Цахилгаан эрчим хүч болон чадлын жишээ асуултууд болон томъёонууд
Эрчим хүч ба цахилгаан эрчим хүч
1. Нэг кВт.ц цахилгааны үнэ 400 рупи байна. Айл гэрт 100 ваттын телевизор өдөрт дунджаар 4 цаг ажилладаг бөгөөд тус бүр нь 20 ваттын хоёр чийдэнг өдөрт 10 цаг ашигладаг. Сарын (30 хоног) цахилгааны хэрэглээний зардал нь....
А. 4.800 рупи,-
Б. 9.600 рупи,-
C. Rp. 19.200,-
Д. Рп. 21.120,-
Хэлэлцүүлэг
Энэ нь мэдэгдэж байгаа зүйл:
Цахилгааны тариф нь 400 рупи/кВт.ц байна.
Зурагтын чадал = 1 x 100 Ватт = 100 Ватт, зурагтын ашиглалтын хугацаа = 4 цаг x 30 = 120 цаг
Дэнлүүний чадал = 2 x 20 Ватт = 40 Ватт ба дэнлүүний ашиглалтын хугацаа = 10 цаг x 30 = 300 цаг
Асуусан: Сард зарцуулсан цахилгааны зардал
Хариулт:
Цахилгаан эрчим хүч = цахилгаан эрчим хүч x ашиглалтын хугацаа
Зурагтын цахилгаан эрчим хүч = 100 Ватт x 120 цаг = 12.000 Ватт цаг
Чийдэнгийн эрчим хүч = 40 Ватт x 300 цаг = 12.000 Ватт цаг
Нийт эрчим хүч = 12.000 Ватт цаг + 12.000 Ватт цаг = 24.000 Ватт цаг = 24 кило Ватт цаг = 24 кило Ватт цаг = 24 кВт.ц
Сард зарцуулах цахилгаан эрчим хүчний зардал = (24 кВт.ц) (400 рупи/кВт.ц) = (24) (400 рупи) = 9.600 рупи,-
Зөв хариулт нь Б.
2. 24 Ватт / 12 Вольт гэсэн шошготой хоёр чийдэнг зэрэгцээ холбож, дараа нь 2 Ом резистороор цуваа холбосон. Дараа нь энэ хэлхээг хүчдэлийн эх үүсвэрт холбосон тул хоёр чийдэн хамгийн их гэрлийнхээ зөвхөн 25%-иар гэрэлтдэг. Хэрэв нэг чийдэн гэнэт тасарвал нөгөө чийдэн нь цахилгаанаар асна....
А. 12 Ватт
B. 7,5 Ватт
C. 6 Ватт
D. 3 Ватт
Хэлэлцүүлэг
Чадлын томъёо:
P = VI
I = PV
эсвэл
P = VI —–> I = V / R
P = V (V / R)
P = V2 / Р
R = V2 / П
эсвэл
P = VI —–> V = IR
P = (IR) I
P = I2 R
I2 = P / R
Тайлбар: P = цахилгаан эрчим хүч, V = цахилгаан хүчдэл, I = цахилгаан гүйдэл, R = чийдэнгийн эсэргүүцэл
Хэлхээний эсэргүүцлийг тооцоолно уу:
Хоёр чийдэнг тус бүр нь 24 Ватт / 12 Вольт гэж тэмдэглэсэн бөгөөд энэ нь 12 вольтын хүчдэлд холбогдсон үед чийдэн бүр хамгийн ихдээ 24 Ватт хүчээр асна гэсэн үг юм.
Дэнлүү бүрийн эсэргүүцлийг чадлын томъёогоор тооцоолно:
R = V2 / P = 122 / 24 = 144 / 24 = 6 Ом
Хоёр чийдэн зэрэгцээ холбогдсон тул эквивалент эсэргүүцэл нь:
1 / R12 = 1/R1 +1/R2 = 1/6 + 1/6 = 2/6
R12 = 6/2 = 3 Ом
Хоёр чийдэнг 2 Ом резистороор цуваа холбосон тул эквивалент эсэргүүцэл нь:
R = 3 Ом + 2 Ом = 5 Ом
Тиймээс хэлхээний эсэргүүцэл = R = 5 Ом.
Хэлхээнд урсаж буй цахилгаан гүйдлийг тооцоолно уу:
Хэрэв хоёр гэрэл хоёулаа 25%-ийн гэрэлтүүлгийн түвшинд асаалттай байвал хоёр гэрэл хоёулаа 25/100 x 24 Ватт = 1/4 x 24 = 24/4 = 6 Ватт хүчээр асаалттай байна.
