Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Слободецкий И.Ш. -> "Всесоюзные олимпиады по физике" -> 88

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 .. 82 83 84 85 86 87 < 88 > 89 90 91 .. 92 >> Следующая

Поскольку точность измерения плотности рх зависит от разности длин плеч
13 ¦- к и к •- - к, для ее увеличения следует опускать в жидкости брусок
большего объема.
Рис. 345
331. Определение поверхно-стного натяжения неизвестной жидкости можно
провести несколькими способами. Рассмотрим два из них.
1. Пусть один из предложенных грузов (т2) имеет плоско(r) основание и
смачивается обеими жидкостями. Уравновесим грузы т^ и /тт2 на рычаге
(рис. 346) и запишем условие этого равновесия:
т&к = m2glz. (1)
Не изменяя плеча /1( опустим груз с плоским основанием в воду и будем
увеличивать плечо силы m-ig до тех пор, пока не произойдет отрыв груза тх
от поверхности воды. Затем измеряем длину плеча к силы m^g и записываем
условие равновесия рычага для этого случая (рис. 347):
243
h

А, ,wmrn и 'тг§ ш
Рис. 346
Jl
Рис. 347 L* I*
hfhStt
-0k
m,<
и
Рис. 348
(mxg + FJU = m2gla. (2)
Поступая аналогично с неизвестной жидкостью (рис. 348), получаем
уравнение
(.т& + FJlx = m2g/4. (3)
В этих равенствах FBl и FB2 - силы поверхностного натяжения, равные
FHl = °0L' Fh2 = a*L>
где a0 и ах - поверхностные натяжения воды и неизвестной жидкости, L -
длина границы
поверхностного слоя при отрыве груза. Из уравнений (1) и (2) получим
равенство
аоиг = m2g (/3 - /2), (4)
а из уравнений (1) и (3) - равенство
ахЫг = m2g (/4 - /2). (5)
Решая совместно уравнения
(4) и (5), находим:
1л - 1л
a" = a" - s.
1-1
13 2
Полученное выражение справедливо, если длина границы поверхностного слоя
L в обоих случаях одинакова. Это будет, если происходит полное смачивание
груза т1 обеими жидкостями и если условия отрыва груза в обоих случаях
одинаковы (не должно быть перекоса).
2. Второй способ измерения поверхностного натяжения основан на сравнении
высот /г4 и h2 поднятия воды и исследуемой жидкости в стеклянном
капилляре. Предположив полную смачиваемость стекла обеими жидкостями,
можно записать:
2а0 2 а"
h\ -
hi =
PoS' Р x&r
где р0 и (>х - плотности воды и исследуемой жидкости, г - радиус
капилляра. Отсюда
fT - (Т - Л-
%Ро'
Высоты hx и h2 определяются прямым измерением, а . отношение плотностей
рж/р0 определяют с помощью рычага, применяя методику, описанную в задаче
330.
332. Для исследования схемы "черного ящика" наиболее
244
целесообразно составить электрическую цепь по схеме, приведенной на
рисунке 349.
При медленном движении ползуна потенциометра вверх по рисунку происходит
увеличение напряжения на зажимах АВ.
При одной полярности включения источника тока лампа Л2 начинает светиться
раньше, чем лампа Jlt. Лишь при дальнейшем повышении напряжения U АВ
начинает гореть и лампа Jli, далее накал обеих ламп практически
выравнивается, что говорит об уменьшении сопротивления "черного ящика"
при возрастании силы тока, т. е. о том, что "черный ящик" содержит
нелинейный элемент.
При другой полярности лампа Л2 также начинает светиться при меньшем
напряжении, чем лампа Лг; лампа Лх не светится даже при значительном
повышении напряжения UАВ, что говорит о большом сопротивлении "черного
ящика" при этом направлении тока.
Таким образом, можно сделать вывод о наличии в "черном ящике" диода.
Однако при дальнейшем увеличении напряжения до критического значения (JKp
лампа J1L вспыхивает, а яркость накала лампы Л2 немного убывает. Это
свидетельствует о том, что при определенном напряжении диод
"пробивается", т. е. его сопротивление скачком становится существенно
меньшим. Численное значение ?/к можно оценить по формуле
^кр = U0 -у,
где х - расстояние от нижней
Л1
и0 I
Л1
л г
Рис. 350
точки намотки реостата до его ползуна, I - вся длина намотки реостата.
Эта формула справедлива при условии, что сопротивление внешней цепи
больше сопротивления участка реостата с длиной намотки х. В
рассматриваемом случае сопротивление лампы равно 6,3В
Ял = л 0,ЗА
= 21 Ом > Rx.
Аналогичным способом можно рассчитать напряжение, при котором
выравнивается накал обеих ламп в первом опыте.
Повторив опыт и убедившись, что диод снова исправен, можно сделать вывод
об обратимости "пробоя". Это значит, что в "черном ящике" находится не
обычный диод, а стабилитрон.
Чтобы проверить это предположение, надо собрать цепь по схеме,
приведенной на рисунке 350.
245
При увеличении напряжения [Удз накалы обеих ламп монотонно возрастают,
оставаясь одинаковыми. Следовательно, ток через "черный ящик" не
протекает. После достижения напряжением UАВ определенного значения накал
лампы Лл, с ростом напряжения Vт продолжает возрастать, в то время как
накал лампы Л2 практически не изменяется.
По результатам проведенных опытов можно определить ход вольт-амперной
характеристики стабилитрона (рис. 351).
333. 1. Подключая на вход преобразователя сигналов (ПС) генератор (ГЗ),
создающий си-
I, J .
В 5f h 3 2 1 0 1 и,В
Рис. 351
нусоидальное напряжение, и присоединив выход преобразователя к входу
электронного осциллографа (ЭО), можно по картине, наблюдаемой на экране
осциллографа, установить, что данный преобразователь превращает
Предыдущая << 1 .. 82 83 84 85 86 87 < 88 > 89 90 91 .. 92 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed