ВсОШ 2007, Зонален етап, 8–11 клас — Задача 11.2. С компасом в «чёрный ящик»

• Между выводами 1 и 2 включён резистор (участок с омическим сопротивлением), между выводами 3 и 4 — диод; другие пары выводов не соединены (рис. 12).

При протекании тока по проводнику вокруг него создаётся магнитное поле (рис. 11). Это поле будет влиять на ориентацию стрелки компаса.

Будем подключать батарейку к парам выводов чёрного ящика и с помощью компаса фиксировать наличия тока в цепи. Желательно намотать провод вокруг компаса и расположить его так, чтобы обеспечить наибольшую чувствительность к току, протекающему по проводу. При подключении батарейки к выводам 1,2 стрелка отклоняется от направления «север–юг». Если сменить полярность батарейки, стрелка вновь отклонится от указанного направления. Отсюда можно заключить, что между выводами (1,2) находится участок цепи с омическим сопротивлением.

Если подключить батарейку к выводам (3,4) то при одной полярности стрелка отклоняется, а при другой — нет. Отсюда можно заключить, что между выводами (3,4) включён диод. Его полярность легко согласовать с полярностью батарейки.

На подключение батарейки к выводам (1,3), (1,4), (2,3), (2,4) стрелка компаса не реагирует. Этот позволяет сделать заключение, что перечисленные пары выводов не соединены.

Следовательно, схема соединений элементов внутри «чёрного» ящика такая, как на рисунке 12.

Рекомендации для организаторов. Желательно приобрести компас для спортивного ориентирования (у него стрелка погружена в жидкость). Длина проводов, выходящих из «чёрного» ящика должна составлять 30–50 см.