ВсОШ 2011, Регионален етап, 9–11 клас — Задача 11.2. Удельное сопротивление раствора питьевой соды
XLV Всероссийская олимпиада школьников по физике. Региональный этап. Экспериментальный тур
Заголовок раздела
Возможные решения
Условие
Чистая вода слабо проводит электрический ток. Однако вода хорошо растворяет многие вещества, поэтому в неочищенной воде практически всегда присутствуют примеси, которые распадаются на ионы и увеличивают удельную проводимость раствора. Вам необходимо изучить зависимость удельного сопротивления раствора от массы растворённой соды.
1. Придумайте схему установки, с помощью которой можно определять .
2. Измерьте зависимость силы тока в цепи от массы растворённой соды. Результаты занесите в таблицу. Следует измерить не менее восьми точек.
3. Постройте график зависимости .
4. Для каждого значения определите удельное сопротивление раствора соды.
5. Постройте график зависимости .
6. Вам дан образец смеси соды и неизвестного непроводящего вещества. С помощью полученных данных определите массу соды в данном образце и удельное сопротивление раствора для данной массы.
Оборудование. Посуда для приготовления раствора, 10 навесков соды известной массы, образец со смесью соды неизвестной массы и непроводящего вещества, трубочка для коктейля, 2 медных провода, батарейка, амперметр, линейка.
Рекомендации организаторам.
Рекомендуемые параметры установки: сосуд на 1,5–1,7 л (например, пластмассовый горшок для цветов), по возможности чистая вода, батарейка пальчиковая, массы навесков соды от 1 до 2 грамм (необязательно одинаковые).
Отговори
и — длина и диаметр трубки, — напряжение батарейки, — показание амперметра; неизвестная масса и определяются по графикам, числовых значений в решении нет.
Решение
При выполнении эксперимента сосуд должен быть заполнен полностью.

Измеряем геометрические размеры трубки: длину и диаметр . Изготавливаем экспериментальную установку, изображённую на (рис. 6).
Заполняем сосуд водой и размешиваем первый образец соли известной массы. Измеряем показания амперметра. Повторяем опыт, добавляя к раствору новые порции соли известной массы.
.Зная напряжение батарейки, мы можем рассчитать сопротивление раствора в трубке:
Его значение определяется геометрическими размерами трубки, поэтому удельное сопротивление можно рассчитать по формуле:
Строим необходимые нам графики.
- Для определения неизвестной массы и растворяем образец со смесью в чистой воде и считываем показания тока. По графикам определяем искомые величины.
Критерии оценивания
- Заполнена таблица с экспериментальными данными (ток от массы) … 4
- Найдена формула, связывающая величины , , , и … 2
- Измерен диаметр проволоки … 1
- Определено расстояние между электродами … 1
- Построен график зависимости … 2
- Построен график зависимости … 3
- Опрделена неизвестная масса … 1
- Найдено удельное сопротивление при неизвестной массе … 1
Выходные данные
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
Авторы задач
9 класс: 1. Горностаев Д. 2. Дорошенко А.
10 класс: 1. Горностаев Д. 2. Тузенко Л., Тузенко Н.
11 класс: 1. Тузенко Л., Тузенко Н. 2. Антоненко Д., Хмелёв А., Логинс А.
Общая редакция — Слободянин В.
Оформление и вёрстка — Старков Г.
При подготовке оригинал-макета использовалась издательская система LaTeX 2ε.
© Авторский коллектив
Подписано в печать 29 ноября 2010 г. в 17:34.
141700, Московская область, г. Долгопрудный
Московский физико-технический институт
Оригинал в Архива: region11E.pdf