правильно записаны необходимые формулы, проведены	2
вычисления и получен ответ (верный или неверный), но допущена
ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ
ИЛИ
Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-
либо числовых расчётов
ИЛИ
Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо
и достаточно для решения задачи выбранным способом, но
в математических преобразованиях или вычислениях допущена
ошибка

Записано и использовано не менее половины исходных формул,	1
необходимых для решения задачи
ИЛИ
Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена
ошибка

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным	0
критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл	3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 13#69789

Нагревательный элемент сделан из нихромовой проволоки длиной 8 м и площадью поперечного сечения $2 0,05 мм$ . Определите мощность, потребляемую нагревателем, при включении его в сеть постоянного напряжения 220 В.

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Найдем сопротивление элемента: $ρl- R = S$
где $ρ = 1,1 Ом-⋅ мм2 м$ - удельное электрическое сопротивление (из справочных данных), $l =8$ м - длина проволки, $2 S = 0,05 мм$ .
Мощность равна:

U2 U2⋅S P = R--= -ρ⋅l-

P = 2202-⋅0,05-= 275 Вт 1,1⋅8

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлено полное правильное решение, включающее следующие	3
элементы:
1) верно записано краткое условие задачи;
2) записаны уравнения и формулы, применение которых
необходимо и достаточно для решения задачи выбранным
спосбом (в данном решении: формула сопротивления прямолинейного проводника с током, формула мощности)

Правильно записаны необходимые формулы, проведены	2
вычисления и получен ответ (верный или неверный), но допущена
ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ
ИЛИ
Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-
либо числовых расчётов
ИЛИ
Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо
и достаточно для решения задачи выбранным способом, но
в математических преобразованиях или вычислениях допущена
ошибка

Записано и использовано не менее половины исходных формул,	1
необходимых для решения задачи
ИЛИ
Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена
ошибка

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным	0
критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл	3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 14#53569

К источнику постоянного тока подсоединили две одинаковые лампы (см. рисунок). Чему равна мощность электрического тока, потребляемая каждой лампой, если показания амперметра и вольтметра равны соответственно 2 А и 24 В?

$PIC$

Показать ответ и решение

Напряжение на лампочках равны показанию вольтметр $U$ (так как они соединены параллельно). Пусть сопротивление лампочек равно $R$ , силы тока через лампочки равны $I1$ и $I2$ соответственно (см. рисунок)

Силы тока через лампочки можно найти из закона Ома:

U U I1 = R I2 = R,

следовательно, $I1 =I2$ . Также по закону сохранения заряда сила точка через амперметр равна $I = I1+ I2 = 2I1$ . Мощности на лампочках находятся по формуле:

P = P =UI = UI = UI∕2 = 24В-⋅2 А-= 24 Вт 1 2 1 2 2

Ответ:

Критерии оценки

3 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

1) верно записано краткое условие задачи; (надо писать дано, решение, ответ)

2) записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом (в данном случае: закон Ома для участка цепи, сказано, как подключены лампы в электрической цепи, закон Джоуля-Ленца);

3) выполнены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение по частям (с промежуточными вычислениями)

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Правильно записаны необходимые формулы, проведены вычисления, и получен ответ (верный или неверный), но допущена ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ.

ИЛИ

Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчетов.

ИЛИ

Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом, но в математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Записаны и использованы не все исходные формулы, необходимые для решения задачи

ИЛИ

Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена ошибка

0 баллов ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 15#50748

Три одинаковых резисторов включаются в сеть постоянного напряжения сначала при параллельном соединении, а затем при последовательном. При параллельном подключении за 1 мин резисторы потребляют некоторое количество электрической энергии. За какое время проводники потребляют такую же энергию при последовательном подключении?

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Энергия, т.е. работа, которую совершат проводники при параллельном подключении, можно определить по формуле:

t1⋅U2 A1 = -R1--

где $( )−1 R1 = 1-+ 1-+ 1- = R- R R R 3$ - общее сопротивление цепи из трех параллельных резисторов сопротивлением R; U - потребляемое напряжение; $t 1$ - время работы. То же самое можно рассчитать и при последовательном соединении:

t2⋅U2- A2 = R2

где $R2 =R + R +R = 3R$ - общее сопротивление цепи при последовательном соединении. Так как работы должны быть равны, то приравнивая, получаем:

2 2 t2⋅U--= t1⋅U- R2 R1

откуда

t2 = t1⋅ R2-= 9t1 = 9 мин R1

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлено полное правильное решение, включающее следующие	3
элементы:
1) верно записано краткое условие задачи;
2) записаны уравнения и формулы, применение которых
необходимо и достаточно для решения задачи выбранным
спосбом (в данном решении: закон Джоуля-Ленца, формула расчета сопротивления при параллельном и последовательном подключении проводников)

Правильно записаны необходимые формулы, проведены	2
вычисления и получен ответ (верный или неверный), но допущена
ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ
ИЛИ
Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-
либо числовых расчётов
ИЛИ
Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо
и достаточно для решения задачи выбранным способом, но
в математических преобразованиях или вычислениях допущена
ошибка

Записано и использовано не менее половины исходных формул,	1
необходимых для решения задачи
ИЛИ
Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена
ошибка

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным	0
критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл	3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 16#46676

Участок цепи содержит две лампы, каждая сопротивлением 240 Ом, соединённые параллельно. Лампы включены в сеть, напряжение которой 120 В. Определите мощность, потребляемую участком цепи.

