Полы и напольные покрытия / 13.07.2021

Решение задач на расчет электрического сопротивления с помощью моделей. Сопротивление куба Куб резисторов решение

Цели: обучающая : систематизировать знания и умения учащихся решать задачи ан расчет эквивалентных сопротивлений с помощью моделей, каркасов и т.д.

Развивающая: развитие навыков логического мышления абстрактного мышления, умений заменять схемы эквивалентности, упрощать расчет схем.

Воспитательная: воспитание чувства ответственности, самостоятельности, необходимости навыков приобретенных на уроке в будущем

Оборудование: проволочный каркас куба, тетраэдера, сетки бесконечной цепочки сопротивлений.

ХОД УРОКА

Актуализация:

1. Учитель: “Вспомним последовательное соединение сопротивлений”.

Учащиеся на доске зарисовывают схему.

и записывают

U об =U 1 +U 2

Y об =Y 1 =Y 2

Учитель: вспомним параллельное соединение сопротивлений.

Учащийся на доске зарисовывает элементарную схему:

Y об =Y 1 =Y 2

; для для n равных

Учитель: А теперь будем решать задачи на расчет эквивалентного сопротивления участок цепи представлен в виде геометрической фигуры, либо металлической сетки.

Задача № 1

Проволочный каркас в виде куба, рёбра которого представляют равные сопротивления R. Рассчитать эквивалентное сопротивление между точками А и В. Чтобы рассчитать эквивалентное сопротивление данного каркаса необходимо заменить эквивалентной схемой. Точки 1, 2, 3 имеют одинаковый потенциал, их можно соединить в один узел. А точки (вершины) куба 4, 5, 6 можно соединить в другой узел по той же причине. Учащиеся имеют на каждой парте такую модель. После выполнения описанных действий зарисовывают эквивалентную схему.

На участке АС эквивалентное сопротивление ; на СD ; на DB ; и окончательно для последовательного соединения сопротивлений имеем:

По тому же принципу потенциалы точек А и 6 равны, В и 3 равны. Учащиеся совмещают эти точки на своей модели и получают эквивалентную схему:

Расчёт эквивалентного сопротивления такой цепи прост

Задача № 3

Эта же модель куба, с включением в цепь между точками 2 и В. Учащиеся соединяют точки с равными потенциалами 1 и 3; 6 и 4. Тогда схема будет выглядеть так:

Точки 1,3 и 6,4 имеют равные потенциалы, и ток по сопротивлениям между этими точками не потечёт и схема упрощается до вида; эквивалентное сопротивление которой рассчитывается так:

Задача № 4

Равносторонняя треугольная пирамида, ребро которой имеет сопротивление R. Рассчитать эквивалентное сопротивление при включении в цепь.

Точки 3 и 4 имеют равный потенциал, поэтому по ребру 3,4 ток не потечёт. Учащиеся убирают его.

Тогда схема будет выглядеть так:

Эквивалентное сопротивление рассчитывается так:

Задача № 5

Металлическая сетка с сопротивлением звена равном R. Рассчитать эквивалентное сопротивление между точками 1 и 2.

В точке 0 можно звенья отделить, тогда схема будет иметь вид:

- сопротивление одной половины симметричной по 1-2 точкам. Параллельно ей такая же ветвь, поэтому

Задача № 6

Звезда состоит из 5-и равносторонних треугольников, сопротивление каждого.

Между точками 1 и 2 один треугольник параллелен четырём, последовательно соединенным между собой

Имея опыт расчёта эквивалентного сопротивления проволочных каркасов можно приступить к расчету сопротивлений цепи, содержащий бесконечное число сопротивлений. Например:

Если отделить звено

от общей схемы, то схема не изменится, тогда можно представить ввиде

или ,

решаем данное уравнение относительно R экв.

Итог урока: мы научились абстрактно представлять схемы участков цепи, заменять их эквивалентными схемами, которые позволяют легко рассчитать эквивалентное сопротивление.

Указание: Эту модель представить в виде:

Рассмотрим классическую задачу. Дан куб, рёбра которого представляют собой проводники с каким-то одинаковым сопротивлением. Этот куб включается в электрическую цепь между всевозможными его точками. Вопрос: чему равно сопротивление куба в каждом из этих случаев? В данной статье репетитор по физике и математике рассказывает о том, как решается эта классическая задача. Присутствует также видеоурок, в котором вы найдёте не только подробное объяснение решения задачи, но и реальную физическую демонстрацию, подтверждающую все вычисления.

Итак, куб может быть включен в цепь тремя различными способами.

Сопротивление куба между противоположными вершинами

В этом случае ток, дойдя до точки A , распределяется между тремя рёбрами куба. При этом, поскольку все три ребра эквивалентны с точки зрения симметрии, ни одному из рёбер нельзя придать большую или меньшую «значимость». Поэтому ток между этими рёбрами должен распределиться обязательно поровну. То есть сила тока в каждом ребре равна :

В результате получается, что падение напряжения на каждом из этих трёх рёбер одинаково и равно , где — сопротивление каждого ребра. Но падение напряжение между двумя точками равно разности потенциалов между этими точками. То есть потенциалы точек C , D и E одинаковы и равены . Из соображений симметрии потенциалы точек F , G и K также одинаковы.

