Открытая Минская интернет-олимпиада по физике. Экспериментальный тур очного этапа, 2011 г., 9 класс

1. Комплект состоит из одного основного задания, включающего несколько частей-подзаданий, и суперзадания.
На  выполнение всех заданий и суперзадания отводится 1,5 часа (90 мин.).
Замечание. Ознакомьтесь сразу со всеми заданиями, чтобы разумно спланировать свое время.
2. Ознакомьтесь с перечнем оборудования - проверьте работу программы «Удельное сопротивление», при необходимости используйте указания по работе с программой. При затруднениях в работе с программой немедленно обращайтесь к представителям оргкомитета.
3. При оформлении работы каждую задачу и каждую ее часть начинайте с новой страницы. Первая половина тетради предназначена для чистовика, вторая  ─ для черновика.
4. Подписывать тетради, отдельные страницы, делать иные пометки, не имеющие отношения к решению, запрещено.
5. В ходе работы можно использовать ручки, карандаши, чертежные принадлежности, калькулятор.
6. Использование мобильных устройств для выхода в Интернет запрещено.
7. Со всеми вопросами, связанными с условиями задач, обращайтесь к представителям оргкомитета.

Задание 1.  «Удельное сопротивление»

Приборы и оборудование:

источник постоянного тока с цифровым индикатором напряжения, проволока из вещества с большим удельным сопротивлением (4шт.) на стойках из изолятора, линейка, мультиметр, микрометр, соединительные провода, лабораторный журнал (протокол измерений),  чернильница.

Указание: Для включения источника тока надо кликнуть мышкой на ON/OFF.

Примечание. Для экспериментальных заданий как таковых “решений” не существует – эти задания необходимо выполнять, то есть проводить необходимые действия. Причём эти действия во многих случаях можно выполнить разными способами. 

1.1.  Сравните удельное сопротивление меди и константана, предварительно измерив его с помощью лабораторной установки.

Внимание! Материал, длина и диаметр проволоки, а также приложенное напряжение можно изменять. Щелкните на микрометре для выбора материала проволоки и потом на соответствующий металлический брусок. Измерения микрометром автоматически согласованы с изменением диаметра проволоки при движении ручки микрометра влево-вправо.

   • В протокол измерений вносится рассчитанная калькулятором площадь поперечного сечения проволоки в мм ², а не диаметр.

Указание. Движением левой стойки-изолятора происходит грубая регулировка длины провода. Точную регулировку длины провода, в пределах 3-4 делений (!), осуществляется путем перемещения бегунка с красной меткой (линией визирования) на линейке в верхнем левом углу. 

Мультиметр используется для измерения силы тока. Перед измерением необходимо включить на мультиметре кнопку питания "POWER". Диапазоны измерений мультиметра можно выбирать.

 • Для передачи измеренных значений в виртуальный лабораторный журнал нужно щелкнуть на "чернильнице".

Внимание! Табличное значение удельного сопротивления меди:  0,017 Ом∙мм²/м.

                 Табличное значение удельного сопротивления константана:  0,50 Ом∙мм²/м.

1.2.  Какова абсолютная погрешность отсчета измерения диаметра проволоки?

Внимание! Для уменьшения относительной погрешности измерения диаметра проволоки проводятся не штангенциркулем, а микрометром. Эти измерения синхронизированы с изменением диаметра проволоки при движении ручки микрометра влево-вправо. 

1.3. Каким должно быть удельное сопротивление вещества для плавкого предохранителя? Является ли этот параметр решающим, определяющим для выбора материала предохранителя? Ответ обоснуйте.

Внимание! Виртуальный мультиметр имеет интересную особенность. При превышении тока в цепи верхней границы установленного на мультиметре диапазона измерений он "сгорает" и требуется замена предохранителя . Для чего надо навести на сгоревший мультиметр мышку и начнется замена предохранителя. Проверьте эффект! Перед ответом на заданные вопросы укажите  в тетради, как осуществляется замена предохранителя лабораторного мультиметра.

1.4. Рассчитать максимальную силу тока в цепи, возможную для данной лабораторной установки при использовании лишь тех проводов, с которыми проводилось исследование, т.е. из меди и константана. Оценить в процентах,  насколько отличается результат расчета от прямого измерения максимальной силы тока в цепи при данном оборудовании.

1.5. Почему для изготовления нагревательных элементов применяют проводники с большим удельным сопротивлением, а для соединительных проводов - с малым?

Суперзадание

1.6.с. Между двумя изолированными стойками закреплен моток голой проволоки, состоящий из семи с половиной витков. Подключив к мотку приборы, измерили сопротивление цепи между концами мотка. Определите, во сколько раз изменится это сопротивление, если моток размотать, оставив концы присоединенными к тем же стойкам.

Успехов в исследованиях!