Съдържание

Условие 2.1. (3 т.)2.2. (3 т.)2.3. (4 т.)Решение

НПСФ 2010, 7. клас — Задача 2 „три в едно“

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от НПСФ 2010

Пролетно национално състезание по физика, 13.03–14.03 2010 година, гр. Пловдив — ТЕМА за 7. клас · 13 март 2010 г. · 10 т.

Условие

Трите части на задачата са независими.

2.1. (3 т.)

На фигурата е показан светлинен лъч, който пада върху плоската граница на две прозрачни среди. Наблюдават се явленията отражение и пречупване на светлината.

Начертайте хода на отразения и на пречупения лъч, ако е известно, че двата лъча са взаимно перпендикулярни. Определете ъглите на падане, отражение и пречупване. В коя от двете среди светлината се разпространява с по-голяма скорост? Обяснете.

Падащият лъч и двете среди с отпечатания ъгъл 38°.

2.2. (3 т.)

Между двата края на проводник е приложено напрежение $U = 5$ V. Колко електроенергия $E$ се преобразува в топлинна енергия, когато през проводника премине заряд $q = 10$ C?

2.3. (4 т.)

Консуматори със съпротивление $R$ и $nR$ са свързани последователно към батерия. Колко пъти ще се увеличи токът през батерията, ако двата консуматора се свържат успоредно? Начертайте схеми.

Решение

2.1.

За правилен чертеж ....... [1 точка]

Отразеният и пречупеният лъч с всички ъгли и скорости.

$\alpha_{\text{п}} = 90^\circ - 38^\circ = 52^\circ$ [0,5 точки]

$\alpha_{\text{о}} = \alpha_{\text{п}} = 52^\circ$ [0,5 точки]

$\alpha_{\text{пр}} = 90^\circ - \alpha_{\text{о}} = 38^\circ$ [0,5 точки]

Пречупеният лъч се приближава към перпендикуляра ( $\alpha_{\text{пр}} < \alpha_{\text{п}}$ ), което показва, че светлината навлиза в оптически по-плътна среда, където се разпространява с по-малка скорост ( $v_2 < v_1$ ). [0,5 точки]

2.2.

Преобразуваната електроенергия може да се изрази с формулата $E = UIt$ [1 точка]

Електричният заряд, преминал по проводника за време $t$ , е $q = It$ [1 точка]

Заместваме $It$ във формулата за $E$ и получаваме $E = Uq = (5\ \mathrm{V})(10\ \mathrm{C}) = 50\ \mathrm{J}$ [1 точка]

2.3.

Оригиналната схема: series — последователно свързване — 0,5 точки

Оригиналната схема: parallel — успоредно свързване — 0,5 точки

Еквивалентното съпротивление при последователно свързване е $R_1 = R + nR = (n + 1)R$ .

През батерията тече ток $I_1 = \dfrac{U}{R_1} = \dfrac{U}{(n+1)R}$ [1 точка]

Еквивалентното съпротивление при успоредно свързване е $\dfrac{1}{R_2} = \dfrac{1}{R} + \dfrac{1}{nR}$ ; $R_2 = \dfrac{nR}{n+1}$ .

През батерията тече ток $I_2 = \dfrac{U}{R_2} = \dfrac{(n+1)U}{nR}$ [1 точка]

Търсеното отношение на токовете е $\dfrac{I_2}{I_1} = \dfrac{(n+1)^2}{n}$ [1 точка]

Оригинал в Архива: proletni_2010_7problems.pdf · официални решения: proletni_2010_7solutions.pdf