НЕСФ 2016, 8. клас — Задача 2. Крушки, резистор и реостат
Национално есенно състезание по физика, 26 – 27 ноември 2016 г., Велинград — Тема за 8. клас · 26 ноември 2016 г. · 10 т.
Бележка за датата в източника
В заглавката на условията е отпечатано „26 – 27 ноември 2015 г., Велинград“, а в заглавката на съответните решения — „26 – 27 ноември 2016 г., Велинград“.
Условие
Двете части на задачата са независими!
Част 1.
Две крушки достигат нормалните си работни мощности и , ако поотделно всяка от тях се включи към източник на напрежение от 12 V.
а) Намерете съпротивлението на всяка от крушките. [1 т.]
б) С каква мощност ще светят крушките, ако двете се свържат последователно към същия източник? Изразете отговора в проценти спрямо нормалната работна мощност на всяка крушка. [4 т.]
Приемете, че съпротивленията на крушките са постоянни.
Част 2.
Резистор със съпротивление и реостат с променливо съпротивление са свързани последователно към източник на напрежение .
а) Какво трябва да е съпротивлението на реостата, за да може напрежението в краищата на резистора да е ? [1 т.]
Нека успоредно на резистора със съпротивление се свърже електрическа крушка – Фиг.1. Крушката има нормална работна мощност , която се достига при напрежение от 12 V.

б) Какво е съпротивлението на крушката? [1 т.]
в) С каква мощност ще свети крушката след като се свърже успоредно на резистора? [3 т.]
Приемете, че съпротивлението на крушката е постоянно.
Решение
Част 1
(а) Съпротивлението на всяка от крушките е на по-маломощната и на по-мощната. [1 т.]
(б) Когато крушките се свържат последователно, еквивалентното им съпротивление е . [0,5 т.]
Токът във веригата ще бъде един и същ през двете крушки. [0,5 т.]
Първата крушка ще свети с мощност . [1 т.]
Втората крушка ще свети с мощност . [1 т.]
В процентно съотношение, първата крушка ще свети с 64 % от нормалната си мощност, а втората с 4 % от нормалната си мощност. [1 т.]
Част 2
(а) За да бъде напрежението в краищата на резистора точно половината от това на източника, реостатът трябва да има същото съпротивление като това на резистора, т.е. . [1 т.]
(б) Съпротивлението на крушката е . [1 т.]
(в) Еквивалентното съпротивление на веригата от реостат, резистор и крушка е , а еквивалентното съпротивление на свързаните успоредно резистор и крушка е . [1 т.]
Токът във веригата е . [0,5 т.]
Напрежението в краищата на успоредно свързаните резистор и крушка ще бъде . [1 т.]
Тогава крушката ще свети с мощност , т.е. наполовина на нормалната. [0,5 т.]
Оригинал в Архива: esenni_2016_8problems.pdf · официални решения: esenni_2016_8solutions.pdf