Показать ответ и решение

Так как лампы соединены параллельно, то напряжение на каждой лампе равно 120 В.
Мощность, выделяемую на резисторе можно вычислить по формуле

U2 P = R--

где $U$ – напряжение, $R$ – сопротивление резистора Тогда

2 2 P1 = U- P2 = U-. R1 R2

Общая потребляемая мощность равна

U2- U2- 1202-В2- 1202 В2 P = P1 +P2 = R1 + R2 = 240 Ом + 240 Ом = 120 Вт

Ответ:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 17#46673

Транспортёр равномерно поднимает груз массой 190 кг на высоту 9 м за 50 с. Определите силу тока в электродвигателе, если напряжение в электрической сети 380 В. КПД двигателя транспортёра составляет 60%.

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

КПД двигателя равно:

Aпол η = Aзат ⋅100%,

где $Aпол$ – полезная работа , $Aзат$ – затраченная работа.
Полезная работа равна:

Aпол = mgh,

где $m$ – масса груза, $h$ – высота
Работа затраченная

A = Nt зат

где $N$ – мощность, $t$ – время полёта.
Мощность равна

N =UI,

где $U$ – напряжение, $I$ – сила тока.
Тогда

η = mgh-⇒ I = mgh-= 190 кг⋅10-Н/кг⋅9 м-= 1,5 А UIt ηUt 0,6⋅380 В ⋅50 с

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлено полное правильное решение, включающее следующие	3
элементы:
1) верно записано краткое условие задачи;
2) записаны уравнения и формулы, применение которых
необходимо и достаточно для решения задачи выбранным
спосбом (в данном решении: формула КПД, формула полезной работы, формула затраченной работы, формула мощности (если это требуется))

Правильно записаны необходимые формулы, проведены	2
вычисления и получен ответ (верный или неверный), но допущена
ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ
ИЛИ
Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-
либо числовых расчётов
ИЛИ
Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо
и достаточно для решения задачи выбранным способом, но
в математических преобразованиях или вычислениях допущена
ошибка

Записано и использовано не менее половины исходных формул,	1
необходимых для решения задачи
ИЛИ
Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена
ошибка

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным	0
критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл	3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 18#44777

Чему равно напряжение на концах реостата, если мощность, потребляемая реостатом, равна 30 Вт? Реостат изготовлен из никелиновой проволоки длиной 3 м и площадью поперечного сечения 0,25 мм $2.$

Показать ответ и решение

Напряжение на концах реостата можно вычислить из формулы мощности

U-2 √ ---- P = R ⇒ U = P R

Сопротивление $l- R = ρS$ , где $-Ом-⋅ м-м2 ρ = 0, 4 м$ – удельное сопротивление никелина. Получаем значение напряжения:

∘ ----- ∘ ----------- P ρl 30 ⋅ 0,4 ⋅ 3 U = -S-- = ---0,25--- = 12 В

Ответ:

Критерии оценки

3 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

1) верно записано краткое условие задачи; (надо писать дано, решение, ответ)

2) записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом (в данном случае: формула мощности, формула сопротивления прямолинейного проводника);

3) выполнены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение по частям (с промежуточными вычислениями)

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Правильно записаны необходимые формулы, проведены вычисления, и получен ответ (верный или неверный), но допущена ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ.

ИЛИ

Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчетов.

ИЛИ

Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом, но в математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Записаны и использованы не все исходные формулы, необходимые для решения задачи

ИЛИ

Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена ошибка

0 баллов ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 19#41272

Электровоз, работающий при напряжении 3 кВ и потребляющий силу тока 1,6 кА, развивает силу тяги 340 кН при скорости равномерного движения 43 км/ч. Определите КПД электровоза.

Показать ответ и решение

Мощность силовой установки:

Pуст = UI,

где $U$ – напряжение на установке, $I$ – сила тока через установку.
Мощность электровоза равна:

Pэ = F v,

где $F$ – сила тяги, $v$ – скорость электровоза.
КПД равно:

-Pэ- 340-⋅ 1000-Н-⋅ 43-⋅ 1000∕3600-м/с η = Pуст100% = 3000 В ⋅ 1600 А ⋅ 100% ≈ 85%

Ответ:

Критерии оценки

3 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

1) верно записано краткое условие задачи; (надо писать дано, решение, ответ)

2) записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом (в данном случае: формула мощности силы тока, формула мощности силы, формула КПД);

3) выполнены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение по частям (с промежуточными вычислениями)

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Правильно записаны необходимые формулы, проведены вычисления, и получен ответ (верный или неверный), но допущена ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ.

ИЛИ

Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчетов.

ИЛИ

Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом, но в математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Записаны и использованы не все исходные формулы, необходимые для решения задачи

ИЛИ

Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена ошибка

0 баллов ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 20#39458

В таблице приведена зависимость заряда q, протёкшего через резистор сопротивлением 1 Ом, от времени t. Какое количество теплоты выделится в резисторе за первые 4 секунды, если сила протекающего тока постоянна?


t,c	0	1	2	3	4	5

q, Кл	0	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5

Показать ответ и решение

Количество выделившейся теплоты за время t, можно определить по формуле

2 Q = P ⋅ t = I ⋅ R ⋅ t

Величину тока I=q/t можно вычислить, взяв любую пару значений из таблицы, например,

I = 1∕2 = 0, 5 A

Подставляем числовые значения в первую формулу, получаем:

Q = 0,52 ⋅ 1 ⋅ 4 = 1 Д ж

Ответ:

Критерии оценки

3 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

1) верно записано краткое условие задачи; (надо писать дано, решение, ответ)

2) записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом (в данном случае: закон Джоуля-Ленца, формула силы тока);

3) выполнены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение по частям (с промежуточными вычислениями)

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Правильно записаны необходимые формулы, проведены вычисления, и получен ответ (верный или неверный), но допущена ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ.

ИЛИ

Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчетов.

ИЛИ

Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом, но в математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Записаны и использованы не все исходные формулы, необходимые для решения задачи

ИЛИ

Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена ошибка

0 баллов ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.