Точки с одинаковым потенциалом можно соединять проводниками. Это ничего не изменит, потому что по этим проводникам всё равно не потечёт никакой ток:

В результате получим, что рёбра AC , AD и AE T . Точно также рёбра FB , GB и KB соединятся в одной точке. Назовём её точкой M . Что касается оставшихся 6 рёбер, то все их «начала» окажутся соединены в точке T , а все концы — в точке M . В результате мы получим следующую эквивалентную схему:

Сопротивление куба между противолежащими углами одной грани

В данном случае эквивалентными являются рёбра AD и AC . По ним потечёт одинаковый ток . Кроме того, эквивалентными также являются KE и KF . По ним потечёт одинаковый ток . Ещё раз повторим, что ток между эквивалентными рёбрами должен распределиться поровну, в противном случае нарушится симметрия:

Таким образом, в данном случае одинаковым потенциалом обладают точки C и D , а также точки E и F . Значит эти точки можно объединить. Пусть точки C и D объединятся в точке M , а точки E и F — в точке T . Тогда получится следующая эквивалентная схема:

На вертикальном участке (непосредственно между точками T и M ) ток не течёт. Действительно, ситуация аналогична уравновешенному измерительному мосту . Это означает, что данной звено можно исключить из цепи. После этого посчитать общее сопротивление не составит труда:

Сопротивление верхнего звена равно , нижнего — . Тогда общее сопротивление равно:

Сопротивление куба между прилежащими вершинами одной грани

Это последний возможный вариант подключения куба в электрическую цепь. В этом случае эквивалентными рёбрами, через которые будет течь одинаковый ток, являются рёбра AC и AD . И, соответственно, одинаковые потенциалы будут иметь точки C и D , а также симметричные им точки E и F :

Вновь соединяем попарно точки с одинаковыми потенциалами. Мы можем это сделать, потому что ток между этими точками не потечёт, даже если соединить их проводником. Пусть точки C и D объединятся в точку T , а точки E и F — в точку M . Тогда можно нарисовать следующую эквивалентную схему:

Общее сопротивление полученной схемы рассчитывается стандартными способами. Каждый сегмент из двух параллельно соединённых резисторов заменяем на резистор сопротивлением . Тогда сопротивление «верхнего» сегмента, состоящего из последовательно соединённых резисторов , и , равно .

Этот сегмент соединён со «средним» сегментом, состоящим из одного резистора сопротивлением , параллельно. Сопротивление цепи, состоящей из двух параллельно соединённых резисторов сопротивлением и , равно:

То есть схема упрощается до ещё более простого вида:

Как видно, сопротивление «верхнего» П-образного сегмента равно:

Ну а общее сопротивление двух параллельно соединённых резисторов сопротивлением и равно:

Эксперимент на измерению сопротивления куба

Чтобы показать, что всё это не математический трюк и что за всеми этими вычислениями стоит реальная физика, я решил провести прямой физической эксперимент по измерению сопротивления куба. Вы можете посмотреть этот эксперимент в видео, которые находится в начале статьи. Здесь я размещу фотографии экспериментальной установки.

Специально для этого эксперимента я спаял куб, рёбрами которого являются одинаковые резисторы. Также у меня есть мультиметр, который я включил в режиме измерения сопротивления. Сопротивление одиночного резистора равно 38.3 кОм:

Оборудование: проволочный каркас куба, тетраэдера, сетки бесконечной цепочки сопротивлений.

ХОД УРОКА

Актуализация:

1. Учитель: “Вспомним последовательное соединение сопротивлений”.

Учащиеся на доске зарисовывают схему.

и записывают

U об =U 1 +U 2

Y об =Y 1 =Y 2

Учитель: вспомним параллельное соединение сопротивлений.

Учащийся на доске зарисовывает элементарную схему:

Y об =Y 1 =Y 2

; для для n равных

Задача № 1

Расчёт эквивалентного сопротивления такой цепи прост

Задача № 3

Задача № 4

Точки 3 и 4 имеют равный потенциал, поэтому по ребру 3,4 ток не потечёт. Учащиеся убирают его.

Тогда схема будет выглядеть так:

Эквивалентное сопротивление рассчитывается так:

Задача № 5

В точке 0 можно звенья отделить, тогда схема будет иметь вид:

- сопротивление одной половины симметричной по 1-2 точкам. Параллельно ей такая же ветвь, поэтому

Задача № 6

Звезда состоит из 5-и равносторонних треугольников, сопротивление каждого.

Размер: px

Начинать показ со страницы:

Транскрипт

1 9 класс 1. Минимальный путь Автомобиль, едущий со скоростью υ, в некоторый момент начинает движение с таким постоянным ускорением, что за время τ пройденный им путь s оказывается минимальным. Определите этот путь s. 2. Отражение в полете В баллистической лаборатории при проведении эксперимента по изучению упругого отражения от движущихся препятствий u производился выстрел маленьким шариком из небольшой υ катапульты, установленной на горизонтальной поверхности. Одновременно из точки, в которую по расчетам должен был S упасть шарик, с постоянной скоростью начинала движение навстречу массивная вертикальная стенка (см. рисунок). После упругого отражения от стенки, шарик падал на некотором расстоянии от катапульты. Затем эксперимент повторяли, изменяя только скорость движения стенки. Оказалось, что в двух экспериментах удар шарика о стенку произошел на одной и той же высоте h. Определите эту высоту, если известно, что время полета шарика до отражения в первом случае составило t1 = 1 с, а во втором t2 = 2 c. На какую максимальную высоту H поднимался шарик за весь полет? Чему равна начальная скорость шарика υ, если расстояние между местами его падения на горизонтальную поверхность в первом и втором экспериментах составило L = 9 м? Определите скорости равномерного движения стенки u1 и u2 в этих экспериментах и начальное расстояние S между стенкой и катапультой. Считайте g = 1 м/с 2. Примечание. В системе отсчёта, связанной со стенкой, модули скорости шарика до и после столкновения одинаковы, а угол отражения шарика равен углу падения. 3. Трехцилиндровый Тело, склеенное из трех соосных цилиндров разного поперечного сечения и разной высоты, погружают в некоторую жидкость и снимают зависимость силы Архимеда F, действующей на тело, от глубины h его погружения. Известно, что площадь сечения самого узкого (не факт, что самого нижнего) цилиндра S = 1 см 2. Постройте график зависимости F(h) и с его помощью определите высоту каждого из цилиндров, площади сечения двух других цилиндров и плотность жидкости. В процессе эксперимента ось вращения цилиндров оставалась вертикальной, g = 1 м/с 2. h, см F а, Н,3,9 1,8 2,4 3,6 4,2 4,8 6, 7,2 7,3 7,5 7,6 7,7 7,8 7,9 7,9

