зад E1 Оптический «серый ящик»
Выданный вам «Серый ящик» состоит из прямого кругового цилиндра с показателем преломления \(n_1\), внутри которого расположен другой прямой круговой цилиндр с показателем преломления \(n_2\) (рис. 1), оси которых параллельны, а высоты равны.
Торцы (основания) «серого ящика» закрыты непрозрачными накладками. Оси цилиндров перпендикулярны плоскостям непрозрачных накладок. С помощью выданного вам оборудования определите:
Показатель преломления \(n_1\).
Радиус внутреннего цилиндра \(r\).
Расстояние между осями цилиндров \(d\).
Какой из показателей преломления \(n_1\) или \(n_2\) больше? Ответ обоснуйте.
Оборудование: «Серый ящик», лист миллиметровой бумаги формата А3 (в качестве оборудования), карандаш, лазер, три линейки, скотч.
ВАЖНО! На первой странице чистовика укажите номер выданного вам «серого ящика». Обязательно подробно опишите собранную вами установку, выполняемые опыты и построения, приведите схематичные рисунки. Листы миллиметровой бумаги формата А4 разрешено использовать только для построения графиков.
▶ПодсказкаСкрыть
Луч, направленный вдоль радиуса внутреннего цилиндра, не меняет направления на его границе. Какие лучи позволяют измерить смещение и по каким углам можно найти показатели преломления?
▶ОтветСкрыть
1) \(1{,}45 \le n_1 \le 1{,}55\) (полный балл в разбалловке; с меньшим баллом засчитывается \(1{,}40 \le n_1 \le 1{,}60\)); 2) \(2{,}7 \le r \le 3{,}3\text{ см}\) (полный балл; с меньшим баллом \(2{,}5 \le r \le 3{,}5\text{ см}\)); 3) \(3{,}2 \le d \le 3{,}8\text{ см}\) (полный балл; с меньшим баллом \(3{,}0 \le d \le 4{,}0\text{ см}\)); 4) \(n_2 < n_1\).
зад E2 Электрический серый ящик
Вам выдан «серый ящик», электрическая схема которого частично известна (рис. 1). Сопротивление резистора \(R = (1{,}00 \pm 0{,}05)\text{ Ом}\). Цвета выводов «серого ящика» соответствуют подписям на схеме. На местах пяти кружочков располагаются пять элементов: две одинаковые (в пределах погрешности производства) лампочки накаливания, два одинаковых резистора сопротивлением \(r = (52 \pm 1)\text{ Ом}\) каждый и светодиод. На месте каждого кружочка располагается ровно один элемент. Лампочки и светодиод выведены наружу, и вы можете видеть, когда и как ярко они светятся.
С помощью предложенного оборудования определите:
Вольт-амперную характеристику участка \(AB\) и постройте ее график. Нарисуйте схему вашей установки.
Схему расположения элементов в сером ящике. Нарисуйте схему с указанием цвета проводов, положения элементов и направления включения диода. Аргументируйте предложенный вариант.
Номинальную мощность лампы накаливания (мощность лампы при номинальном напряжении), если известно, что номинальное напряжение лампы равно \(3{,}0\text{ В}\).
Вольт-амперную характеристику лампы.
ВАЖНО! В начале работы обязательно укажите номер выданного вам серого ящика. Погрешность оценивать не нужно. Мультиметр можно использовать только в режимах вольтметра или омметра. Извлекать батарейки из держателя запрещено. Новые батарейки выдаваться не будут. Регулируемый источник разрешается подключать только к белому и синему выводам. В случае порчи источника или серого ящика из-за короткого замыкания оборудование не заменяется. Регулируемый источник работает в штатном режиме только при его подключении к выводам \(A\) (синий) и \(C\) (белый). Вы не сможете убедиться в его работоспособности, отключив его от схемы и подключив к нему напрямую вольтметр. Для подключения источника вы можете использовать только его красный и черный провода. Любые другие способы подключения к источнику и его элементам запрещены. Миллиметровая бумага формата А4 может использоваться только для построения графиков.
Оборудование: «серый ящик», регулируемый источник тока, мультиметр (можно использовать только как вольтметр или омметр), четыре колодки для соединения проводов, два кусочка пластиковой трубки.
▶ПодсказкаСкрыть
Сравните ток через лампочки при двух полярностях подключения: светодиод светится только при одном направлении тока. Какие элементы дают симметричную ВАХ, а какие — нет?
▶ОтветСкрыть
3) \(P \approx 0{,}30\text{ Вт}\) (в разбалловке: \(0{,}30 \pm 0{,}06\text{ Вт}\) или \(0{,}30 \pm 0{,}03\text{ Вт}\)).
Источник: Всероссийская олимпиада школьников по физике, 2020/21, заключительный этап, 10 класс, экспериментальный тур — условия · решения. Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.