Решение

Городская олимпиада (3-й этап) 2009 9 класс № 3
3.1

3.1 Используя известные формулы для сопротивления проводника и параллельного соединения проводников, найдем требуемое сопротивление

Ответ может быть представлен и в других эквивалентных формах.

3.2

3.2 Используя стандартные формулы, находим

3.3

3.3 При подключении дополнительного резистора для расчета силы тока и напряжения можно воспользоваться полученными формулами (2), в которых вместо величины следует подставить сопротивление двух параллельных резисторов

В этом случае напряжение окажется равным

а сила тока через амперметр

Если сопротивление резистора велико, то можно пренебречь его проводимостью и считать, что напряжение на нем совпадает с напряжением, рассчитанным по формуле (2), т.е.

Сила тока в этом случае оказывается равной

3.4

3.4 При решении данного пункта задачи следует учитывать, что ток течет поперек изоляционного слоя, причем распределение тока (точнее плотности тока) вдоль цилиндра не будет однородным. Так как сопротивление изоляции велико, то и измеряемый ток будет малым. Следовательно, распределение напряжений между элементом цилиндра и хорошо проводящей трубкой будет примерно таким же, как при отключенном амперметре, то есть меняться по линейному закону от до нуля. Это дает основание использовать в качестве среднего напряжения между цилиндром и проводящей трубкой среднее арифметическое напряжений на концах цилиндра, то есть . Следовательно, измеряемый ток равен

Где - сопротивление изоляционного слоя при протекание тока «поперек».

Таким образом, получаем