Съдържание

НОФ 2021, III кръг (национален), 7. клас — Задача 2. Да светнат лампите!

Автор: Olympiads XYZ · транскрипция на официалните материали

Автоматична транскрипция · предстои повторна проверка срещу оригинала

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Съдържание

Национална олимпиада по физика 2021, национален кръг, тема за 7. клас (първа състезателна група) · 9 май 2021 г. · 10 т.

Условие

Ученик разполага със свързващи проводници, два консуматора с постоянни съпротивления $R_1 = 6\ \Omega$ и $R_2 = 8\ \Omega$ съответно, два електрически ключа $K_1$ и $K_2$ , две батерии с напрежение $U_1 = 4{,}5$ V и $U_2 = 6$ V.

Част 1.

Ученикът свързва електрическа верига, показана на Фиг. 1.

Схема на електрическа верига с резистори R1 и R2 в горния клон, ключове K1 и K2 в двата края и батерии U1 и U2 в долния клон, съединени с вертикален проводник в средата. — Фиг. 1: първата електрическа верига — два клона с $R_1$ , ключ $K_1$ и батерия $U_1$ и съответно с $R_2$ , батерия $U_2$ и ключ $K_2$ , свързани с обща средна връзка.

Част 1. А) Намерете мощността $P_1$ и $P_2$ на всеки консуматор, когато е затворен ключ $K_1$ , а ключ $K_2$ е отворен. [1 т.]

Част 1. Б) Намерете мощността $P_1$ и $P_2$ на всеки консуматор, когато е затворен ключ $K_2$ , а ключ $K_1$ е отворен. [1 т.]

Част 1. В) Ученикът разменя местата на някои елементи, като по този начин съставя нова верига, показана на Фиг. 2.

Намерете мощността $P_1$ и $P_2$ на всеки консуматор, когато е затворен ключ $K_1$ , а ключ $K_2$ е отворен. [1 т.]

Схема на електрическа верига, в която батериите U1 и U2 са свързани последователно във вертикалния среден клон, а резисторите R1 и R2 с ключовете K1 и K2 са в левия и десния клон. — Фиг. 2: втората електрическа верига — двете батерии $U_1$ и $U_2$ са преместени в средния клон, а $R_1$ с $K_1$ и $R_2$ с $K_2$ образуват двата странични клона.

Част 1. Г) Намерете мощността $P_1$ и $P_2$ на всеки консуматор, когато и двата ключа са затворени. [2 т.]

Част 1. Д) Ученикът иска да освети дълъг коридор, но осветлението да може да се включва и/или изключва независимо в кой край се намира, т.е. ако включи осветлението от единия край на коридора да може да го изключи от същия или от другия край. Аналогично, ако го изключи от единия край на коридора да може да го включи от същия или от другия край. Разполага с два ключа, една електрическа лампа, един източник на напрежение и достатъчно дълги проводници.

Помогнете на ученика да се справи с този проблем, като му начертаете ясна схема. [3 т.]

Част 2. Странно поведение на проводник. Дълъг проводник е закачен за двата си края на два статива. В средата на проводника е закачена малка теглилка. В началния момент проводникът е добре опънат, така че да образува права хоризонтална линия. Когато се подаде постоянно напрежение към проводника, той се огъва, както е показано на Фиг. 3, и после теглилката отново се вдига нагоре. Това движение на теглилката „нагоре-надолу” се повтаря докато тече електричен ток през проводника. При спиране на напрежението проводникът застава в предишното си хоризонтално положение.

Обяснете на какво се дължи странното поведение на проводника с теглилката, като приемете, че проводникът е с пренебрежимо малка маса. [2 т.]

Скица на хоризонтално опънат проводник между два статива с окачена в средата теглилка; пунктирни линии показват провисването на проводника и по-ниското положение на теглилката. — Фиг. 3: дълъг проводник, закачен за два статива, с малка теглилка в средата; с пунктир е показано провисналото положение, а стрелката — движението на теглилката надолу.

Отговори

Покажи отговорите

Решение

Покажи официалното решение

Оригинал в Архива: NOF3_2021_7problems.pdf · официални решения: NOF3_2021_7solutions.pdf