Дэнлүүгээр урсаж буй цахилгаан гүйдлийг дараах хүчний томъёогоор тооцоолно.
I2 = P / R = 6 Ватт / 6 Ом = 1 Ампер
Дэнлүү тус бүрээр урсаж буй цахилгаан гүйдэл нь 1 Ампер байна. Хоёр дэнлүү зэрэгцээ холбогдсон тул Кирхгофын нэгдүгээр хуулийн дагуу хоёр дэнлүүгээр урсаж буй нийт цахилгаан гүйдэл нь 2 Ампер байна. Хоёр дэнлүүг 2 Ом резистороор цуваа холбосон тул 2 Ом резистороор урсаж буй цахилгаан гүйдэл нь мөн 2 Ампер байна.
Тэгэхээр хэлхээнд урсаж буй цахилгаан гүйдэл = I = 2 Ампер.
Цахилгаан соронзон орны эх үүсвэрийн хүчдэлийг тооцоолно уу:
Цахилгаан хүчдэл нь:
V = IR = (2 Ампер)(5 Ом) = 10 Вольт
Энэ бол лампуудын аль нэг нь эвдэрснээс өмнө эсвэл лампуудын аль нэг нь эвдэрсний дараа утга нь өөрчлөгддөггүй EMF эх үүсвэрийн хүчдэл юм.
Гэрлийн аль нэг нь тасарсны дараа хэлхээний эсэргүүцлийг тооцоолно уу:
Хэрэв нэг гэрэл эвдэрвэл асаалттай байгаа нөгөө гэрэл нь 2 Ом резистороор цуваа холбогдоно. Тиймээс хэлхээний эсэргүүцэл дараах байдалтай өөрчлөгдөнө:
R = 6 Ом + 2 Ом = 8 Ом
Гэрлийн аль нэг нь тасарсны дараа хэлхээнд урсах цахилгаан гүйдлийг тооцоолно уу:
Хэлхээнд гүйж буй цахилгаан гүйдэл нь:
I = V / R = 10 Вольт / 8 Ом = 1,25 Ампер
Дэнлүү болон резисторыг цуваа холбосон бөгөөд хэлхээнд урсаж буй цахилгаан гүйдэл нь дэнлүүнд урсаж буй цахилгаан гүйдэл нь резистороор урсаж буй цахилгаан гүйдэл юм.
Дэнлүүний хүчийг тооцоол:
Нэг гэрэл унтарсны дараа бусад гэрэл дараах хүчээр гэрэлтдэг:
P = VI = (10 вольт)(1,25 ампер) = 12,5 ватт
Электроны хөдөлгөөн
3. Электроны масс нь 9,1 x 10 гэж мэдэгддэг-31 кг ба электрон цэнэг 1,6 x 10-19 C. Электроныг 1 x 10 хурдаар хурдасгахад шаардагдах потенциалын зөрүү5 м/с нь 3 x 10 болно5 м/с нь….
А. 28,4375 мВ
B. 56,875 мВ
C. 113,75 мВ
D. 227,5 мВ
Хэлэлцүүлэг
Энэ нь мэдэгдэж байгаа зүйл:
Электрон масс (м) = 9,1 x 10-31 kg
Электроны цэнэг (q) = 1,6 x 10-19 C
Анхны хурд (v)o) = 1 x 105 м/с —> vo2 = 1 х 1010 m2/s2
Эцсийн хурд (v)t) = 3 x 105 м/с —> vt2 = 9 x 1010 м2/s2
Асуусан: Электроныг хурдасгахад шаардлагатай потенциалын зөрүү (V)
Хариулт:
Цахилгаан потенциал энергийн өөрчлөлт = q V = (1,6 x 10-19 C) V
Кинетик энергийн өөрчлөлт = EKt – ЭКo = 1/2 м (v)t2 - vo2) = 1/2 (9,1 x 10-31 кг)(9 x 1010 m2/s2 - 1 х 10 байна10 m2/s2) = (4,55 x 10-31 кг)(8 x 1010 m2/s2) = 36,4 x 10-21 кг м2/s2
Цахилгаан потенциал энерги нь кинетик энерги болж хувирдаг тул энерги нь мөнхийн юм:
EPL хожигдсон = EK гарч ирэв
(1,6х10-19) V = 36,4 x 10-21
V = 36,4 x 10-21 / 1,6 x 10-19
V = 22,75 x 10-2 Вольт
V = 227,5 x 10-3 Вольт
V = 227,5 миллиВольт
Зөв хариулт нь D.
