НПСФ 2017, 7. клас — Задача 2

Национално пролетно състезание по физика 2017, тема за 7. клас · 11 март 2017 г. · 10 т.

Условие

Двете части на задачата са независими!

Част 1. Да вярваме ли на волтметъра

За разлика от идеалния волтметър, реалният има съпротивление RVR_\mathrm{V}, което е много голямо, но не е безкрайно голямо. Нека два резистора, всеки от които със съпротивление R0R_0, са свързани към източник на напрежение UU, както е показано на фиг. 2.

Фиг. 2. Двата последователни резистора.

а) Намерете напрежението U0U_0 върху всеки от резисторите. [1 т.]

б) Реален волтметър се свързва към един от резисторите, за да измери напрежението върху него. Начертайте съответната схема и запишете израз за еквивалентното съпротивление на свързаните волтметър и резистор, като отчетете съпротивлението на волтметъра RVR_\mathrm{V}. [1 т.]

в) Колко пъти съпротивлението на волтметъра RVR_\mathrm{V} трябва да е по-голямо от съпротивлението R0R_0, така че волтметърът да показва не по-малко от 90% от напрежението, намерено в подточка а)? [2 т.]

Част 2. Метаморфози във верига

Фиг. 3. Веригата с превключвател.
Графиката на тока спрямо напрежението.

На фиг. 3 е показана електрическа верига, която се състои от четири резистора със съпротивления rr, R1R_1, R2R_2, R3R_3, амперметър A и източник UU, чието напрежение може плавно да се променя. За определяне на неизвестните съпротивления rr, R1R_1, R2R_2 и R3R_3 е направен следният експеримент. Докато напрежението на източника плавно се променя от 3 V до 18 V, ключът K преминава последователно през всяко от положенията K1K_1, K2K_2 и K3K_3. На графиката е показано как се изменя показанието на амперметъра при увеличаване на напрежението UU на източника. В началния момент UU = 3 V и ключът е в положение K1K_1.

а) Кое от трите съпротивления R1R_1, R2R_2 и R3R_3 е най-малкото? [2 т.]

б) Намерете стойностите на съпротивленията rr, R1R_1, R2R_2 и R3R_3, ако е известно, че rr е три пъти по-малко от най-малкото от съпротивленията R1R_1, R2R_2 и R3R_3. [2 т.]

в) В кое от всички съпротивления по време на експеримента се е отделила най-голяма мощност? [2 т.]

Забележка: Разстоянията върху графиката са ориентировъчни. Не я използвайте за графични решения!

Решение


Оригинал в Архива: proletni_2017_7problems.pdf · официални решения: proletni_2017_7solutions.pdf