Задачи › Вычисление сопротивлений, симметрия, бесконечные цепочки

Фольга между электродами

  1. Фольга между электродами

    ИОШ 2023/24, 10 кл.
    4/10

    Если тонкую металлическую фольгу в форме прямоугольника включить между двумя длинными электродами короткой стороной к электродам (левый рисунок), её сопротивление будет равно \(r_1\). Если ту же фольгу включить между электродами длинной стороной к электродам (средний рисунок), её сопротивление будет равно \(r_2\). Каким будет сопротивление такой же фольги в форме квадрата со стороной, вдвое меньшей короткой стороны прямоугольника, включённой в цепь так, как это показано на правом рисунке?

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Сопротивление проводника зависит от его длины и площади сечения. Какие из этих величин меняются при переключении фольги, а какие нет?

    Ответ

    \(r = \sqrt{r_1 r_2}\); не зависит от размера квадрата.

    Решение

    Пусть удельное сопротивление материала фольги равно \(\rho\), толщина — \(d\), длина короткой стороны прямоугольника из фольги — \(a\), длинной — \(b\). Тогда сопротивление фольги, подключённой к электродам короткой стороной, равно \[r_1 = \frac{\rho b}{a d},\] длинной — \[r_2 = \frac{\rho a}{b d}.\] Умножая эти формулы друг на друга, найдём \[\rho = d\sqrt{r_1 r_2}.\] Когда из той же фольги вырезается квадрат со стороной \(x\) и подключается своими сторонами к электродам, его сопротивление будет равно \[r = \frac{\rho x}{x d} = \frac{\rho}{d} = \sqrt{r_1 r_2}.\] От размера квадрата это сопротивление не зависит.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи