Решение

Городская олимпиада (3-й этап) 2017 9 класс № Э2

Для проведения измерений в максимально возможном диапазоне напряжений следует использовать две традиционные схемы подключения реостата: по схеме потенциометра и по схеме переменного последовательного резистора.

Для измерения силы тока измеряется напряжение на резисторе с известным сопротивлением . Все приведенные ниже результаты получены при использовании обеих схем.

1.1

1.1 Результаты измерений зависимости силы тока через резистор от приложенного напряжения приведены в Таблице 1 и на графике 1.

Таблица 1.

, В , мА
4,05 122
3,88 116
3,66 110
3,49 105
3,30 99
3,09 93
2,95 89
2,80 84
2,47 73
2,16 63
1,88 55
1,71 50
1,38 41
1,16 34
1,05 30
0,82 23
0,70 19
0,55 15
0,42 11

Как следует из полученной зависимости сопротивление резистора в данном диапазоне напряжений и сил токов является постоянным. Коэффициент наклона приведенной зависимости равен1 мАВ. Следовательно, сопротивление резистора равно
Ом

1 [^1]

1.2

1.2 Результаты измерений зависимости силы тока через лампочку от приложенного напряжения приведены в таблице 2 и на графике 2.

Таблица 2.

, В , мА
4,15 101
3,97 99
3,80 96
3,65 94
3,48 92
3,20 88
2,89 83
2,84 81
2,57 77
2,28 72
2,03 68
1,73 63
1,58 60
1,38 56
1,21 52
0,90 46
0,71 40
0,46 34
0,31 31
0,15 25

Полученная зависимость является нелинейной. Объяснение нелинейности очевидно: при увеличении силы тока нить накала разогревается, поэтому ее сопротивление возрастает. Вследствие чего, сила тока нарастает медленнее.

Интересно, что полученная может быть линеаризована (по условию задачи этого не требуется). На графике 3 показана зависимость силы тока от корня из напряжения , которая в диапазоне напряжений от 1 до 4 В может быть приближенно описана линейной функцией
мАВ
Эта приближенная зависимость может быть также использована в решении последующих пунктов задания.

1.4

1.4 При последовательном соединении силы токов через резистор и лампочку одинаковы, а суммарное напряжение равно сумме напряжений на резисторе и лампочке. Для расчета зависимости силы тока от напряжения можно применить методику, аналогичную, использованной в предыдущем функции. Экспериментальную ВАХ лампочки дополнить расчетом напряжения на резисторе и просуммировать значения напряжений при каждом значении силы тока Д. Результаты расчетов приведены в таблице 4.

Таблица 4. Последовательное соединение.

Измерения Расчеты ВАХ последовательное соединение
ВАХ лампочки
, В , В , В , В , В , мА
4,15 101 3,30 7,45 3,91 65
3,97 99 3,24 7,21 3,79 63
3,80 96 3,14 6,94 3,55 60
3,65 94 3,07 6,72 3,35 58
3,48 92 3,01 6,49 3,18 56
3,20 88 2,88 6,08 3,08 55
2,89 83 2,71 5,60 2,91 52
2,84 81 2,65 5,49 2,71 50
2,57 77 2,52 5,09 2,43 46
2,28 72 2,35 4,63 2,16 42
2,03 68 2,22 4,25 1,94 39
1,73 63 2,06 3,79 1,77 37
1,58 60 1,96 3,54 1,56 34
1,38 56 1,83 3,21 1,49 33
1,21 52 1,70 2,91 1,25 30
0,90 46 1,50 2,40 1,04 26
0,71 40 1,31 2,02 0,86 22
0,46 34 1,11 1,57 0,77 20
0,31 31 1,01 1,32 0,61 15
0,15 25 0,82 0,97 0,50 12

Все эти зависимости представлены на графиках, с прежними обозначениями: 1 – ВАХ лампочки; 2-ВАХ резистора; 3 – рассчитанная зависимость силы тока от напряжения при последовательном соединении; 4 (кружки) – результаты измерений. Как видно из графика – и в этом случае получено прекрасное соотношение между результатами расчетов и измерений.

Примечания

  1. 1. Погрешность рассчитана по МНК, хотя применим и графический метод. ↩
Э2 Желтый ящиквар. 2

Внимание!
В ходе проведения эксперимента батарейка может быстро разрядиться. Подключайте батарейку к цепи только во время проведения …

 РеспубликанскаяРесп. 2008 10 кл. Нелинейные элементы, ВАХГрафик как физический инструмент: наклон, площадь, пересечение и касательнаяРасчёт резистивных цепей У Р Б П ≈4/5 Э1 Мостовые схемы

Список оборудования:*
Источник питания В (ЛИП, или батарейка), мультиметр, резисторы кОм, кОм, кОм, кОм, реостат Ом (л …

 Городская3-й этап 2014 11 кл. Закон ОмаПравила Кирхгофа и методы расчёта цепейРасчёт резистивных цепей У Р Б П ≈4/5 Э1 Кольцевая цепь

Приборы и материалы: два одинаковых проволочных резистора, постоянный резистор с сопротивлением Ом, источник электрического тока, мультиметр …

 Городская3-й этап 2021 11 кл. Потенциал и его связь с напряжённостьюЗакон ОмаЭлектрическое сопротивление, удельное сопротивление У Р Б П ≈4/5 Э1 Очень малые сопротивления

В данной задаче вам необходимо, используя простое школьное оборудование, измерить малые сопротивления стальной проволоки, соединительного провода …

 Городская3-й этап 2007 9 кл. Закон ОмаЭлектрическое сопротивление, удельное сопротивлениеГрафик как физический инструмент: наклон, площадь, пересечение и касательная У Р Б П ≈4/5 Э2 Творческое

В этом задании вам необходимо исследовать зависимость силы упругости резинки от ее относительной деформации .

 Городская3-й этап 2018 9 кл. Силы упругости. Закон ГукаДеформации и упругие свойства телЗакон Ома У Р Б П ≈4/5 Э2 Изучение линии электропередачи

Часть 1. Сопротивление линии передачи
Соедините два проволочных резистора последовательно.

Рис. 1

 Городская3-й этап 2021 9 кл. МощностьЗакон ОмаЭлектрическое сопротивление, удельное сопротивление У Р Б П ≈4/5
← Подсказки Режим тренировки →