3 etap 2011 experimental solutions, Zadania z olimpiad fizycznych, Białoruskie olimpiady fizyczne
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
А.И. Слободянюк
Н.В. Козловский
Л.Г. Маркович
Республиканская
физическая
олимпиада
(III этап)
2011 год.
Экспериментальный тур
Решение
9 класс
Задание 1.
Последовательное и параллельное соединение … проводников.
Для проведения измерений удобно использовать
следующую схему.
При переключении ключа измеряются:
- напряжение
U
на резисторе с известным
0
сопротивлением
R
;
0
- напряжение
U
на исследуемом участке цепи
R
.
x
1
По измеренному напряжению
U
и известному
0
сопротивлению
R
рассчитывается сила тока в цепи
0
U
0
.
I
=
R
0
Часть 1. Электрическая лампочка.
Таблица результатов измерений зависимости силы тока через лампочку от
напряжения на ней представлены в таблице 1. График ВАХ лампочки показан на рис. 1.
Таблица 1.
U
,
мВ
мА
I
,
18
7
35
13
65
25
104
34
135
40
212
47
343
53
562
62
744
70
934
78
1082
84
1381
93
1608
100
1805
107
1972
111
2210
120
При увеличении силы тока нить накаляется, ее сопротивление возрастает, поэтому сила
тока возрастает медленнее, чем по линейному закону.
Часть 2. Светодиод.
Таблица результатов измерений зависимости силы тока через светодиод от
напряжения на ней представлены в таблице 1. График ВАХ светодиода показан на рис. 2.
Таблица 2.
U
,
мВ
мА
I
,
0
0
100
0
500
0
1368
6
1502
14
1616
22
1742
31
1832
39
1888
45
1970
53
2070
64
2140
71
2210
80
2300
88
2350
95
2390
101
2530
114
2600
122
2750
138
Часть 3. Параллельное соединение.
При параллельном
соединении напряжения на
обоих элементах одинаковы,
а измеряемая сила тока равна
сумме токов через каждый
элемент. Поэтому для
расчета ВАХ параллельно
соединенных элементов
необходимо на одном бланке
построить ВАХ лампочки
(1), ВАХ светодиода (2) и
сложить их «вертикально»,
то есть при одном
напряжении просуммировать
силы токов
I
+= .
Результат такого построения
показан на рисунке (4). На
этом же графике представлены результаты измерений (4). Незначительные расхождения
вполне объяснимы погрешностями измерений. Возможно также проявление зависимости
сопротивления проволочного резистора от силы тока через него (из-за нагрева).
I
л
I
сд
Часть 4. Последовательное соединение.
Аналогичную процедуру можно применить и для расчета ВАХ последовательно
соединенных лампочки и светодиода. Только в этом случае из ВАХ следует складывать
«горизонтально», то есть при одном и том же значении силы тока складывать напряжения
на элементах. Результаты расчетов и проведенных измерений показаны на рис. 4. Все
обозначения аналогичны обозначениям на рис. 3.
Задание 2.
Параллельное соединение … резинок.
Часть 1. Одна резинка.
В таблице 1 приведены измеренные значения удлинения резинок
Δ
l
, а также
Δ
рассчитанные относительные удлинения
ε
при всех значениях числа подвешенных
l
0
грузов
для двух различных значений начальной длины.
N
Таблица 1.
L
0
=30 см
L
0
=20 см
N
Δ
, мм
ε
N
Δ
, мм
ε
0
0
0,00
0
0
0,00
1
13
0,04
1
11
0,06
2
79
0,26
2
55
0,28
3
207
0,69
3
135
0,68
4
328
1,09
4
212
1,06
5
439
1,46
5
277
1,39
6
476
1,59
6
311
1,56
6
476
1,59
6
311
1,56
5
461
1,54
5
298
1,49
4
432
1,44
4
277
1,39
3
364
1,21
3
221
1,11
2
135
0,45
2
82
0,41
1
45
0,15
1
21
0,11
0
13
0,04
0
5
0,03
На рис.1 показаны графики полученных зависимостей удлинений резинок от числа
подвешенных грузов. На обоих графиках четко наблюдается гистерезис, то есть
деформации резинок при разгрузке больше, чем при нагрузке (остаточные деформации).
На рис. 2 показаны относительные деформации резинок – они одинаковы (с точностью до
ошибок измерения) для двух начальных длин.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
zanotowane.pldoc.pisz.plpdf.pisz.plstyleman.xlx.pl
|
