НПСФ 2024, 9. клас — Задача 2. Лампа с нелинейна волтамперна характеристика и реостат

Пролетно национално състезание по физика 2024, тема за IX клас (трета състезателна група) · 8 март 2024 г. · 10 т.

Условие

На фигурата е показана лампа свързана към реостат и източник с електродвижещо напрежение $\mathcal{E}$. При работа на лампата съпротивлението ѝ се променя, като може да приемем, че имаме следната връзка между тока през лампата и напрежението в двата ѝ края: $I_\mathrm{л} = \sqrt{U_\mathrm{л}/a}$, където $a = \mathrm{const}$. Първоначално ключът $K$ е отворен (положение 1, виж фигурата). Да означим съпротивлението на използваната част от реостата с $R_x$, а максималното му съпротивление с $R$.

А. Каква е мерната единица на константата $a$? (0.5 т.) Как са свързани реостата и лампата? (0.5 т.) Изразете тока във веригата чрез $\mathcal{E}$, $R_x$ и $a$. [4 т.]

Б. При какви стойности на съпротивлението $R_x$ мощността, отделена в лампата, ще е по-голяма от тази в реостата? [3 т.]

В. Какво ще бъде показанието $U_\mathrm{в}$ на волтметър измерващ напрежението между двата края на лампата, ако мощността отделена в лампата е равна на тази в реостата? (1 т.) Какво ще е показанието на волтметъра ако лампата изгори? (1 т.) Какво ще е показанието на волтметъра при изгоряла лампа и затворен ключ $K$. [3 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: 9_9-klas-zadachy.pdf · официални решения: 9_9-klas-reshenyja.pdf