Съдържание

ВсОШ 2010, Заключителен етап, 9–11 клас — Задача 2 (9 кл.). 9 класс — Нихромовая спираль

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от ВсОШ 2010

XLIV Всероссийская олимпиада школьников по физике — Экспериментальный тур · 15 т.

Издание и авторы

Белгород, 2010 г. Методическое пособие.

Комплект задач подготовлен методической комиссией по физике при центральном оргкомитете Всероссийских олимпиад школьников. Телефоны: (495) 408-80-77, 408-86-95. E-mail: physolymp@gmail.com

Класс	Задача 1	Задача 2
9	Соловьёва К.	Старков Г.
10	Шевченко В.	Кудряшова Н., Бычина О.
11	Проскурин М.	Дорошенко А.

Общая редакция — Козел С., Слободянин В.

Оформление и вёрстка — Сметнёв Д.

При подготовке оригинал-макета использовалась издательская система LaTeX 2ε. © Авторский коллектив. Подписано в печать 16 апреля 2010 г. в 01:40.

141700, Московская область, г. Долгопрудный, Московский физико-технический институт.

Условие

1. Определите удельное сопротивление $\lambda$ нихрома.

2. Определите плотность $\rho$ нихрома.

ВНИМАНИЕ. Выданную спираль запрещается разматывать и сильно деформировать.

Оборудование. Спираль из нихромовой проволоки, мультиметр, 5 листов офисной бумаги А4 с поверхностной плотностью $80\ \text{г/м}^2$ , линейка, карандаш.

Решение

Определим диаметр $d$ проволоки, из которой изготовлена спираль, методом рядов. Для этого измерим суммарную ширину нескольких витков в сжатой спирали и поделим на количество витков.

Диаметр $D$ спирали (рис. 14) определим, прокатив спираль вдоль линейки, отметив расстояние $l$ , которое прошла спираль, и подсчитав количество её оборотов $N$ . Тогда:

D=\frac1\pi\frac lN.

Длину проволоки спирали $L_0$ определим, подсчитав количество витков $N_0$ в ней. Тогда:

L_0=N_0\cdot\pi D.

Измерим сопротивление $R_0$ всей спирали при помощи мультиметра в режиме омметра. При измерении спираль нужно немного растягивать, чтобы витки не касались друг друга. Окончательно для удельного сопротивления $\lambda$ запишем:

\lambda=R_0\frac{\pi d^2/4}{L_0}.

Определим массу $m_0$ листа А4:

m_0=80\times0{,}297\times0{,}210\ [\text{г}]\approx(5{,}00\pm0{,}01)\ \text{г}.

Уравновесим линейку на карандаше, найдя таким образом её центр масс.

Сложим $n=5$ листов А4 вдоль длинной стороны несколько раз, чтобы образовалась тонкая трубочка. Уравновесим этой трубочкой на линейке спираль, предварительно расположив карандаш около края стола, чтобы спираль могла свободно свешиваться.

Пусть листы А4 расположились на расстоянии $l_0$ от центра масс, а спираль — на расстоянии $l_1$ . Тогда масса $m_1$ пружинки составит

m_1=nm_0\frac{l_0}{l_1}.

Окончательно,

\rho=\frac{m_1}{V}=\frac{m_1}{l\times\pi d^2/4}=\frac{4m_1}{\pi ld^2}.

Критерии оценивания

Критерий	Баллы
Найден диаметр проволоки $d$	2
Найден диаметр спирали $D$	3
Измерена длина проволоки спирали $l$	3
Определено удельное сопротивление $\lambda$	3
Вычислена масса листа $m_0$	1
Определена плотность $\rho$	3

Оригинал в Архива: finalE10.pdf