Режим тренировки Edu
Баллы скрыты. Решайте по частям: открывайте подсказки и ответ только когда застряли, отмечайте решённое.В данном задании вам необходимо проверить справедливость закона параллельного соединения проводников, а затем использую полученные данные определить неизвестное сопротивление резистора.
1.1 Используя вольтметр измерьте зависимость сопротивления реостата от положения движка. Не забудьте нарисовать схему вашей цепи и объяснить, как вы измеряли сопротивление.
Нарисуй схему: источник, реостат, эталонный резистор и вольтметр. Подумай, какие величины ты будешь измерять, чтобы получить сопротивление участка реостата.
Пользуйся законом, связывающим напряжение, ток и сопротивление (замерь напряжение на участке реостата и силу тока в цепи). Объясни расположение вольтметра и амперметра (или способ измерения тока).
- Соедини цепь так, чтобы через реостат проходил измеряемый ток и замеряй напряжение на участке при разных положениях движка.
- Параллельно фиксируй положение движка и запиши соответствующие пары: напряжение и ток (или напряжение и общее напряжение источника с известным последовательно включённым резистором).
- Вычисли сопротивление участка как отношение измеренных величин для каждой точки.
- Выразите
из полученных экспериментальных данных.
1.2 Постройте график полученной зависимости.
Нарисуй график зависимости сопротивления реостата от положения движка на прикреплённой полоске бумаги. Обрати внимание на характер кривой при равномерной намотке проволоки.
Ожидай линейную зависимость между длиной используемой части проволоки и её сопротивлением (R пропорционально длине).
- Отметь на горизонтальной оси положение движка (например, в мм по бумажке), на вертикальной — соответствующие измеренные
. - Нанеси точки экспериментальных данных и проведи через них наилучащую прямую (либо визуально удобную прямую).
- Оцени погрешности точек и при необходимости построй полосу погрешности.
- Выразите зависимость
от положения движка в виде уравнения прямой (параметры найти из графика).
1.3 Разметьте прикрепленную полоску миллиметровой бумаги в единицах сопротивления. (эта разметка вам понадобится в дальнейшем). Приведите вашу разметку в своей тетради.
Перенеси шкалу сопротивления на полоску миллиметровой бумаги так, чтобы положения движка соответствовали значениям сопротивления из градуировочного графика.
Используй полученную линейную функцию (перевод длины проволоки в сопротивление) для разметки бумажки в единицах
- Определи соответствие между миллиметрами на полоске и сопротивлением по полученной прямой: найди шаг (Ом на деление).
- Отметь на полоске через равные промежутки значения сопротивления, подпиши метки и пронумеруй их.
- Проверь корректность разметки, сопоставив несколько контрольных положений движка с их метками.
- Выразите масштаб (сколько Ом соответствует 1 мм на полоске) и запиши его в тетради.
1.4 Рассчитайте удельное электрическое сопротивление проволоки реостата.
Подумай, какие параметры проволоки реостата нужны, чтобы найти её удельное сопротивление: длина используемой части и площадь поперечного сечения.
Применяй связь между сопротивлением, удельным сопротивлением, длиной и площадью поперечного сечения проволоки
- Из графика градуировки выбери два положения движка и найдите соответствующие
; по разности положений определите длину участка (с учётом отступа 2 см). - Измерь диаметр проволоки штангенциркулем или возьми по данным и вычисли площадь поперечного сечения
. - Подставь найденные
, и в связь между ними и сформулируй уравнение для . - Выразите удельное сопротивление
из полученной системы (не вычисляй численно).
2.1 Измерьте зависимость общего сопротивления реостата с резистором от положения движка реостата.
2.2 На основании полученных экспериментальных данных проверьте выполнимость формулы для общего сопротивления при параллельном соединении резисторов.
2.3 Определите сопротивление неизвестного резистора.
Все измерения проводите, отступив примерно на 2 см от края обмотки реостата.
Включайте цепь только во время проведения измерений!
УТВЕРЖДЕНО
Заместитель председателя оргкомитета
Республиканской олимпиады
____________________ К.С. Фарино
«___» декабря 2007 года
Республиканская физическая олимпиада 2008 год
(III Этап)
Экспериментальный тур
Построй график таким образом, чтобы зависимость стала линейной: подумай, какие величины удобнее представить в виде координат, чтобы на графике получилась прямая. Сначала выпиши и нарисуй значения соответствующих величин для каждого положения движка.
Воспользуйся законом параллельного соединения: запиши его в виде линейной связи между обратными значениями общего сопротивления и сопротивления реостата, включив в уравнение вклад неизвестного резистора.
- По градуировочному графику определяй для каждого положения движка значение сопротивления реостата
и одновременнo измеряй общее сопротивление . - Для каждой точки вычисли обратные величины
и и построй график от ; построй наилучшим образом прямую аппроксимации. - По уравнению из H2 свяжи найденные коэффициенты прямой с обратной величиной неизвестного сопротивления и проверь согласованность с ожидаемой линейностью.
- Вырази
из полученной системы, используя коэффициенты прямой (то есть из найденной зависимости между и ).