2 4. Два в кубе Куб собран из одинаковых резисторов, имеющих сопротивления R. Два резистора заменены на идеальные перемычки, как указано на рисунке. Найдите общее сопротивление получившейся системы между контактами A и B. Какие резисторы из оставшихся можно убрать, чтобы это не изменило общее сопротивление системы? Если известно, что через большинство резисторов в цепи течет ток I = 2 А, вычислите силу тока в проводе, подсоединенном к узлу A (или В)? Вычислите силу тока, текущего через идеальную перемычку AA? 5. Ледяное пятно Определите, какая максимальная масса mп водяного пара, взятого при температуре 1 С, может потребоваться для нагревания льда, находящегося в калориметре, до температуры плавления (без плавления). Точная масса льда и его начальная температура не известны, но эти значения могут лежать в выделенной на -3 m/m диаграмме области. Удельная теплота -4 парообразования L = 2,3 МДж/кг, удельная теплота плавления льда λ = 34 кдж/кг, удельная теплоемкость воды с = 4 2 Дж/(кг С), удельная теплоемкость льда с1 = 2 1 Дж/(кг С). Масса льда m на диаграмме приведена в условных единицах, показывающих, во сколько раз масса льда меньше, чем m = 1 кг. Теплоемкостью калориметра и потерями тепла пренебречь t, С

3 1 класс 1. Время мощности В результате проведенного эксперимента получена зависимость мощности N постоянной горизонтальной силы от времени t ее действия на изначально покоящийся на гладком горизонтальном столе брусок массы m = 2 кг. Некоторые измерения могли оказаться не очень точными. определите мощность силы в момент времени τ = 6 с; найдите значение силы F. N, Вт 1,4 2,8 4,5 5, 6, 1,4 14,7 16,6 18,3 t, с 1, 1,5 2, 2,5 3,2 5, 7,2 8,4 9, 2. В лунке Стержень АВ касается уступа K полусферической лунки радиуса R. Точка А движется равномерно со скоростью υ по поверхности лунки, начиная из нижней точки N, к точке M. Найти зависимость модуля скорости u конца стержня В от угла α, который стержень составляет с горизонтом. Длина стержня АВ равна 2R. 3. Вода со льдом В калориметре смешали некоторое количество воды и льда. Их точные массы и начальные температуры неизвестны, но эти значения лежат в выделенных на диаграмме заштрихованных областях. Найдите максимальное количество теплоты, которое могло быть передано водой льду, если после установления теплового равновесия масса льда не изменилась. Определите возможную массу содержимого калориметра в этом случае. Удельная теплота плавления льда λ = 34 кдж/кг, удельная теплоемкость воды с = 42 Дж/(кг С), удельная теплоемкость льда с1 = 21 Дж/(кг С). Массы воды и льда на диаграмме приведены в условных единицах, показывающих во сколько раз их массы меньше чем m = 1 кг. Теплоемкостью калориметра и потерями теплоты пренебречь t, С 1 m /m

4 4. Три в кубе Куб собран из одинаковых резисторов сопротивлением R. Три резистора заменили на идеальные перемычки, как указано на рисунке. Найдите общее сопротивление получившейся системы между контактами A и B. Какие резисторы из оставшихся можно убрать так, что это не изменит общее сопротивление системы? Если известно, что сила тока, текущего через большинство резисторов электрической цепи, равна, вычислите силу тока в проводе, подсоединенном к узлу A (или В)? I 2A Вычислите силу тока, текущего через идеальную перемычку AA? 5. Транспортёр на боку По шероховатому горизонтальному полу движется лежащий на боку ленточный транспортёр так, что плоскость ленты вертикальна. Скорость ленты транспортёра равна υ. Транспортёр перемещается по полу с постоянной скоростью u перпендикулярно основным участкам его ленты. За некоторое время транспортёр сместился на расстояние s. Его новое положение показано на рисунке. Транспортёр толкает по полу брусок, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда. На рисунке дан вид сверху на эту систему. Пренебрегая прогибом ленты и считая движение бруска установившимся, найдите смещение бруска за время s/u. Определите работу по перемещению бруска, совершаемую транспортёром за это время. Коэффициент трения между бруском и полом равен μ1, а между бруском и лентой μ2.

