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.

Решения и указания

Във всяка задача за сгрешен числен отговор еднократно се отнемат по 0,2 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.

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

в) Финиъс намерил резистор със съпротивление R0=1,4 ΩR_0 = 1{,}4\ \Omega, който свързал към веригата, така че лампичката да свети с максималната си мощност без да изгори. Намерете съпротивлението RлампаR_{\mathrm{лампа}} на крушката, ако мощността, отделена в резистора е P0=2,8 WP_0 = 2{,}8\ \mathrm{W}. [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 т.]

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

Решение


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