Нагрев резистора
(8 баллов) Измерьте сопротивление резистора. Оценивать погрешность не требуется.
Оборудование: резистор, источник напряжения (батарейки), амперметр, калориметр, термометр, секундомер.
В калориметре \(V=0{,}80\) дл воды и \(m_a=27\) г алюминия, удельная теплоёмкость воды \(c_w=4{,}2\) Дж/(К\(\cdot\)г), алюминия \(c_a=0{,}90\) Дж/(К\(\cdot\)г). Внутреннее сопротивление батареек будет меняться. Ваш набор батареек может разрядиться, запасные имеются.
▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
ПодсказкаВыделившуюся в резисторе теплоту найдите по нагреву калориметра, а мощность — как \(RI^2\) по показаниям амперметра, суммируемым по времени.
▶РешениеСкрыть: решение
РешениеОтметив температуру калориметра, подключите последовательно батарейки, резистор (в калориметре) и амперметр. Выберите удобный интервал времени \(\Delta t\) и записывайте показания амперметра, пока батарейки не разрядятся. После окончания измерьте температуру, немного подождав или перемешав содержимое калориметра. Нужно получить максимальную разность температур для точного измерения. Так как \(P=RI^2\), \[\frac QR\approx\sum_n\Delta t\left(\frac{I_n}2+\frac{I_{n+1}}2\right)^2,\qquad R=\frac{(c_am_a+c_wm_w)\Delta T}{\sum_n\Delta t\left(I_n/2+I_{n+1}/2\right)^2}.\] Использованное сопротивление было \(R=0{,}47\text{ Ом}\pm5\%\). В описанной цепи батарейки разряжались за 10–15 минут, а температура калориметра повышалась на 7–10 градусов.
Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.
Похожие задачи
- Помощь Пети МОШ 2007/08, заключительный этап, 8 кл.
- КПД двигателя автомобиля Курчатов 2012/13, отборочный этап, 8 кл.
- Вода в электрочайнике МОШ 2012/13, отборочный этап, 8 кл.
- Электрочайник без потерь Курчатов 2014/15, отборочный этап, 8 кл.
- Потери тепла в чайнике Курчатов 2014/15, отборочный этап, 9 кл.
- Сгорание сосны Курчатов 2016/17, отборочный этап, 8 кл.