5 11 класс 1. Мощность в пространстве На изначально покоящийся на гладком горизонтальном столе брусок массы m = 2 кг, начали действовать постоянной горизонтальной силой F. В результате была получена зависимость мощности N от перемещения s бруска. Некоторые измерения могли оказаться не очень точными. В каких координатных осях экспериментальная зависимость мощности от перемещения линейна? Определите мощность силы в точке с координатой s = 1 см. Найдите значение силы F. N, Вт,28,4,57,75 1,2 1,1 1,23 1,26 1,5 s, см 1, 2, 4, 7, «Тёмная материя» Скопления звёзд образуют бесстолкновительные системы галактики, в которых звёзды равномерно движутся по круговым орбитам вокруг оси симметрии системы. Галактика NGC 2885 состоит из скопления звёзд в виде шара (ядра радиусом rя = 4 кпк) и тонкого кольца, внутренний радиус которого совпадает с радиусом ядра, а внешний равен 15 rя. Кольцо состоит из звёзд с пренебрежимо малой по сравнению с ядром массой. В ядре звёзды распределены равномерно. Было установлено, что линейная скорость движения звёзд в кольце не зависит от расстояния до центра галактики: от внешнего края кольца вплоть до края ядра скорость звёзд υ = 24 км/с. Такое явление может быть объяснено наличием несветящейся массы («тёмной материи»), распределенной сферически симметрично относительно центра галактики вне её ядра. 1) Определите массу Mя ядра галактики. 2) Определите среднюю плотность ρя вещества ядра галактики. 3) Найдите зависимость плотности «тёмной материи» ρт(r) от расстояния до центра галактики. 4) Вычислите отношение массы «тёмной материи», влияющей на движение звёзд в диске, к массе ядра. Примечание: 1 кпк = 1 килопарсек = 3, м, гравитационная постоянная γ = 6, Н м 2 кг 2.

6 3. Четыре в кубе Куб собран из одинаковых резисторов, имеющих сопротивления R. Четыре резистора заменены на идеальные перемычки, как указано на рисунке. Найдите общее сопротивление получившейся системы между контактами A и B. Через какие резисторы сила текущего тока максимальна, а через какие и минимальна? Найдите эти значения силы тока, если сила тока, входящего в узел А равна I = 1,2 А? Какова сила тока, текущего через идеальную перемычку AA`? 4. Ромб. Циклический процесс, совершаемый над идеальным газом, на (p, V) плоскости представляет собой ромб (см. качественный рисунок). Вершины (1) и (3) лежат на одной изобаре, а вершины (2) и (4) на одной изохоре. За цикл газ совершил работу А. Насколько отличается количество теплоты Q12, подведённой к газу на участке 1-2, от количества теплоты Q 3,4 участке 3-4?, отведённой от газа на 5. Колебаниям нет! В электрической цепи (см. рис.), состоящей из резистора сопротивлением R, катушки индуктивностью L, на конденсаторе емкостью C находится заряд Q. В некоторый момент времени замыкают ключ К и одновременно начинают изменять емкость конденсатора так, что идеальный вольтметр показывает постоянное напряжение. 1) Как зависит от времени емкость конденсатора C(t) при изменении t от до t 1 C L? 2) Какую работу за время t1 совершили внешние силы? Считайте, что t 1 L / R C L. Подсказка. Количество теплоты, выделившейся на резисторе за время t1, равно t1 2 2 Q WR I () t Rdt. 3C

11 класс 1 Мощность в пространстве На изначально покоящийся на гладком горизонтальном столе брусок массы m = кг, начали действовать постоянной горизонтальной силой F В результате была получена зависимость

Региональный этап всероссийской олимпиады школьников по физике января 16 г 11 класс 1 Мощность в пространстве На изначально покоящийся на гладком горизонтальном столе брусок массы m = кг, начали действовать

Региональный этап всероссийской олимпиады школьников по физике. января 6 г. 9 класс. Минимальный путь Автомобиль, едущий со скоростью υ, в некоторый момент начинает движение с таким постоянным ускорением,

1 класс 1. Время мощности В результате проведенного эксперимента получена зависимость мощности N постоянной горизонтальной силы от времени t ее действия на изначально покоящийся на гладком горизонтальном

11 класс 1. Плотность кислорода Найти плотность кислорода при давлении param1 кпа и температуре param2 К. Газ считать идеальным. param1 50 150 200 300 400 param2 300 350 400 450 500 2. Мощность в цепи

7 класс 1. Моток медной проволоки имеет массу 360 г. Найдите длину проволоки в мотке, если площадь поперечного сечения проволоки 0,126 мм 2, а 1 см 3 меди имеет массу 8,94 г. Ответ выразите в метрах и

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Открытая олимпиада Физтех-лицея 2015 Физика, 11 класс 1. На тонком прозрачном горизонтальном столе лежит тонкая собирающая линза с фокусным расстоянием F = 70

Первый (отборочный) этап академического соревнования Олимпиады школьников «Шаг в будущее» по общеобразовательному предмету «Физика», Осень 05 г. Вариант З А Д А Ч А. Первую половину времени тело движется

9 класс Школьник Петя Иванов из имеющихся в его распоряжении шести проволок собрал схему, изображённую на рис. 1. Найти сопротивление цепи между точками А и D, если сопротивления проволок AB и BD равны

11 класс. 1 тур 1. Задача 1 Цилиндрическая шайба, скользившая по гладкому льду со скоростью, испытала лобовое упругое соударение с покоившейся цилиндрической шайбой другой массы. После соударения первая

Межрегиональная предметная олимпиада Казанского федерального университета по предмету «Физика» 9 класс. Вариант 1. 2014-2015 учебный год, интернет-тур 1. (1 балл) Мальчик Петя первую половину пути от школы

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Олимпиада «Физтех» по физике 11 класс, онлайн-этап, 2013/14 год 1. Камень, брошенный с крыши сарая почти вертикально вверх со скоростью 15 м/с, упал на землю

Банк заданий по физике 1 класс МЕХАНИКА Равномерное и равноускоренное прямолинейное движение 1 На рисунке приведён график зависимости координаты тела от времени при его прямолинейном движении по оси x.

