Съдържание

Условие Отговори Решение

ВсОШ 2023, Муниципален етап, 7–11 клас — Задача 11. Че? ЧЯ!

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от ВсОШ 2023

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ФИЗИКЕ. Муниципальный этап. 2022-2023 уч.г. · 10 т.

7 класс

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ФИЗИКЕ

Муниципальный этап

2022-2023 уч.г.

7 класс

8 класс

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ФИЗИКЕ

Муниципальный этап

2022-2023 уч.г.

8 класс

9 класс

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ФИЗИКЕ

Муниципальный этап

2022-2023 уч.г.

9 класс

10 класс

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ФИЗИКЕ

Муниципальный этап

2022-2023 уч.г.

10 класс

11 класс

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ФИЗИКЕ

Муниципальный этап

2022-2023 уч.г.

11 класс

Условие

Черный ящик с тремя выводами содержит источник постоянного напряжения $\varepsilon$ и два резистора, сопротивления которых отличаются в три раза. Указанные элементы соединены по одной из двух схем: «звезда» или «треугольник». К выводам 1-2-3 черного ящика подключены два мультиметра, обозначенные на схеме $M_1$ и $M_2$ (см. рисунок). Если первый мультиметр $M_1$ включить в режим амперметра, его показания будут зашкаливать на всех пределах измерений. А показания второго мультиметра $M_2$ в режимах вольтметра и амперметра – $U_2 = 0$ В и $I_2 = 0$ А соответственно. При переключении первого мультиметра в режим вольтметра его показания будут равны $U_1 = 12$ В. Второй мультиметр покажет $U_{22} = 3$ В и $I_{22} = 20$ мА.

Схема: чёрный ящик «ЧЯ» с выводами 1 (слева), 2 (сверху) и 3 (справа); мультиметр M1 включён между выводами 1 и 2, мультиметр M2 — между выводами 2 и 3.

1. Установите по какой схеме соединены элементы внутри черного ящика.

2. Определите значения напряжения источника и сопротивлений резисторов.

Примечание: все измерительные приборы считайте идеальными.

Отговори

Решение

Та же схема, что и в условии: чёрный ящик «ЧЯ» с выводами 1, 2, 3; мультиметр M1 между выводами 1 и 2, мультиметр M2 между выводами 2 и 3.

Возможное решение

То, что показания первого амперметра зашкаливают, а показания второго мультиметра равны 0, означает подключение первого параллельно источнику напряжения. При рассмотрении схемы соединения элементов по типу «звезда» можно понять, что между двумя любыми выводами находится хотя бы один резистор. В таком случае показания амперметра конечны, а значит внутри черного ящика элементы подключены «треугольником».

Выяснив, что первый мультиметр подключен параллельно источнику напряжение, делаем вывод что показания первого вольтметра $U_1$ равны напряжению источника.

U = U_1 = 12\ \text{В}.

Проанализируем показания второго мультиметра во втором случае. Элементы соединены «треугольником», а значит второй мультиметр подключен параллельно одному из резисторов. Напряжение на резисторе, параллельно которому подключен второй вольтметр равно $U_{22} = 3$ В, следовательно это резистор с меньшим сопротивлением, так как напряжение на другом резисторе напряжение $U_3 = U - U_{22} = 9$ В (при последовательном соединении напряжение прямо пропорционально сопротивлению).

Когда второй мультиметр работает в режиме амперметра ток через резистор с меньшим сопротивлением не течет, следовательно его показания равны:

I_{22} = \frac{U}{3R}

R = \frac{U}{3I_{22}} = \frac{12}{3 \times 0{,}02} = 200\ \text{Ом}.

3R = 600\ \text{Ом}.

Критерии оценивания

1.	Верно аргументирован тип соединения элементов	2 балла
2.	Найдено напряжение источника	2 балла
3.	Второй мультиметр подключен к резистору с меньшим сопротивлением	2 балла
4.	Правильно интерпретированы показания второго амперметра	2 балла
5.	Найдены сопротивления $R$ и $3R$	2 балла

9 класс: задания на обратной стороне

ЗАДАНИЯ № 4 - 5 НА ОБРАТНОЙ СТОРОНЕ

Оригинал в Архива: VsOSh_2023_MUN_T.pdf