Физика · Пробное ЕНТ

Постоянный ток: тест ЕНТ

Проверьте знания по теме «Постоянный ток» в формате тематической подготовки к ЕНТ. В тесте 20 вопросов: выберите один ответ и сразу получите объяснение.

20 вопросов4 варианта ответаПроверка сразуОбъясненияБез регистрации

Вопрос 1 из 20Правильных ответов: 0

✓

Тест завершён

Ваш результат по теме «Постоянный ток»

0 / 20

Другие тесты по физике

Подготовка к ЕНТ: Постоянный ток

Тематический тест помогает проверить не весь курс, а конкретный раздел «Постоянный ток». Такой формат удобен для повторения после урока, самостоятельной подготовки и поиска слабых мест.

Как работать с результатом

Не ограничивайтесь итоговым числом правильных ответов. Обратите внимание, какие понятия были перепутаны и почему выбранный вариант показался верным. После объяснения попробуйте своими словами сформулировать правило или физический закон или условие применения формулы.

Повторное прохождение имеет смысл после короткого повторения темы. Цель — понимать связь между физическими величинами, законами и условиями задачи, а не запоминать расположение ответов.

Постоянный ток

Сначала определите структуру цепи, затем учитывайте источник и распределение токов

В задачах на постоянный ток важно различать напряжение на участке и ЭДС источника, правильно сворачивать последовательные и параллельные соединения, учитывать внутреннее сопротивление, а в разветвлённых цепях применять законы Кирхгофа.

01 Разберите схему Определите последовательные и параллельные участки

02 Учтите источник Проверьте ЭДС, внутреннее сопротивление и полярность

03 Найдите токи и напряжения Используйте закон Ома и при необходимости правила Кирхгофа

04 Рассчитайте энергию Проверьте мощность, работу, нагрев и КПД

Сила тока и напряжение

Сила тока показывает заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за единицу времени. Напряжение характеризует работу электрического поля при переносе единичного заряда.

I = \frac{q}{t}

U = \frac{A}{q}

За направление электрического тока условно принимают направление движения положительных зарядов.

Закон Ома для участка цепи

Для омического проводника при неизменных физических условиях сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.

I = \frac{U}{R}

U = I R

Сопротивление проводника

Сопротивление однородного проводника зависит от его материала, длины и площади поперечного сечения. Для круглой проволоки особенно важно помнить квадратичную зависимость площади от диаметра.

R = ρ \frac{l}{S}

S = \frac{π d^{2}}{4}

R = R_{0} [1 + α (t - t_{0})]

Линейную температурную зависимость сопротивления металла используют в пределах температур, где такое приближение допустимо.

Последовательное и параллельное соединение

R_{посл} = R_{1} + R_{2} + \dots

\frac{1}{R_{пар}} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + \dots

R_{пар} = \frac{R_{1} R_{2}}{R_{1} + R_{2}}

При последовательном соединении ток одинаков во всех элементах. При параллельном соединении одинаково напряжение на ветвях.

Полная цепь и внутреннее сопротивление

Реальный источник характеризуется ЭДС и внутренним сопротивлением. Часть энергии внутри источника теряется на его внутреннем сопротивлении.

I = \frac{ε}{R + r}

U = ε - I r = I R

I_{кз} = \frac{ε}{r}

Формула напряжения на зажимах с вычитанием падения напряжения на внутреннем сопротивлении относится к режиму, когда источник отдаёт энергию во внешнюю цепь.

Работа, мощность и закон Джоуля–Ленца

A = U I t = U q

P = U I = I^{2} R = \frac{U^{2}}{R}

Q = I^{2} R t

При сравнении мощностей сначала выясните, что сохраняется неизменным: ток, напряжение или параметры источника.

Соединение одинаковых источников

Для одинаковых источников простые формулы зависят от способа соединения. При параллельном соединении предполагают одинаковые ЭДС и одинаковые внутренние сопротивления.

ε_{посл} = n ε, r_{посл} = n r

ε_{пар} = ε, r_{пар} = \frac{r}{n}

При встречном включении источников их ЭДС учитываются с противоположными знаками.

Правила Кирхгофа

Если цепь нельзя свести к простому последовательному и параллельному соединению, используют законы сохранения заряда и энергии.

\sum I = 0

\sum I R = \sum ε

Направления токов можно выбрать произвольно. Отрицательное значение найденного тока означает, что его реальное направление противоположно выбранному.

Измерительные приборы

Для расширения предела амперметра используют параллельный шунт, а для расширения предела вольтметра — последовательное добавочное сопротивление.

I_{A} R_{A} = I_{ш} R_{ш}

R_{общ} = \frac{U_{нов}}{I_{V}}

Максимальная мощность нагрузки

Для источника с постоянными ЭДС и внутренним сопротивлением мощность внешнего резистора зависит от сопротивления нагрузки и имеет максимум.

P_{R} = \frac{ε^{2} R}{{(R + r)}^{2}}

P_{макс} = \frac{ε^{2}}{4 r}, R = r

Режим максимальной мощности нагрузки не совпадает с режимом максимального КПД источника.

Энергетика полной цепи

Мощность источника распределяется между внешней цепью и внутренними потерями

При работе источника часть мощности передаётся нагрузке, а часть выделяется внутри самого источника. Поэтому напряжение на нагрузке при протекании тока обычно меньше ЭДС.

P_{ист} = ε I

P_{наг} = I^{2} R

P_{внутр} = I^{2} r

Алгоритм

Как решать расчётную задачу

Сверните внешнюю цепь

Сначала найдите эквивалентное сопротивление простых последовательных и параллельных участков.

Добавьте внутреннее сопротивление

Если источник неидеальный, внутреннее сопротивление участвует в расчёте тока полной цепи.

Вернитесь к отдельным ветвям

После нахождения общего тока определите напряжения участков и токи в параллельных ветвях.

Проверьте баланс

Сумма токов в узле и баланс мощностей помогают обнаружить арифметическую или логическую ошибку.

Частые ошибки

Что особенно важно не перепутать

ЭДС и напряжение на зажимах

При ненулевом токе и внутреннем сопротивлении эти величины в общем случае не равны.

Внутреннее сопротивление забыто

Для полной цепи ток определяется суммой внешнего и внутреннего сопротивлений.

Перепутано соединение

При последовательном соединении одинаков ток, при параллельном — напряжение.

Диаметр вместо площади

Если диаметр проволоки уменьшается в несколько раз, площадь сечения изменяется в квадрат этого коэффициента.

Неверная формула мощности

Формулы мощности эквивалентны, но при сравнении состояний важно учитывать, какая величина действительно остаётся постоянной.

Неверная полярность источника

При встречном включении источников ЭДС нельзя просто складывать по модулю: знак определяется направлением обхода цепи.