Олимпиада имени Дж. Кл. Максвелла Региональный этап января 6 года 7 класс. Где тут плотность? В лаборатории провели измерtния массы и объема пяти тел, изготовленных из четырех материалов: березы, ρ Б =,7

Параграфы 88-93 повторить выполнить упражнение 12. Выполнить тест Вариант 3679536 1. Задание 1 На рисунке изображены графики зависимости модуля скорости движения четырёх автомобилей от времени. Один из

Минская городская олимпиада ФИЗИКА 2002 год 11 класс. 1. Ротор модели электродвигателя представляет собой прямоугольную рамку площадью S, содержащую n витков проволоки, закрепленную на массивном основании,

Министерство образования и науки Пермского края Физика Задания муниципального этапа всероссийской олимпиады школьников в Пермском крае 2017/2018 учебный год МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ МУНИЦИПАЛЬНОГО

МОСКОВСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ФИЗИКЕ 2016 2017 уч. г. НУЛЕВОЙ ТУР, ЗАОЧНОЕ ЗАДАНИЕ. 11 КЛАСС В прилагаемом файле приведено ноябрьское заочное задание для 11-го класса. Подготовьте несколько листов

10 класс. Вариант 1. 1. (1 балл) Частота вращения воздушного винта легкомоторного самолёта 1500 об/мин. Сколько оборотов успеет сделать винт на пути 90 км при скорости полёта 180 км/ч. 1) 750 2) 3000 3)

Физика. При расчетах принять: м Ускорение свободного падения g 10 с Универсальная газовая постоянная Дж R 8,31 моль К Постоянная Авогадро N A 6, 0 10 моль 3 1 Постоянная Планка h 34 6,63 10 Дж с 1 Ф Электрическая

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ НЭ БАУМАНА ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП ОЛИМПИАДЫ «ШАГ В БУДУЩЕЕ» ПО КОМПЛЕКСУ ПРЕДМЕТОВ «ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ» ВАРИАНТ 8 З А Д А Ч А Из пункта А, находящегося

Курчатов 2018, физика, отборочный этап 11 класс Гидростатика Задача 1.1 Куб со стороной a = 10 см плавает в ртути, погрузившись на 1/4 своего объёма. Поверх ртути постепенно доливают воду до тех пор, пока

Заключительный (очный) этап Всесибирской олимпиады по физике Задачи 9 кл. (29 марта 2009 г.) 2R m 3R 1. Массивная однородная цепь с грузом массы m на одном конце перекинута через блок радиуса R и находится

В прилагаемом файле приведено ноябрьское заочное задание для 11-го класса. Подготовьте несколько листов в клетку, на которых от руки напишите развёрнутые решения прилагаемых задач. Сфотографируйте страницы

Первый (отборочный) этап академического соревнования Олимпиады школьников «Шаг в будущее» по общеобразовательному предмету «Физика», осень 016 г. Вариант 1 1. Диск катится без проскальзывания по горизонтальной

Динамика твердого тела. 1. Тонкий однородный стержень АВ массы m = 1,0 кг движется поступательно с ускорением а = 2,0 м/с 2 под действием сил F 1 и F 2. Расстояние b = 20 см, сила F 2 = 5,0 Н. Найти длину

9Ф Раздел 1. Понятия, определения Вставьте недостающие слова: 1.1 Тело можно считать материальной точкой только тогда, когда 1.2 Если в любой момент времени все точки тела движутся одинаково, то такое

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Открытая олимпиада Физтех-лицея 2015 Физика, 9 класс 1. Масса до краёв заполненной пробирки с водой M 1 = 160 г. После того как в неё поместили кусочек металла

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Гравитация Задача 1. (МФТИ, 1987) С какой скоростью должен был бы лететь самолёт вдоль экватора, чтобы сила давления сидящих пассажиров на кресла самолёта уменьшилась

Итоговый годовой тест по физике 10 класс 1 вариант Часть А A1. По кольцевой автомобильной дороге длиной L = 15 км в одном направлении едут грузовой автомобиль и мотоцикл со скоростями соответственно V1

ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ «ШАГ В БУДУЩЕЕ» Комплекс предметов «ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ» МАТЕРИАЛЫ ОЛИМПИАДНЫХ ЗАДАНИЙ 008-009 ГОД I. Научно-образовательное соревнование ЗАДАНИЯ ПО МАТЕМАТИКЕ Решить систему уравнений

Занятие 11 Итоговый 2. Механика. Задача 1 На рисунке представлен график зависимости пути S велосипедиста от времени t. Определите интервал времени после начала движения, когда велосипедист двигался со

Класс 11 Билет 11-01 Шифр 1. Систему из трех брусков, находящихся на горизонтальном столе, приводят в движение, прикладывая горизонтальную силу F (см. рис.). Коэффициент трения между столом и брусками

Физика, 9 класс (10 класс- 1 полугодие) Вариант 1 1 По графику зависимости модуля скорости от времени, представленному на рисунке, определите модуль ускорения прямолинейно движущегося тела в момент времени

Отложенные задания (25) В области пространства, где находится частица с массой 1 мг и зарядом 2 10 11 Кл, создано однородное горизонтальное электрическое поле. Какова напряжённость этого поля, если из

Минская областная олимпиада школьников по физике 2000 год 11 класс. 1. Две шайбы массами m и 2m, связанные невесомой нитью длиной l лежат на гладкой горизонтальной поверхности так, что нить полностью растянута.

