Олимпиада по физика, Oбщински кръг, 13.01.2012 г. (задачи и решения)

Т Е М А
за общинския кръг на олимпиадата по физика за VІІ клас

задача 1.  

На фигурата е представена графично зависимостта на тока I от напрежението U за проводник.

а) В сила ли е законът на Ом за този проводник? Обосновете отговора си. 

б) Определете съпротивлението на проводника.

в) Пресметнете тока I₁, който ще протече при напрежение U₁ = 8 V. 

г) Определете заряда q, преминал за t = 5 min, когато по проводника тече ток I₁.

Решение:

а) Законът на Ом е в сила, графиката е права линия през началото на КС.

б) От графиката определяме, че при U = 3 V тока е I = 300 mA = 0,3 A (или други двойки съответни стойности). 

R = U / I = 3 / 0,3  = 10 Ω 

                                                                                   
в) при U₁ = 8 V,    I₁ = U₁ / R = 8 / 10 = 0,8 A 

                                                                           
г) I₁ = q / t,   q = I_{1 .} t = 0,8. 300 = 240 C  

                                                                                                                            
  
ЗАДАЧА 2.

В електрическата верига с напрежение U = 12 V са включени последователно две лампи със съпротивления съответно R₁ = 20 Ω, R₂ = 30 Ω  и два измервателни уреди 1 и 2.

Определете:                                                                                                       
а) вида на измервателните уреди 1 и 2;  
б) еквивалентното съпротивление;  
в) напреженията U₁ и U₂ между краищата на всяка лампа.

Решение:

а) уред 1 – волтметър,  уред 2 – амперметър

                    
б) R = R₁ + R₂ = 50 Ω

                                                                         
в) I = U / R = 12 / 50 = 0,24 A 

      
U₁ = I . R₁ = 0,24 . 20 = 4,8 V

                                                                   
U₂ = I . R₂ = 0,24 . 30 = 7,2 V

ЗАДАЧА 3.   
  

В електрическата верига, чиято схема е показана на фигурата, амперметърът измерва ток 0,6 А, а волтметърът – напрежение 24 V. 

  
а) Означете на чертежа полюсите на източника и посоката на тока.   
б) Определете как са свързани двата консуматора.  
в) Колко е съпротивлението R₂ на втория консуматор?                                                                        
г) Пресметнете еквивалентното съпротивление.                                                        

Решение:

а) Това е елементарно :)

б) успоредно,  U = const 

в)  I₁ = U / R₁ = 24 / 120 = 0,2 A                                                                             
      I = I₁ + I₂                                                                                         
      I₂ = I − I₁ = 0,6 − 0,2 = 0,4 A                                                                     
      R₂ = U / I₂ = 24 / 0,4  = 60 Ω  

г)  R = R₁ . R₂ / R₁ + R₂ = 120 . 60 / 120 + 60 = 40 Ω