Контрольные вопросы

1. Причины возникновения сопротивления в металлах.

2. Нарисуйте принципиальную схему моста Уитстона. В чем заключается равновесие моста?

3. Сформулируйте правила Кирхгофа.

4. Выведите расчетную формулу для определения сопротивления методом моста Уитстона.

5. Почему отношение сопротивления плеч реохорда можно заменить отношением длин плеч l₁ и l₂?

6. Запишите выражения для определения сопротивления при последовательном и параллельном соединении проводников.

Металл	Удельное сопротивление
Алюминий	28
Железо	100
Золото	24
Медь	17
Цинк	61
Серебро	16
Константан	500

Из чистых металлов наименьшим сопротивлением обладают медь, алюминий, поэтому из них делают электрические провода. Специально приготовленные сплавы обладают высоким сопротивлением.

Литература

1. Савельев И. В. Курс общей физики. М.: Наука. Т.2, 1982. § 34, 36.

2. Трофимова Т. И. Курс физики. М.: Высшая школа. 2002, § 101.

3. Бондарев Б. В., Калашников Н. П., Спирин Г. Г. Курс общей физики. М.: Высшая школа. 2003, кн. 2. § 4.3, 4.6

Лабораторная работа 2.2

Определение удельного сопротивления металлов

Цель работы: определение удельного сопротивления металлическо-

го проводника методом амперметра и вольтметра.

Приборы и принадлежности: амперметр, вольтметр, исследуемый

образец, блок питания.

Порядок выполнения работы

У становка для выполнения лабораторной работы состоит из амперметра, вольтметра, блока питания и штатива, снабженного линейкой, на котором укрепляется исследуемый проволочный образец. Схема установки показана на рис.1

Длина образца может изменяться по заданию преподавателя с помощью подвижного контакта. Пропуская по проволоке задаваемый ток, вольтметром измеряют напряжение на концах образца заданной длины. Сопротивление определяют по формуле

R=U/I (1)

Площадь поперечного сечения S можно определить, зная диаметр d проволоки:

(2)

Удельное сопротивление материала проволоки можно найти из соотношения

(3)

откуда

. (4)

С учетом (1) получаем рабочую формулу:

. (5)

Найдем относительную ошибку косвенных измерений

и истинное значение:

№ п/п	I, A	U, B	I, м	d, м	S2, м	ρ, Ом·м

Задачи

1. Сопротивление алюминиевого провода длиной 20 м и площадью поперечного сечения 1 мм² равно 0,56 Ом. Его удельное сопротивление равно…

Ответы: а) 0,028·10^-6 Ом·м; б) 1·10^-6 Ом·м; в) 0,033·10^-6 Ом·м; г) 0,001·10^-6  Ом·м; д) нет ответа.

2. Две спирали из константана и никеля соединены между собой параллельно. Отношение их длин ℓ₁ : ℓ₂ = 15 : 14; площадей поперечных сечений – S₁: S₂ = 5 : 4. Обе спирали отдают калориметру одинаковое количество

тепла за одинаковое время. Определить отношение удельных сопротивлений константана и никеля.

3. Определить падение напряжения на реостате сопротивлением 30 Ом, если по нему проходит ток 0,4 А.

4. Определить в общем виде плотность тока в проводнике длиной ℓ и удельным сопротивлением ρ, если напряжение на его концах равно U.

5. Допустимый ток для изолированного медного провода площадью поперечного сечения 1 мм² при продолжительной работе равен 11 А. Сколько метров такой проволоки можно включить в сеть с напряжением 110 В без дополнительного сопротивления?