Открытая Минская интернет-олимпиада по физике. Экспериментальный тур очного этапа, 2011 г., 10 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 (4 шт.) 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 Δ_оl измерения длины проволоки?

Внимание. См. указание к заданию 1.1. 

1.3. Почему для предохранителей используют свинцовую проволоку? Какие параметры важны для материала предохранителя?

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.а) Имеет ли значение в работе,  является проволока скрученной в спираль или растянутой, если длина ее известна заранее и сложностей с измерением длины не возникает?

1.5.б) Половину спирали от электрической плитки растянули и спираль включили в сеть. Будут ли отличаться показания вольтметра, измеряющего напряжения на растянутой части спирали, от показаний вольтметра, измеряющего напряжение на нерастянутой ее части?

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!