Вопрос:

Из куска проволоки, имеющей сопротивление 20-40 Ом, сделано кольцо. В каких точках кольца следует подключить провода, чтобы получить сопротивление 9,1 Ом? Какова максимально возможная величина сопротивления между двумя точками проволочного кольца?

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Сопротивление кольца пропорционально длине проволоки. Пусть сопротивление всего кольца 36 Ом (середина диапазона 20-40 Ом). Чтобы получить сопротивление 9,1 Ом, нужно подключить провода в точках, делящих кольцо в отношении $$x$$ и $$(1-x)$$, где:

$$\frac{36x(1-x)}{36x + 36(1-x)} = 9.1$$

$$36x(1-x) = 9.1 \cdot 36$$

$$x(1-x) = \frac{9.1}{36}$$

$$x - x^2 = 0.252(7)$$

$$x^2 - x + 0.252(7) = 0$$

Решаем квадратное уравнение:

$$D = 1 - 4 \cdot 0.252(7) = 1 - 1.011 = -0.011$$

Поскольку дискриминант отрицательный, то решения в вещественных числах нет. Возьмем сопротивление кольца, равное 40 Ом.

$$\frac{40x(1-x)}{40x + 40(1-x)} = 9.1$$

$$\frac{40x(1-x)}{40} = 9.1$$

$$x(1-x) = \frac{9.1}{40}$$

$$x - x^2 = 0.2275$$

$$x^2 - x + 0.2275 = 0$$

$$D = 1 - 4 \cdot 0.2275 = 1 - 0.91 = 0.09$$

$$x_1 = \frac{1 + \sqrt{0.09}}{2} = \frac{1 + 0.3}{2} = 0.65$$

$$x_2 = \frac{1 - \sqrt{0.09}}{2} = \frac{1 - 0.3}{2} = 0.35$$

Нужно подключить провода в точках, делящих кольцо в отношении 0.35 и 0.65.

Максимальное сопротивление будет, когда провода подключаются в диаметрально противоположных точках, и оно равно $$\frac{R}{4}$$, где $$R$$ - сопротивление всего кольца. Значит, максимальное сопротивление равно 10 Ом.

Ответ: нужно подключить провода в точках, делящих кольцо в отношении 0.35 и 0.65; максимальное сопротивление равно 10 Ом.

ГДЗ по фото 📸
Подать жалобу Правообладателю

Похожие