«Закороченный» реостат

Условие

Городская олимпиада (3-й этап) 2024 9 класс № Э2

Оборудование: амперметр, вольтметр, реостат трёхклеммный с полным сопротивлением Ом, два источника питания (батарейка квадратная, В, 2шт), соединительные провода (7 шт, два из них с зажимами «крокодил»), резистор с неизвестным сопротивлением, линейка деревянная ( - см).

Внимание!!! Ключ на схемах не показан. В качестве ключа используйте «крокодил» соединительного провода. Цепь включайте только на момент измерений, так как батарейка очень быстро разряжается. Одну батарейку используйте для части 1 и 2 задачи, другую – для части 3.

*Подсказка. Если будут сложности с выводом уравнений в части 2 и 3, не теряйте время приступайте к измерениям, а затем переходите к части 4.

Часть 1. Очень простая

Используя предоставленное оборудование однократным измерением определите полное сопротивление реостата $р$ .

1.1 Нарисуйте схему электрической цепи, которую вы использовали. На схеме укажите все клеммы реостата. Укажите цену деления амперметра и вольтметра.

1.2 Укажите значения измеренных Вами физических величин.

1.3 Определите полное сопротивление реостата $р$ .

1.4 Вычислите абсолютную и относительную погрешности $р$ .

1.5 Окончательный результат запишите в виде $р р р$ .

Часть 2. Средней сложности

Соберите электрическую цепь, как показано на рисунке 1. «Закорачивающий» провод выберите сами из предоставленных Вам соединительных проводов.

2.1 Получите уравнение связывающее физические величины: – сила тока, которую показывает амперметр, – напряжение, которое показывает вольтметр, – сопротивление единицы длины намотки реостата, – длина намотки реостата, – длина одной из частей намотки реостата (измеряйте её в миллиметрах).

2.2 Измерьте длину намотки реостата .

2.3 Измерьте значения силы тока и напряжения при различных значениях .

2.4 Используя результаты полученные в п.2.3, проверьте, подтверждается или нет уравнение полученное Вами в п.2.1. (Проверяйте графически).

2.5 По результатам данного эксперимента определите двумя способами. Окончательный результат для каждого способа запишите в виде . Какой из способов предпочтительнее?

2.6 По результатам данной части задачи вычислите полное сопротивление реостата. Результат запишите в виде $р р р$ .

2.7 Можно ли считать значения полного сопротивления реостата, указанные в п.п. 1.5, 2.6, равными? почему? В чём причина различия значений $р$ и $р$ ?

Часть 3. Немного сложнее части 2

Соберите электрическую цепь, как показано на рисунке 2.

3.1 Получите уравнение связывающее физические величины: – сила тока, которую показывает амперметр, – напряжение, которое показывает вольтметр, – сопротивление единицы длины намотки реостата, $н$ – сопротивление резистора (индекс «н» обозначает неизвестное сопротивление), – длина намотки реостата, – длина одной из частей намотки реостата

3.2 Измерьте значения силы тока и напряжения при различных значениях .

3.3 Используя результаты полученные в п.3.2, проверьте, подтверждается или нет уравнение полученное Вами в п.3.1.

3.4 По результатам данного эксперимента определите $н$ . Погрешности $н$ вычислять не нужно.

Рисунок 2

Часть 4. Простая

Если графики, указанные в п.4.1 и п.4.2 уже построены, то второй раз строить их не нужно. Просто укажите возле них соответствующий номер пункта. В п.2.4 и п.3.3 нужны другие графики!

4.1 Постройте график зависимости по результатам п.2.3 (где ).