Режим тренировки Edu
Баллы скрыты. Решайте по частям: открывайте подсказки и ответ только когда застряли, отмечайте решённое.1.1 Измерьте зависимости напряжения на вольтметре
1.1 Результаты измерений зависимостей напряжения на вольтметре
Таблица 1.
| 0 | 0,45 | 1,55 | 3,444 |
| 1 | 0,25 | 2,45 | 9,800 |
| 2 | 0,20 | 2,70 | 13,500 |
| 3 | 0,15 | 2,95 | 19,667 |
| 4 | 0,11 | 3,09 | 28,091 |
| 5 | 0,10 | 3,20 | 32,000 |
1.2 Получите теоретическую зависимость силы тока
Подумай, как распределяется напряжение источника по амперметру и проволочным резисторам, когда все элементы включены последовательно. Как изменится ток при увеличении числа резисторов?
Запиши закон Ома для всей последовательной цепи: ток определяется отношением напряжения на источнике к суммарному сопротивлению. Обозначь сопротивление одного проволочного резистора как
- Подпиши суммарное сопротивление цепи как сумму сопротивлений:
проволочных резисторов плюс сопротивление амперметра. - Запиши закон Ома для тока через цепь с этой суммарной сопротивляемостью.
- Вырази
через измеряемое напряжение и параметры , , . - Выразите
из полученной системы (запиши окончательную формулу для последующего использования на графиках).
1.2 Из закона Ома следует, что сила тока в цепи равна
1.3 Укажите такую функцию
1.3 Из этой формулы следует, что отношение
График данной зависимости показан на рисунке.
Из вида функции (2) следует, что коэффициент наклона графика равен сопротивлению
Погрешности данных значений также могут быть оценены графически (либо другим способом). В любом случае они оказывается не менее
1.4 Используя полученный график, найдите сопротивление амперметра
2.1 Измерьте зависимость напряжения на вольтметре
2.1 Результаты измерений зависимости напряжения на вольтметре
Таблица 2.
| 0 | 4,50 | 1,00 |
| 1 | 1,60 | 2,81 |
| 2 | 0,95 | 4,74 |
| 3 | 0,70 | 6,43 |
| 4 | 0,55 | 8,18 |
| 5 | 0,45 | 10,00 |
2.2 Получите теоретическую зависимость напряжения
Подумай, как делятся ток и напряжение в цепи, где вольтметр включён последовательно с группой резисторов, а сам вольтметр имеет конечное сопротивление. Как зависит показание вольтметра от числа последовательно включенных резисторов?
Применяй закон Ома к цепи: ток определяется суммарным сопротивлением
- Запиши ток через цепь как
(закон Ома для всей цепи). - Вырази напряжение на вольтметре как
. - Подставь
в выражение для и упрость, получив зависимость от , , и . - Выразите итоговую формулу для
(она понадобится для линейного преобразования в следующем пункте).
2.2 Для получения теоретической зависимости напряжения
Из этой формулы следует, что измеряемое напряжение на вольтметре определяется формулой
2.3 Укажите такую функцию
2.3 Из полученного выражение следует, что величина
График этой функции показан на рисунке. Сдвиг прямой с высокой точностью равен 1, что подтверждает применимость формулы (5), коэффициент наклона прямой примерно равен
2.4 Используя полученный график, найдите сопротивление вольтметра
3.1 Видоизмените цепь, превратив ее в цепь, показанную на рис.3. Измерьте зависимость напряжения на вольтметре
Пересобери цепь в конфигурацию по рис.3 и снова замеряй показания вольтметра при подключении к точкам 0–5; следи за тем, какие ветви остаются параллельными и последовательными.
Фиксируй
- Заполни таблицу с номером точки
и измеренным для новой схемы. - Повтори измерения несколько раз для оценки случайной погрешности.
- Вычисли отношения
или другие нормированные величины для удобства сравнения с теорией. - Сохрани данные для построения графика и сопоставления с теоретической кривой.
3.1 Экспериментальная зависимость напряжения на вольтметре
Таблица 3.
| 0 | 4,45 | 1,01 | 1,00 |
| 1 | 1,45 | 3,10 | 3,08 |
| 2 | 0,85 | 5,29 | 5,33 |
| 3 | 0,55 | 8,18 | 7,99 |
| 4 | 0,35 | 12,86 | 12,32 |
| 5 | 0,00 |
3.2 Получите теоретическую зависимость напряжения
3.2 Для расчета теоретической зависимости запишем соотношения для токов и напряжений:
Здесь
Из этих уравнений следует, что измеряемое напряжение равно
3.3 Постройте зависимость функции
3.3 В соответствии с полученной формулой величина
Результаты расчетов этой величины (экспериментальной и теоретической) приведены в таблице 3. Графики полученных зависимостей показаны на следующем рисунке (кружки – экспериментальные значения, сплошная линия теоретическая зависимость). Видно хорошее соответствие между полученными данными. Незначительные отличия объясняются неизбежными погрешностями измерений.
Похожие задачи
«Закороченный» реостат
Оборудование: амперметр, вольтметр, реостат трёхклеммный с полным сопротивлением
Вольтамперная характеристика воды
Приборы и оборудование: сосуд с чистой водой и двумя электродами (медный и алюминиевый), мультиметр, реостат, постоянный резистор с известным …
У Р Б П ≈4/5 Э2
Балансировка электрического моста
Оборудование: мультиметр, два одинаковых постоянных резистора, проволочный резистор, источник постоянного напряжения 4,5 В, соединительные провода …
У Р Б П ≈3/5 Э2
Чем и как питаться?
Оборудование: Источник питания (ЛИП или батарейка), два реостата 6 Ом, амперметр, вольтметр, ключ электрический, соединительные провода.
Для изучения …
Очень малые сопротивления
В данной задаче вам необходимо, используя простое школьное оборудование, измерить малые сопротивления стальной проволоки, соединительного провода …
У Р Б П ≈4/5 Э1
Мостовые схемы
Список оборудования:*
Источник питания