Проволока
Определите удельное сопротивление проволоки высокого сопротивления. Оцените погрешность измерений. \underline{Оборудование}: прикрепленная к деревянной рейке проволока высокого сопротивления, две одинаковые лампочки, резистор с известным сопротивлением (\(R=12{,}1\) Ом), батарейка, рулетка, штангенциркуль. \underline{Замечание}: Батарейку не замыкать накоротко, проволоку не разрезать! Лампочка выдерживает напряжение батарейки. (12 б.)
▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
ПодсказкаПодберите точку контакта на проволоке так, чтобы две лампочки, включённые одна с резистором, другая с участком проволоки, горели одинаково: тогда сопротивление участка равно сопротивлению резистора.
▶ОтветСкрыть: ответ
Ответ\(\rho=1{,}35\cdot10^{-6}\) Ом\(\cdot\)м.
▶РешениеСкрыть: решение
РешениеОдну лампочку соединим последовательно с известным резистором, а другую — с проволокой. У проволоки стационарно подключаем лишь один контакт на конце проволоки; второй контакт подсоединяем вручную, прижимая провод рукой к проволоке в некоторой точке, положение которой можно менять, скользя вдоль проволоки. Обе цепи подключаем к клеммам батарейки. Добиваемся ситуации, когда обе лампочки горят с одинаковой яркостью, и измеряем в этом положении длину \(L\) части проволоки, оставшейся между контактами. В таком положении сопротивление соответствующего участка проволоки равно сопротивлению другого резистора, т.е. \(R=\rho\,4L/\pi d^2\), откуда \(\rho=\pi Rd^2/4L\).
В числах получаем \(\rho=1{,}35\cdot10^{-6}\) Ом\(\cdot\)м.
Относительную погрешность измерения находим из соотношения \(\Delta\rho=2\Delta d/d+\Delta L/L\), где погрешность штангенциркуля \(\Delta d\approx0{,}05\) мм, а погрешность длины \(L\) находим по разбросу нескольких результатов измерений (вызванному оценкой яркости на глаз), \(\Delta L\approx3\) см.
Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.
Похожие задачи
- Амперметр Эстонская 2007/08, заключительный этап, 9-11 кл.
- Линза Френеля Эстонская 2013/14, заключительный этап, 9-11 кл.
- Нониус штангенциркуля ИОШ 2014/15, заключительный этап, 9-10 кл.
- Нониус штангенциркуля ИОШ 2014/15, заключительный этап, 11 кл.
- Катушка скотча МОШ 2017/18, заключительный этап, 7 кл.
- Не очень точные весы МОШ 2018/19, заключительный этап, 8 кл.