НОФ 2016, III кръг (национален), 7. клас — Задача 2. Да светнеш като крушка

Национална олимпиада по физика 2016, национален кръг, тема за 7. клас · 5 март 2016 г. · 10 т.

Условие

Финиъс искал да направи светеща картичка за рождения ден на Изабела. Той имал електрическа крушка, върху която имало единствено надпис 10 W, и две батерии – една от 4 V и една от 9 V. Финиъс свързал крушката с първата батерия, но лампичката светела прекалено слабо. Тъкмо щял да я свърже към втората батерия, когато брат му Фърб му казал, че така крушката ще изгори и му предложил да използва по-мощната батерия, но само като свърже подходящо избран резистор към веригата.

Забележка: Приемете, че ако в крушката се отдели мощност повече от 10 W, то тя ще изгори.

а) Начертайте схема на веригата, която трябва да използва Финиъс. Последователно или успоредно на крушката трябва да свърже резистора? Обосновете се. (2 точки) [2 т.]

б) Съпротивлението на крушката не е известно, но Финиъс съобразил в какъв интервал от стойности може да се намира то. Намерете този интервал. (3 точки) [3 т.]

в) Финиъс намерил резистор със съпротивление $R_0 = 1{,}4\ \Omega$, който свързал към веригата, така че лампичката да свети с максималната си мощност без да изгори. Намерете съпротивлението $R_{\mathrm{лампа}}$ на крушката, ако мощността, отделена в резистора е $P_0 = 2{,}8\ \mathrm{W}$. (2 точки) [2 т.]

г) Точно преди да сглоби картичката Финиъс изгубил резистора, но намерил втора крушка еднаква с тази, която вече имал. По какъв начин (последователно или успоредно) и към коя батерия трябва да свърже крушките, така че картичката да свети възможно по-силно? (3 точки) [3 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: NOF3_2016_7problems.pdf · официални решения: NOF3_2016_7solutions.pdf