9 класс Задача. Падение сосульки. С крыши дома оторвалась сосулька и за t=0.2 с пролетела мимо окна, высота которого h =.5 м. С какой высоты h x, относительно верхнего края окна она оторвалась? Размерами

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Открытая олимпиада Физтех-лицея 2015 Физика, 10 класс 1. Герметичный сосуд разделён на два отсека с теплоизолирующей перегородкой, в которой сделано небольшое

10 класс. Вариант 1 1. Тело соскальзывает с наклонной плоскости с углом наклона =30 о. На первых k=1/3 пути коэффициент трения 1 05,. Определите коэффициент трения на оставшемся отрезке пути, если у основания

Вариант 2805281 1. Мальчик съезжает на санках равноускоренно со снежной горки. Скорость санок в конце спуска 10 м/с. Ускорение равно 1 м/с 2, начальная скорость равна нулю. Какова длина горки? (Ответ дайте

Тульский государственный университет. Олимпиада по физике февраля 6 г.. Цилиндр радиуса R = см зажат между двумя горизонтальными поверхностями, которые движутся в разные стороны со скоростями v = 4 м/с

ВСЕРОССИЙСКЯ ОЛИМПИД ШКОЛЬНИКОВ ПО ФИЗИКЕ. 017 018 уч. г. МУНИЦИПЛЬНЫЙ ЭТП. 10 КЛСС 1. Два шарика брошены одновременно навстречу друг другу с одинаковыми начальными скоростями: один с поверхности земли

Административная работа за 1 полугодие Вариант 1. Часть 1 А1. На графике приведена зависимость скорости прямолинейно движущегося тела от времени. Определите модуль ускорения тела. 1) 10 м/с 2 2) 5 м/с

Первый (отборочный) этап академического соревнования Олимпиады школьников «Шаг в будущее» по образовательному предмету «физика», осень 05 г Вариант 5 З А Д А Ч А Тело совершает два последовательных, одинаковых

Олимпиадные задания 2014/2015 уч.г. 9 класс Вариант 1 1. Кубик плотности ρ 1 удерживается в равновесии невесомой пружиной под наклонной стенкой, угол наклона которой равен α, в жидкости плотности ρ 2 >ρ

216 год Класс 9 Билет 9-1 1 Два груза массами m и, находящиеся на гладком горизонтальном столе, связаны нитью и соединены с грузом массой 3m другой нитью, перекинутой через невесомый блок (см рис) Трением

Типовой вариант академического соревнования Олимпиады школьников «Шаг в будущее» по общеобразовательному предмету «Физика» З А Д А Ч А 1. Точка движется вдоль оси х по закону скорости точки при t = 1 c.

Задание 1 Цилиндрический сосуд, в который налита жидкость, закрыли герметичной крышкой и начали двигать вертикально вниз с ускорением 2,5 g. Определите давление жидкости на крышку сосуда, если в неподвижном

2.1. В калориметре находился лед при температуре t 1 = -5 С. Какой была масса m 1 льда, если после добавления в калориметр т 2 = 4 кг воды, имеющей температуру t 2 = 20 С, и установления теплового равновесия

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ НЭ БАУМАНА ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП ОЛИМПИАДЫ «ШАГ В БУДУЩЕЕ» ПО КОМПЛЕКСУ ПРЕДМЕТОВ «ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ» ВАРИАНТ 5 З А Д А Ч А Из пункта А, находящегося

Билет N 5 Билет N 4 Вопрос N 1 На тело массой m 2,0 кг начинает действовать горизонтальная сила, модуль которой линейно зависит от времени: F t, где 0.7 Н/с. Коэффициент трения k 0,1. Определить момент

Установление соответствия, часть 2 1. русок, находящийся на шероховатой горизонтальной поверхности, начинает двигаться равноускоренно под действием силы В системе отсчета, связанной с горизонтальной поверхностью,

Комплексная олимпиада школьников «Академика» [email protected] 1. Начальная скорость камня, брошенного под некоторым углом к горизонту, равна 10 м/с, а спустя время 0,5 с скорость камня равна 7 м/с. На

Задание 1 Выберите, какова ориентация изображения предмета «b» в плоском зеркале «а» (см. рис.). a 45 0 b а б в г д Задание 2 Телу массы m и удельной теплоемкости c передали количество теплоты Q. Температура

Билет N 5 Билет N 4 Вопрос N 1 Два бруска с массами m 1 = 10,0 кг и m 2 = 8,0 кг, связанные легкой нерастяжимой нитью, скользят по наклонной плоскости с углом наклона = 30. Определите ускорение системы.

Республиканская Предметная Олимпиада Районный (Городской) этап Физика Имя Фамилия Школа 1 Длительность экзамена составляет 180 минут 4 неправильных ответа забирают балы за 1 правильный ответ 3 Каждый вопрос

Белорусская республиканская олимпиада по физике (Гомель, 1998 г.) 9 класс 9.1 Для исследования упругих свойств резины резиновая ленточка была подвешена вертикально, и к ее нижнему краю прикреплялись различные

Часть 1 Ответами к заданиям 1 4 являются цифра, число или последовательность цифр. Запишите ответ в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите в БЛАНК ОТВЕТОВ 1 справа от номера соответствующего задания,

Задания В2 по физике 1. Пружинный маятник вывели из положения равновесия и отпустили без начальной скорости. Как изменяются в течение первой четверти периода колебаний груза маятника следующие физические

Олимпиада «Физтех» по физике 9 Класс Билет - Шифр (заполняется секретарём) 3. Пушка установлена на плоском склоне горы, образующем угол с горизонтом. При выстреле «вверх» по склону снаряд падает на склон

