Открытый Колледж http://college.ru
2. Задачи Всероссийской олимпиады школьников по физике за 2002 год Олимпиажы по физике

НазадВперед
N.2. Задачи Всероссийской олимпиады школьников по физике за 2002 год

Теоретический тур

9 класс


Задача 3. Две проволоки

Условие:

Две тонкие медные проволоки одинаковой длины соединили параллельно и подключили последовательно с лампочкой к источнику постоянного напряжения. Первая проволока нагрелась на 16° С выше комнатной температуры, а вторая – в α = 2 раза меньше. На сколько градусов выше комнатной температуры нагреются проволоки, если их параллельное подключение заменить на последовательное? Сопротивление каждой из проволок много меньше сопротивления лампочки и источника, зависимость сопротивления проволок от температуры не учитывать.

Решение:

Пусть r1 и r2 – радиусы проволок, l – их длина, тогда сопротивление проволок
Мощности электричекого тока, выделяющиеся на каждой из проволок при параллельном соединении:
где U – напряжение на проволоках. В установившемся режиме, когда первая проволока нагрелась на , а вторая – на , вся мощность электрического тока уходит через боковые поверхности проволок на нагревание окружающей среды:
где k – коэффициент пропорциональности. Приравняв (1) к (3) и (2) к (4), получим:
откуда Следовательно, отношение токов через проволоки при параллельном соединении
Поскольку сопротивление каждой из проволок много меньше сопротивления лампочки и источника, то при замене параллельного соединения на последовательное сила общего тока в цепи не изменится: I = I1 +  I2 = (1 + α2I2. Нагрев проволок (от комнатной температуры) в обоих случаях прямо пропорционален выделяющейся на них мощности электрического тока:
где штрихованные переменные относятся к последовательному подключению проволок. Отсюда получаем:


НазадВперед
К содержанию

О проекте
 Учебник Учителю Физика в Интернете Олимпиады по физике

Смотрите также: Математика, Аннглийский язык, Химия, Биология, Физика, География, Астрономия.
Тренажеры по физике,  Подготовка к ЕГЭ 2017 онлайн,
А также: online подготовка к ЕГЭ на College.ru, библиотека ЭОРов и обучающие программы на Multiring.ru.