4. 2011 оны 56-р түвшний бага сургуулийн сурагчдад зориулсан улсын шинжлэх ухааны олимпиадын асуултууд
Лабораторид электроны цацраг хойд зүг рүү чиглэн харвадаг. Дээрээс харахад цацраг зүүн тийш муруйж байгааг ажигладаг. Дараа нь өмнө зүг рүү чиглэн электроны цацраг харвадаг. Дээрээс харахад цацраг зүүн тийш муруйж байгааг ажигладаг. Энэ нь ... гэсэн үг юм.
A. баруун тийш чиглэсэн цахилгаан орон
B. зүүн тийш чиглэсэн цахилгаан орон
C. дээш чиглэсэн соронзон орон
D. доош чиглэсэн соронзон орон
Хэлэлцүүлэг
Электронууд нь цахилгаан цэнэгтэй бөгөөд цахилгаан эсвэл соронзон орон дотор байх үед цахилгаан эсвэл соронзон хүчний нөлөөгөөр хөдөлж чаддаг. Ялгаа нь цахилгаан хүч нь электронуудыг тайван байх үед болон хөдөлж байх үед нь хөдөлгөж чаддаг бол соронзон хүч нь электронуудыг зөвхөн хөдөлж байх үед нь хөдөлгөж чаддагт оршино.
Өөр нэг ялгаа нь цахилгаан хүч нь цахилгаан оронтой ижил чиглэлд байдаг бол соронзон хүч нь соронзон оронтой перпендикуляр байдаг. Тиймээс, хэрэв электроныг цахилгаан хүч хөдөлгөвөл түүний хөдөлгөөний чиглэл нь цахилгаан орны чиглэлтэй ижил байна. Үүний эсрэгээр, хэрэв электроныг соронзон хүч хөдөлгөвөл түүний хөдөлгөөний чиглэл нь соронзон орны чиглэлтэй перпендикуляр соронзон хүчний чиглэлтэй ижил байна.
Дээрх асуултад үндэслэн электроныг хойд зүг рүү чиглүүлэхэд зүүн тийш (баруун тийш), өмнө зүг рүү чиглүүлэхэд зүүн тийш (зүүн тийш) хазайдаг бололтой. Хэрэв электроныг цахилгаан хүчний нөлөөгөөр хазайвал цахилгаан орны чиглэлтэй ижил цахилгаан хүчний чиглэл үргэлж өөрчлөгдөж байдаг. Цахилгаан орны чиглэл тогтмол байх ёстой. Тиймээс электроныг цахилгаан хүчний нөлөөгөөр хазайдаггүй.
Соронзон хүч нь электронуудыг хазайлгдаг гэж дүгнэж болно. Соронзон хүчний чиглэл (электронуудын хазайсан чиглэл), соронзон орны чиглэл, электронуудын асах чиглэлийг тодорхойлохын тулд баруун гарын дүрмийг ашиглана уу.
Доор тайлбарласны дагуу баруун гарын дүрмийг хэрэгжүүлнэ үү. Баруун гараа сунгаад, эрхий хуруугаа тэгшлээд, үлдсэн дөрвөн хуруугаа хаа. Эрхий хуруугаа хойд зүг рүү (электроны хөдөлгөөний чиглэл), дөрвөн хуруу чинь баруун зүг рүү (соронзон хүчний чиглэл = электроны хазайлтын чиглэл) чиглүүлж байрлуул, тэгвэл баруун гарын ар тал доошоо (соронзон орны чиглэл) чиглүүлнэ. Үүний эсрэгээр, эрхий хуруугаа өмнө зүг рүү (электроны хөдөлгөөний чиглэл) чиглүүлж, дөрвөн хуруу чинь зүүн зүг рүү (соронзон хүчний чиглэл = электроны хазайлтын чиглэл) чиглүүлж байрлуул, тэгвэл баруун гарын ар тал доошоо (соронзон орны чиглэл) чиглүүлнэ. Электрон доошоо чиглэсэн соронзон орон дотор байна гэж дүгнэж болно.
Зөв хариулт нь D.
Асуултын эх сурвалж:
Бага сургуулийн физикийн OSN асуултууд
