1. Расчеты

1. Рассчитать постоянную установки В по формуле (6) для каждого опыта. Найти среднее значение постоянной.

2. Рассчитать емкости первого и второго конденсаторов по формуле (7) для каждого опыта.

3. Найти среднее значение емкости каждого конденсатора.

4. Рассчитать емкость батареи для каждого опыта по формуле (7).

5. Найти среднее значение емкости каждой батареи конденсаторов.

2. Защита работы

(ответы представить в письменном виде)

1. Что представляет собой конденсатор? Дайте определение электроемкости конденсатора. В каких единицах она измеряется?

2. От чего зависит электроемкость конденсатора?

3. Как рассчитывается электроёмкость батареи последовательно и параллельно соединённых конденсаторов? Используя средние значения емкостей конден-саторов С_1x и С_2x, найденные в п. 6 задания 2, рассчитать емкости батареи при последовательном соединении, параллельном соединении. Сравнить по-лученные значения с экспериментальными результатами задания 3.

113

Описания лабораторных работ	Электростатика и постоянный ток
ПРОТОКОЛ
измерений к лабораторной работе №42
Выполнил(а)_____________________	Группа__________________

Электроёмкость эталонного конденсатора С₀ = _______________

Определение цены деления приборов

№

Предел подключения

Число деле-

Цена деления

п/п

Прибор

с указанием единицы

ний на шка-

с указанием еди-

измерения

ле

ницы измерения

1

Вольтметр

Задание 1

№ п/п

U0, В

n0, дел

B, (мкФ⋅В)/дел

1

2

3

4

5

среднее

Задание 2

№

1-й конденсатор

2-й конденсатор

п/п

U, В

n, дел

C, мкФ

U, В

n, дел

C, мкФ

1

2

3

4

5

среднее

Задание 3

№

Последовательное соединение

Параллельное соединение

п/п

U, В

n, дел

C, мкФ

U, В

n, дел

C, мкФ

1

2

3

4

5

среднее

Дата________

Подпись преподавателя___________________

114

Электростатика и постоянный ток Описания лабораторных работ

Лабораторная работа № 43

ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ МЕТОДОМ ВОЛЬТМЕТРА И АМПЕРМЕТРА

Цель работы – определить удельное электрическое сопротивление метал-лов методом вольтметра и амперметра.

Приборы и принадлежности: подставка с натянутыми проводниками из различных металлов, амперметр, вольтметр, выключатель, источник тока.

Общие положения

Электрическое сопротивление (R) – скалярная физическая величина, ха-рактеризующая свойство проводника противодействовать пропусканию элек-трического тока и равная отношению напряжения U на концах проводника к силе тока I, протекающего по нему:

R =	U	.	(1)
	I

Величина сопротивления зависит от формы и размеров проводника, а также от свойств материала, из которого он сделан. Для однородного цилинд-рического проводника

R = ρ	l	,	(2)
	S

где l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения, ρ – удельное элек-трическое сопротивление материала проводника.

Отсюда

ρ = R S .	(3)
l

Удельное сопротивление численно равно сопротивлению цилиндрическо-го проводника единичной длины и единичной площади поперечного сечения. Удельное сопротивление зависит от природы вещества.

Чтобы определить ρ, необходимо измерить электрическое сопротивление R проводника, его длину l и диаметр d проводника. Площадь сечения

S =	π d 2	.	(4)
	4

В данной лабораторной работе для измерения сопротивления использует-ся метод амперметра и вольтметра, который по-другому называется техниче-ским методом. В основе этого метода лежит закон Ома. По закону Ома сила то-ка, текущего по однородному металлическому проводнику, пропорциональна напряжению на этом проводнике

I =	1	⋅U	(5)
	R

115

Описания лабораторных работ			Электростатика и постоянный ток
Сделав замены в формуле (3) в соответствии с выражениями (1) и (4), по-
лучим:		2
ρ =	U πd		(6)
	I 4l	.

Описание экспериментальной установки

Для измерения сопротивления собирают электрическую цепь, схема ко-торой представлена на рис.1.

	P2
	V
P1	R1
A
G1	R2
	R3

R

^K1 R4

Рисунок 1

G1– источник тока, K1 – ключ, R₁, R₂, R₃, R₄ – исследуемые проводники, натянутые на специальной подставке. Длина каждого проводника l = 1 м. Диа-метр проводников d указан на подставке. А – амперметр для измерения тока в цепи, V – вольтметр для измерения напряжения на отдельных участках провод-ников R₁, R₂, R₃ и R₄ . Реостат R служит для регулировки тока в цепи.

Подготовка к работе

(ответы представить в письменном виде)

1. В чем состоит цель работы?

2. Какой закон лежит в основе метода амперметра и вольтметра?

3. Какие величины в работе измеряются непосредственно?

4. Запишите формулу, по которой Вы будете рассчитывать удельное сопротив-ление проводника. Поясните смысл обозначений.

Выполнение работы

1. Собрать электрическую цепь по схеме (рис. 1).

2. Определить цену деления амперметра и вольтметра.

3. Подключить установку к источнику тока.

4. Замкнуть ключ K1 и установить определенный ток I в цепи с помощью рео-стата R.

116

Электростатика и постоянный ток Описания лабораторных работ

5. Измерить напряжение U на участках: а) длиной l₁=0,5 м; б) длиной l₂=1 м; для каждого проводника.

6. Изменить силу тока и измерить напряжение U на участках длиной l₃=1 м для каждого проводника.

Оформление отчета