Олимпиада «Физтех» по физике 8 Класс Билет - Шифр (заполняется секретарём) Систему из трех брусков, находящихся на горизонтальном столе, приводят в движение, прикладывая горизонтальную силу (см рис) Коэффициент

1 Кинематика 1 Материальная точка движется вдоль оси x так, что времени координата точки x(0) B Найдите x (t) V x At В начальный момент Материальная точка движется вдоль оси x так, что ax A x В начальный

Занятие 7 Законы сохранения Задача 1 На рисунке изображены графики изменения скоростей двух взаимодействующих тележек разной массы (одна тележка догоняет и толкает другую). Какую информацию о тележках

Объяснение явлений 1. На рисунке представлен схематичный вид графика изменения кинетической энергии тела с течением времени. Выберите два верных утверждения, описывающих движение в соответствии с данным

И. В. Яковлев Материалы по физике MthUs.ru Электромагнитная индукция Задача 1. Проволочное кольцо радиусом r находится в однородном магнитном поле, линии которого перпендикулярны плоскости кольца. Индукция

9 класс. Вариант 1. Тело бросили с башни горизонтально. Через t = с его скорость увеличилась в k=3 раза. С какой скоростью V0 бросили тело? Скорость тела изменяется в зависимости от времени как Для заданного

7 класс 1. Сколько раз за сутки часовая и минутная стрелки часов лежат на одной прямой линии? 2. Масса пустой канистры 200 г, а канистры, заполненной керосином, 5 кг. Сколько литров керосина в канистре?

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Содержание Сила трения 1 Всероссийская олимпиада школьников по физике................... 1 2 Московская физическая олимпиада........................... 3 3 МФТИ

Итоги муниципального этапа всероссийской олимпиады школьников по физике 2012-2013 учебный год Анализ результатов муниципального этапа олимпиады 1 задание. 9 класс Экспериментатор Глюк с балкона наблюдает

Инструкция к заданиям #1_45: В этих заданиях заданы вопросы и приведены пять предполагаемых ответов, только один из которых правильный. Найдите соответствующий данному заданию номер в листе ответов, отыщите

Решения и критерии оценивания Задача 1 Деревянный цилиндр плавает в цилиндрическом сосуде с водой, как показано на рис. 1, выступая на a = 60 мм над уровнем жидкости, который равен h 1 = 300 мм. На верхнюю

ЛИЦЕЙ 1580 (ПРИ МГТУ ИМ.Н.Э.БАУМАНА) КАФЕДРА «ОСНОВЫ ФИЗИКИ», 11КЛАСС, 3 СЕМЕСТР 2018-2019 УЧЕБНЫЙ ГОД Вариант 0 Задача 1. Топкое прополочное кольцо площади S = 100 см. 2 -, имеющее сопротивление R = 0,01

А так ли хорошо знаком вам закон Ома (соединения проводников)? // Квант. - 2012. - № 1. - C. 32-33.

По специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала "Квант"

Токи продолжаются неопределенно долго с постоянной скоростью, ...но они всегда прекращаются в тот момент, когда контур разрывается.
Андре Ампер
Переход электричества между двумя ближайшими элементами при прочих равных условиях пропорционален разности электроскопических сил в этих элементах.
Георг Ом
Если дана система n проводников, которые произвольным образом соединены между собой, и к каждому проводнику приложена произвольная электродвижущая сила, то необходимое число линейных уравнений для определения токов, текущих по проводникам, можно получить, используя... две теоремы.
Густав Кирхгоф
...переводя существенные черты реальных элементов схем на язык идеализаций, можно проанализировать электрическую цепь сравнительно просто.
Ричард Фейнман

Первые наши встречи с электрическими схемами происходят, когда мы дома включаем в розетку бытовые приборы либо натыкаемся на хитросплетения проводков под крышкой какого-нибудь электронного устройства или когда замечаем линии электропередач на высоких опорах и толстые провода, по которым скользят токосниматели электропоездов, троллейбусов и трамваев. Позже мы рисуем в школе схемы, ставим простейшие опыты и узнаем о законах электрического, прежде всего постоянного, тока, текущего - как же иначе! - по проводам.

Но в то же время мы пользуемся мобильными телефонами, беспроволочными локальными сетями, «втыкаемся в воздух», чтобы подключиться к Интернету, и все чаще слышим, что не за горами - беспроводная передача не только информации, но и электроэнергии. Какими же тогда архаичными покажутся все эти громоздкие схемы, провода, клеммы, реостаты и описывающие их законы!

Не торопитесь. Во-первых, что бы мы ни передавали - сигналы или энергию, есть излучатели и приемники, которые пока без токов, протекающих по напичканным в них проводникам, действовать не будут. Во-вторых, не все поддается миниатюризации, например - транспорт или электростанции. Поэтому нам с электрическими сетями, а значит, и с соединениями проводников самого разного типа еще долго придется иметь дело. Мы продолжим эту тему и в следующем выпуске «Калейдоскопа» , в конце которого поместим общий список «Квантовских» публикаций по теме «Закон Ома».

Вопросы и задачи

1. Почему птицы могут безопасно усаживаться на провода, находящиеся под высоким напряжением?

2. Из последовательно соединенных лампочек для карманного фонаря собрана гирлянда, рассчитанная на включение в сеть напряжением 220 В. На каждую из лампочек приходится напряжение всего около 3 В, однако если вывинтить одну из лампочек из патрона и сунуть туда палец, то сильно «дернет». Почему?

3. Аккумулятор замкнут тремя проводниками одинаковой длины, соединенными последовательно. На рисунке 1 изображен график, показывающий падение напряжения в них. Какой из проводников имеет наибольшее и какой - наименьшее сопротивление?

