Подсказки

Открывайте по одной — попробуйте продвинуться после каждой, прежде чем открывать следующую.

Подсказки сгенерированы ИИ и не проверялись человеком — официальными они не являются.

1.1
H1 Направление

Нарисуй схему подключения и посмотри, как меняется общее сопротивление при подключении разных выводов проволочного резистора. Заметь, выглядит ли зависимость монотонной и примерно линейной.

H2 Ключевой шаг

Подгони данные по методом наименьших квадратов под линейную зависимость , чтобы уменьшить влияние случайных погрешностей измерений.

H3 Почти решение
  1. Запиши измеренные значения для всех и построй график .
  2. Выполни линейную аппроксимацию данных методом наименьших квадратов и найди параметры и (коэффициент наклона и смещение).
  3. Проверь адекватность аппроксимации (остатки, погрешности параметров).
  4. По найденным и выразите усреднённые значения сопротивлений для каждого .
1.3
H1 Направление

Сравни по порядку величины найденное внутреннее сопротивление источника и сопротивления используемых внешних цепей.

H2 Ключевой шаг

Если внутреннее сопротивление источника много больше внешнего, источник можно рассматривать как источник тока; его одной удачной характеристикой служит сила тока в цепи .

H3 Почти решение
  1. Возьми найденные значения и и сравни с типичными .
  2. Если , обозначь источник как источник тока и введи величину тока в цепи.
  3. Оцени погрешность через погрешности и .
  4. По найденным данным выразите искомую единственную характеристику источника — силу тока .
2.1
H1 Направление

Включи омметр параллельно резистору и источнику так, как показано; обрати внимание на полярность подключаемого источника и как меняются показания прибора при её смене.

H2 Ключевой шаг

Предположи, что внутри омметра стоит источник тока с силой и что показания омметра пропорциональны напряжению на внешней цепи: (коэффициент зависит от прибора).

H3 Почти решение
  1. Подключи схему и для каждой позиции измерь показания омметра при двух полярностях источника, получив пары и .
  2. Зафиксируй соответствующие усреднённые сопротивления и занеси все точки в таблицу.
  3. Проследи, меняются ли показания линейно с и одинаков ли характер зависимости для двух полярностей.
  4. Подготовь данные для аппроксимации прямой зависимости, чтобы далее выразить параметры модели.
2.3
H1 Направление

Обрати внимание на то, как меняются показания омметра при смене полярности подключенного внешнего источника и при увеличении внешнего сопротивления. Нарисуй схему с источником, резистором и клеммами омметра и отметь направления предполагаемых напряжений на клеммах.

H2 Ключевой шаг

Запиши уравнения Кирхгофа и закон Ома для этой цепи, учтя, что омметр измеряет напряжение на своих клеммах и переводит его в показание (через некоторую калибровочную величину). Сформулируй, как знак и величина дополнительного напряжения влияют на измеряемое значение.

H3 Почти решение
  1. Нарисуй схему и подпиши напряжения на входе омметра для обеих полярностей внешнего источника.
  2. Запиши уравнение, связывающее измеренное напряжение на клеммах с ЭДС(ами) и падениями напряжения на внешнем и внутреннем сопротивлениях цепи (используя закон Ома/Кирхгофа).
  3. Запиши связь между показанием омметра и измеренным на клеммах напряжением (учти калибровочный коэффициент омметра).
  4. Построй по экспериментальным данным график зависимости , выполните линейную аппроксимацию и выразите силу тока омметра из полученной системы уравнений.
3.1
H1 Направление

Переключай точку подключения источника по звеньям резистора и следи, как меняются показания омметра для двух полярностей; обрати внимание на резкие изменения характера зависимости между участками.

H2 Ключевой шаг

Продолжай пользоваться моделью омметра как источника тока с показаниями, пропорциональными напряжению на внешней части цепи; при комбинированном подключении часть резистора может оказаться в цепи измерения, а часть — замкнута источником.

H3 Почти решение
  1. Для каждого положения измерь показания омметра при двух полярностях и занеси в таблицу.
  2. Определи эквивалентное сопротивление той части проволочного резистора, которая подключена к омметру, для каждого (используй ).
  3. Построй зависимости показаний омметра от этого подключенного сопротивления и выдели интервалы, где наклон совпадает с зависимостями из части 2 и где он равен единице по нормировке прибора.
  4. По полученным наклонам выразите параметры модели (например, и соотношение с ) из полученной системы.
3.2
H1 Направление

Изобрази на графике показания омметра против сопротивления подключённой части резистора и найди участки с разными наклонами; логично ожидать, что первые звенья дадут одну пропорцию, остальные — другую.

H2 Ключевой шаг

Аппроксимируй отдельные линейные участки и сравни наклоны с из части 2; объяснение строится на том, какие звенья резистора оказываются включёнными в измерительную цепь.

H3 Почти решение
  1. Построй график показаний омметра от сопротивления подключённой части и выдели очевидные линейные куски.
  2. Выполни аппроксимацию каждого линейного участка и найди их наклоны с погрешностями.
  3. Сопоставь полученные наклоны с модельными выражениями из части 2 и определи, какие участки соответствуют «свободной» части резистора, а какие — участкам, затронутым источником.
  4. По системе наклонов выразите соответствующие параметры модели (например, и множители, зависящие от ).
3.3
H1 Направление

Качественно опиши, почему при переходе от одних точек подключения к другим наклон графика меняется: какие части резистора оказываются замкнуты и не влияют на измерения, а какие — вносят вклад в напряжение на омметре.

H2 Ключевой шаг

Объяснение опирается на модель: если подключена часть резистора длиной, дающей эквивалентное сопротивление , показания описываются для участков, где внешняя ЭДС воздействует, и просто для участков, где внешняя ЭДС отсутствует.

H3 Почти решение
  1. Определи для каждого положения , какая часть проволочного резистора действительно подключена к омметру и какие сегменты замыкает внешний источник.
  2. Объясни, почему для первых двух звеньев наклоны совпадают с результатами части 2, а для последующих звеньев наклон стремится к значению, соответствующему только (без влияния внешнего ).
  3. Свяжи наблюдаемые знаки и величины наклонов с направлением суммарного тока в цепи при разных полярностях.
  4. Сформулируй итог: выразите искомые параметры модели (наклоны/токи) из полученной системы и сопоставьте их с результатами предыдущих частей.