Проводящая лента в спирали
На тонкую непроводящую ленту толщиной \(d_1\) и шириной \(h\) нанесено с одной стороны проводящее покрытие толщиной \(d_2\). Лента плотно свита в спираль c радиусом свитка \(r\) проводящим слоем наружу. Если щупы омметра прижать к противоположным торцам свитка (точки \(A\) и \(B\) на рис.), он показывает сопротивление \(R_1\). Какими будут показания омметра, если одним щупом коснуться центра свитка (точка \(C\)), а другим — его края (точка \(D\))? Краевыми эффектами пренебречь.

▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
ПодсказкаСравните сечение проводящего слоя в торце свитка с площадью торца, а длину ленты найдите из равенства объёмов ленты и свитка.
▶ОтветСкрыть: ответ
Ответ\(R_2=R_1\dfrac{\pi^2r^4}{(d_1+d_2)^2h^2}\).
▶РешениеСкрыть: решение
РешениеПри первом измерении \(R_1=\dfrac{\rho h}{S}\), где \(\rho\) — удельное сопротивление, а \(S\) — площадь поперечного сечения проводящего покрытия. Площадь сечения проводника относится к площади торца свитка, как толщина покрытия к полной толщине ленты: \(S/(\pi r^2)=d_2/(d_1+d_2)\), таким образом \(R_1=\dfrac{\rho h(d_1+d_2)}{\pi r^2d_2}\).
При втором измерении \(R_2=\dfrac{\rho L}{d_2h}\), где \(L\) — длина ленты.
Длину ленты определим из равенства объёмов ленты и свитка: \(\pi r^2h=(d_1+d_2)hL\), откуда \(R_2=\dfrac{\rho\pi r^2}{(d_1+d_2)d_2h}\).
Таким образом, \(R_2=R_1\dfrac{\pi^2r^4}{(d_1+d_2)^2h^2}\).
Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.
Похожие задачи
- Соударение одинаковых ионов Савченко, №8.1.4
- Β-фольга Савченко, №8.1.6
- Струя радиоактивных пылинок Савченко, №8.1.7
- Скошенный торец стержня Савченко, №8.1.8
- Шар в протонном пучке Савченко, №8.1.9
- Раздувание электронного пучка Савченко, №8.1.11