Задачи › Вычисление сопротивлений, симметрия, бесконечные цепочки

Семь резисторов

  1. Семь резисторов

    ВсОШ 1992/2001, 9 кл.
    7/10

    Определите сопротивления резисторов \(R_1\), …, \(R_7\), амперметра и вольтметра.

    Оборудование: батарейка, вольтметр, амперметр, соединительные провода, переключатель, резисторы \(R_1\)–\(R_7\).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(R_6 = K_6R_V\), \(R_7 = K_7R_V\), где \(K = \dfrac{R}{R_V} = \dfrac{U - U_V}{U_V}\); остальные величины находятся по формулам, приведённым в решении.

    Решение

    Для определённости пронумеруем резисторы в порядке возрастания их сопротивлений. Измерим напряжение \(U\) батарейки. Включая поочерёдно каждый из резисторов последовательно с вольтметром (рис. 32), определим те, сопротивление которых соизмеримо с сопротивлением вольтметра, т. е. №№ 5, 6, 7. Найдём, во сколько раз сопротивление каждого из них отличается от сопротивления вольтметра: \[K = R/R_V = (U - U_V)/U_V.\]

    Рисунок

    Соберём цепь, в которой будем каждый из оставшихся резисторов последовательно соединять с батарейкой и амперметром. Определим номера резисторов в порядке возрастания их сопротивлений.

    Определим (согласно схеме на рис. 33) сопротивления резисторов \(R_3\) и \(R_4\):

    Рисунок

    \[R_3 = \dfrac{U_3}{I_3},\quad R_4 = \dfrac{U_4}{I_4}.\] Соберём цепь (рис. 34) и определим сопротивление резистора № 2:

    Рисунок

    \[R_2 = \dfrac{U_2}{I_2}.\] Используя \(R_2\) как шунт, найдём сопротивление амперметра \(R_A\) (рис. 35). Для этого измеряем \(I_1\) при разомкнутом ключе и \(I_4\) — при замкнутом.

    Рисунок

    Вычислим \(R_A = R_2\dfrac{I_1 - I_4}{I_4}\).

    Повторяем предыдущий опыт, заменив резистор \(R_2\) на \(R_1\), и измеряем силу тока \(I_5\). Находим \[R_1 = R_A\dfrac{I_5}{I_1 - I_5}.\] Соединяя последовательно с источником тока резисторы \(R_4\) и \(R_5\) и измеряя вольтметром напряжение \(U_4\) на резисторе \(R_4\) и \(U\) на источнике, находим \[R_5 = R_4\dfrac{U - U_4}{U_4}.\] Соединяя последовательно с источником тока резисторы \(R_5\) и \(R_6\), определим напряжение \(U_V\) и найдём сопротивление вольтметра: \[R_V = R_5\dfrac{U_V}{U - U_V(K_6 + 1)}.\] Вычисляем сопротивления резисторов: \[R_6 = K_6R_V,\quad R_7 = K_7R_V.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи