Задачи › Измерения и погрешности

Проволока

  1. Проволока

    Эстонская 2009/10, заключительный этап, 9-11 кл. · №25930

    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
    Подсказка

    Подберите 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
    Решение

    Одну 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.

    Вся олимпиада на сайте

Похожие задачи