Сопротивление графита
3/10Используя предложенное вам оборудование, определите удельное сопротивление \(\rho\) графита (грифеля карандаша).
Оборудование. Грифель от карандаша, вольтметр, резистор с известным сопротивлением \(R_0 \approx 10\) Ом (точное значение указано на установке), батарейка \(AA\), соединительные провода, миллиметровая бумага, двусторонний скотч (выдаётся по требованию).
▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ\(\rho = \dfrac{R_0}{4\pi l}\dfrac{U}{U_0}\left(\dfrac{L}{N}\right)^2\), где \(U_0\) и \(U\) — напряжения на резисторе \(R_0\) и на грифеле, \(l\) — длина грифеля, \(N\) — число оборотов грифеля при прокатывании на пути \(L\).
РешениеСоединим последовательно резистор \(R_0\), графитовый стержень и батарейку, как показано на рисунке 5. Для включения в цепь стержня намотаем оголённые части проводов на его концы. Пусть сопротивление графитового стержня равно \(R\).

С помощью вольтметра определяем падение напряжения \(U_0\) на резисторе с известным сопротивлением и напряжение \(U\) на стержне. Сопротивление образца рассчитываем по формуле: \[R = R_0\dfrac{U}{U_0}.\] С помощью миллиметровой бумаги измеряем длину графитового образца \(l\). Приклеив на стол двусторонний скотч, кладём на него образец и прокатываем его по липкой ленте. Скотч нужен для того, чтобы грифель не проскальзывал. Сосчитав количество полных оборотов \(N\), сделанных образцом, и измерив пройденный им путь \(L\), определяем диаметр стержня: \[r = \dfrac{L}{\pi N}.\]
Поскольку сопротивление графитового стержня связано с размерами стержня и с удельным сопротивлением графита формулой: \[R = \dfrac{4}{\pi}\dfrac{\rho l}{D^2} = 4\pi\rho l\left(\dfrac{N}{L}\right)^2,\] удельное сопротивление графита рассчитываем по формуле: \[\rho = \dfrac{R_0}{4\pi l}\dfrac{U}{U_0}\left(\dfrac{L}{N}\right)^2.\]
Похожие задачи
- Схема с вольтметром (A23) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Ток в медном проводе (А18) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Внутреннее сопротивление батареи (B4) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Резистор на фотографии (A18) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Внутреннее сопротивление (B3) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Напряжение вольтметра (B3) ЕГЭ 2008, 11 кл.