Eksperimenta veikšanai ir pieejami divi virknē slēgti rezistori, baterija, voltmetrs un vairāki vadi.
Rezistoru virknes slēgums nav izjaucams, slēgumā ar punktiem parādīti iespējamie baterijas un voltmetra pieslēguma punkti. Rezistora R pretestība ir zināma, bet rezistora Rx pretestība nav zināma. Izskaidro, kā jārīkojas, lai noteiktu nezināmā rezistora pretestību? Uzzīmē elektrisko shēmu katram savas darbības solim!
Uzdevumu atrisinājums pieejams video formātā un rakstiski.
Abi rezistori ir saslēgti virknē, tāpēc strāvas stiprums rezistoros ir vienāds. Saskaņā ar Oma likumu ķēdes posmam, attiecība starp spriegumu uz rezistora spailēm un tā pretestību ir nemainīga: \(I=\frac{U_1}{R_1}=\frac{U_2}{R_2}\).
Risinot šo uzdevumu, ir iespējami vairāki līdzvērtīgi spiešanas gaitas varianti, piemēram:
1. variants:
Saslēdz abus rezistorus virknē ar bateriju. Pievieno voltmetru paralēli rezistoram ar zināmo pretestību un nosaka spriegumu \(U_{\mathrm{R}}\) uz rezistora spailēm. Pēc tam, pievieno voltmetru paralēli rezistoram \(\mathrm{R_x}\), kura pretestība nav zināma, un nosaka spriegumu \(U_{\mathrm{x}}\) uz rezistora \(\mathrm{R_x}\) spailēm. Izmanto sakarību \(\frac{U_1}{R_1}=\frac{U_{\mathrm{x}}}{R_{\mathrm{x}}}\) un izsaka pretestību \(R_{\mathrm{x}}=\frac{R_1 U_{\mathrm{x}}}{U_1}\).
2. variants:
Saslēdz abus rezistorus virknē ar bateriju. Pievieno voltmetru paralēli rezistoram ar zināmo pretestību un nosaka spriegumu \(U_{\mathrm{R}}\) uz rezistora spailēm. Strāvas stiprumu ķēdē nosaka pēc Oma likuma ķēdes posmam \(I=\frac{U_1}{R_1}\). Pēc tam, pievienojot voltmetru paralēli rezistoram \(\mathrm{R_x}\), nosaka spriegumu \(U_{\mathrm{x}}\) uz rezistora spailēm. Tā kā virknes slēgumā strāvas stiprums visā ķēdē ir vienāds, nezināmā rezistora pretestību aprēķina pēc Oma likuma ķēdes posmam: \(R_{\mathrm{x}}=\frac{U_{\mathrm{x}}}{I}\).
3. variants:
Saslēdz abus rezistorus virknē ar bateriju. Pievieno voltmetru paralēli rezistoram ar zināmo pretestību un nosaka spriegumu \(U_{\mathrm{R}}\) uz rezistora spailēm. Strāvas stiprumu ķēdē nosaka pēc Oma likuma ķēdes posmam \(I=\frac{U_1}{R_1}\). Pēc tam, pievienojot voltmetru paralēli abiem rezistoriem, nosaka spriegumu \(U\) uz abiem rezistoriem. Nezināmā rezistora pretestību aprēķina pēc formulas: \(R_{\mathrm{x}}=\frac{U-U_{\mathrm{R}}}{I}\).
Uzdevuma izpilde eksāmenā - 39%.
Vērtēšanas kritērij
Zina, ka virknes slēgumā strāvas stiprums ir nemainīgs visā ķēdē – 1punkts.
Zina, kā pievienot voltmetru, lai mērītu spriegumu (starp katra rezistora spailēm vai starp diviem rezistoriem kopā) – 1 punkts.
Zina, kā lietot Oma likuma ķēdes posmam formulu, lai izteiktu nezināmo pretestību – 1 punkts.
Skolēnu risinājumu un to vērtējumu piemēri
1. piemērs: risinājums novērtēts ar 3 punktiem.
2. piemērs: risinājums novērtēts ar 2 punktiem (jo nav pateikts, kā iegūts RX).
1. piemērs: risinājums novērtēts ar 1 punktu (par virknes slēguma likumsakaŗību izpratni).