4. Вычислите общее сопротивление цепи, представленной на рисунке 2, если R = 1 Ом.

5. Пять проводников одинакового сопротивления соединили так, что под действием общего напряжения 5 В сила тока в цепи оказалась равной 1 А. Определите сопротивление одного проводника. Единственное ли решение имеет задача?

6. Из одинаковых резисторов сопротивлением по 10 Ом требуется составить цепь сопротивлением 6 Ом. Какое наименьшее количество резисторов для этого понадобится? Начертите схему цепи.

7. Приведите пример цепи, которая не сводится к комбинации последовательных и параллельных соединений.

8. Как изменится сопротивление цепи, состоящей из пяти одинаковых проводников сопротивлением r каждый, если добавить еще два таких же проводника, как показано штриховыми линиями на рисунке 3?

9. Каково сопротивление R каждого из двух одинаковых резисторов (рис.4), если вольтметр сопротивлением R V = 3 кОм при включении по схемам а) и б) показывает одинаковое напряжение? Напряжение в цепи в обоих случаях одно и то же.

10. Электрическая цепь, состоящая из резисторов сопротивлениями R 1 , R 2 и R 3 , подключена к двум источникам постоянного напряжения U 1 и U 2 , как показано на рисунке 5. При каких условиях сила тока через резистор сопротивлением R 1 будет равна нулю?

11. Найдите сопротивление «звезды» (рис. 6) между точками А и В, если сопротивление каждого звена равно r .

12. Из тонких однородных листов жести спаяли полый куб, к двум противоположным вершинам большой диагонали которого припаяли проводники, как изображено на рисунке 7. Сопротивление куба между этими проводниками оказалось равным 7 Ом. Найдите силу электрического тока, пересекающего ребро АВ куба, если куб подключен к источнику напряжением 42 В.

13. Определите токи в каждой стороне ячейки, изображенной на рисунке 8, полный ток от узла А к узлу В и полное сопротивление между этими узлами. Каждая сторона ячейки имеет сопротивление r , а ток, протекающий по указанной стороне, равен i .

14. В электрическую цепь, состоящую из шести одинаковых резисторов сопротивлением R, впаяли две перемычки СЕ и DF, как изображено на рисунке 9. Каким стало сопротивление между выводами А и В?

15. Гальванический элемент замкнут на два параллельных проводника сопротивлениями R 1 и R 2 . Уменьшатся ли токи в этих проводниках, если увеличить их сопротивления?

Микроопыт

Как можно определить длину изолированного медного провода, свернутого в большой моток, не разматывая его?

Любопытно, что...

Кажущиеся сегодня тривиальными эксперименты Ома замечательны тем, что положили начало прояснению первопричин электрических явлений, остававшихся немногим менее двухсот лет весьма туманными и лишенными каких бы то ни было опытных обоснований.

Не будучи знаком с законом Ома, французский физик Пуйе, экспериментируя, пришел к подобным же выводам в 1837 году. Узнав, что закон открыт десятилетие назад, Пуйе занялся тщательной его проверкой. Закон был подтвержден с высокой точностью, а «побочным результатом» стало изучение закона Ома французскими школьниками вплоть до XX века под именем закона Пуйе.

…при выведении своего закона Ом ввел понятия «сопротивление», «сила тока», «падение напряжения» и «проводимость». Наряду с Ампером, введшим термины «электрическая цепь» и «электрический ток» и определившим направление тока в замкнутой цепи, Ом заложил основы дальнейших электродинамических исследований на пути к практическому использованию электричества.

…в 1843 году английский физик Чарлз Уитстон, применив закон Ома, изобрел метод измерения сопротивления, известный теперь как мостик Уитстона.

…тождество входящих в формулировку закона Ома «электроскопических сил» с электрическими потенциалами было доказано Кирхгофом. Несколько ранее он же установил законы распределения токов в разветвленных цепях, а позже построил общую теорию движения тока в проводниках, предполагая существование в них двух равных встречных потоков положительного и отрицательного электричества.

…интенсивной разработке методов электрических измерений в XIX веке способствовали запросы техники: создание воздушных телеграфных линий, прокладка подземных кабелей, передача электрического тока по воздушным неизолированным проводам и, наконец, строительство подводного трансатлантического телеграфа. Теоретиком последнего проекта был выдающийся английский физик Уильям Томсон (лорд Кельвин).

…некоторые практические задачи экономики и логистики - такие, например, как поиск минимального по стоимости распределения товаров, нашли свое решение при моделировании транспортных потоков с помощью электрических сетей.

Вопросы и задачи

1. Сопротивление тела птицы много больше сопротивления параллельного ей участка провода между ее ногами, поэтому сила тока в теле птицы мала и безвредна.

2. Палец имеет очень большое сопротивление по сравнению с сопротивлением лампочки. При «включении» его последовательно с лампочками через палец и лампочки течет один и тот же ток, поэтому падение напряжения на пальце будет значительно больше падения напряжения на лампочках, т.е. практически все напряжение сети будет приложено к пальцу.

3. Проводник 3 обладает наибольшим сопротивлением, проводник 2 - наименьшим.

4. R общ = R = 1 Ом.

5. При последовательном соединении пяти проводников сопротивление каждого проводника равно R = 1 Ом. Возможно и другое решение: проводники соединены параллельно между собой в 2 группы, в одной из которых 3 проводника, в другой - 2, и эти группы соединены друг с другом последовательно. Тогда R = 6 Ом.

6. Четыре резистора; см. рис. 10.