Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Слободецкий И.Ш. -> "Всесоюзные олимпиады по физике" -> 57

Всесоюзные олимпиады по физике - Слободецкий И.Ш.

Слободецкий И.Ш., Орлов В.А. Всесоюзные олимпиады по физике — М.: Просвещение, 1982. — 256 c.
Скачать (прямая ссылка): vsesouznieolimpiadipofizike1982.pdf
Предыдущая << 1 .. 51 52 53 54 55 56 < 57 > 58 59 60 61 62 63 .. 92 >> Следующая

его полета, что, в свою очередь, определяет размеры ящика, в который
экспериментатор должен попасть шариком.
207. Для решения задачи нужно собрать цепь, показанную на рисунке 236. В
этой цепи через реостат идет ток, который значительно меньше максимально
допустимого (5 А). Меньше максимально допустимой (30 Вт) будет и мощность
нагревателя :
р=и-^ 12,5 Вт.
Rn
В калориметр наливают воду. Массу воды тв определяют, взвешивая пустой
калориметр и калориметре водой. Затем опускают в воду нагреватель и
определяют время xlf за которое вода и калориметр нагре-
152
ваются от температуры /х = = 50 °С до температуры /2 = = 55 °С. Если /-
сила тока, потребляемая нагревателем, то, пренебрегая теплоотдачей, можно
записать:
RRx1 = (свтв + С) (t2 - tj),
где С - теплоемкость калориметра и нагревателя, св- удельная теплоемкость
воды, R - сопротивление нагревателя. Выполнив затем аналогичные измерения
при заливке в калориметр минерального масла, получаем равенство
PRxz = (саты + С)(/2 - tj),
где т2 - время нагревания калориметра и масла от температуры = 50 °С до
температуры /2 = 55 °С, см - удельная темплоемкость масла, ти - масса
масла. Из этих равенств находим:
_ I2R(t2 - тг) + cRmn(<8 -
тм (к - к)
Для повышения точности измерений воду и масло следовало наливать в
калориметр в одинаковых объемах. Это обеспечивает равные условия
теплопередачи.
Переменный резистор надо включать по схеме потенциометра, так как при его
включении по реостатной схеме сила тока в цепи
была бы больше предела измерения миллиамперметра 1А - = 0,15 А.
Нагреватель нельзя включать, если он не погружен в жидкость, так как
вследствие слабой теплоотдачи он мог
быть выведен из строя.
Эту работу можно выполнить более точно, учтя утечку тепла из калориметра.
С этой целью нужно определить силу тока /0, при которой температура
жидкости в калориметре не изменяется со временем, оставаясь равной 52,5
°С. Мощность Ру утечки тепла при этом вычисляется так:
Ру = Я
а значение полезной мощности равно
р = р - Ру = (/* - /*) R.
208. Подключив к клеммам 1 и 2 звуковой генератор, а к клеммам 3 и 4
ламповый вольтметр, измеряют напряжение при двух различных значениях
частоты vx и v2. Если напряжение при изменении частоты генератора не
изменяется, то в коробочке находится либо схема в, либо схема г.
Сопротивление лампового вольтметра намного больше сопротивления R - G'-
цепочки. Поэтому он будет показывать напряжение на зажимах генератора,
которое не должно зависеть от частоты (это можно проверить в отдельном
опыте, подключив вольтметр к контактам 2 и 4).
Если же с увеличением частоты показания вольтметра увеличиваются, то в
коробочке
153
находится схема а (с ростом частоты сопротивление конденсатора
уменьшается, а напряжение снимается с резистора).
Наконец в случае, когда с увеличением частоты показания вольтметра
уменьшаются, можно утверждать, что в коробочке находится схема б
(напряжение в этой схеме снимается с конденсатора).
Для определения параметров элементов в схемах а и б воспользуемся
дополнительными резисторами.
В случае схемы а подключим резистор Rx к клеммам 3 и 4 параллельно
резистору R, находящемуся в коробочке. Обозначим напряжение на клеммах 2
и 4 через U0, напряжение на клеммах 3 и 4 до подключения резистора Rx
через Ux и напряжение на этих клеммах после подключения резистора через
U2- Запишем закон Ома для этих двух случаев:
U0R
Ux = ItR =
Vx2r + R*
U 2 = LR3 =
_ . U0R3
Vx2 + Rl
где
RRx x = 1
R -{-Rx ' c 2nyC '
Отсюда
R=R
C =
U\~U\ _И
7
и,
2nvR Y(/2_ V2
В случае схемы б подключим резистор Rx к клеммам 2 и 3 параллельно
резистору R, на-
ходящемуся в коробочке. Введя те же обозначения, что и в предыдущем
случае, запишем закон Ома для цепи с резистором и без него:
Ux=hXc =
Ut = hXc =
U0 *с
Vr2+x2c'
UqXc
V r2+ x2'
где
R3 =
RRx
R+Rx
После простых преобразований получим:
R = У Пт
У-у
с =
Vu2-
ui
2л vUxR
Если напряжение U при изменении частоты не изменяется, то в коробочке
находится схема в или схема г. Для определения, с какой из этих схем мы
имеем дело, к клеммам 3 и 4 подключают резистор Rx и измеряют напряжение
Ux = = Uз^.4 и U2= U2_3 (рис. 237), затем рассчитывают сопротивление R -
С цепочки Z при различных частотах v.
Z = -2, /=^, Z=-27?b 1 Rx Ux 1
По результатам измерений строят график зависимости ^ = f (v). Если этот
график имеет вид, показанный на рисунке 238, а, то цепь в коробочке
составлена по схеме в. Если же указанный график имеет вид, представленный
на рисунке 238, б, то цепь составлена по схеме г. При малых частотах
154
полное сопротивление Z в случае схемы в близко к активному сопротивлению
R, а в случае схемы г - к емкостному сопротивлению цепи Хс. При больших
частотах, наоборот, в схеме в полное сопротивление Z близко к Хс, а в
схеме г - к R. Зная Хс, легко рассчитать емкость конденсатора:
С= -1---------.
2.nvXc
Для точного определения R и С следует найти значения Z1 и Z2 при двух
различных частотах vx и v2; для схемы г -
Предыдущая << 1 .. 51 52 53 54 55 56 < 57 > 58 59 60 61 62 63 .. 92 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed