Определение удельного сопротивления проводника (Лабораторная работа № 8)

Лабораторная работа 8

Определение удельного сопротивления проводника

Цель работы: техническим методом определить удельное сопротивление провода реостата.

Задание 1: Определить удельное сопротивление провода реостата.         По справочнику определить материал провода.

Теория метода

Сопротивление проводника цилиндрического сечения находят по
формуле

,                                                          (1)

где  – удельное сопротивление проводника;  – длина проводника; площадь поперечного сечения проводника.

Зная  проводника, его длину и диаметр, можно с определенной степенью точности найти его удельное сопротивление

.                                                           (2)

По справочной таблице можно определить материал проводника.

На практике  часто измеряют во внесистемных единицах – , что позволяет избавиться от множителя 10^-6 (например, , вместо ).

Выполнение работы

Задание 1. Определение удельного сопротивления провода реостата

1. Проверьте электрическую цепь по схеме рис. 1.

Рис. 1. Электрическая схема цепи

2. Включите тумблер СЕТЬ источника питания. Подайте минимальное напряжение, например, 1 В.

3. Замкните ключ К и проверьте показания приборов.

4. Подайте такое напряжение U, чтобы амперметр показывал значение
~ 1/5 от предела измерений.

Показания приборов занесите в табл. 1.

5. Повышая напряжение U, произведите не менее трех измерений.

Показания приборов занесите в табл. 1.

6. Рассчитайте сопротивления для этих измерений. Найдите среднее значение сопротивления реостата R_ср.

7. Измерьте штангенциркулем длину намотки провода реостата l_н и подсчитайте число витков N. Определите диаметр провода по формуле с точностью 0,01 мм

, мм.

8. Измерьте диаметр реостата  и рассчитайте длину витка намотки , мм, где  – диаметр витка намотки.

9. Рассчитайте длину провода реостата по формуле , м.

10. Рассчитайте сечение провода по формуле , мм².

11. Рассчитайте удельное сопротивление провода реостата по формуле (2) с точностью до сотых мм.

12. Рассчитайте предельную приборную погрешность

, %,                       (3)

где  и  – цена деления прибора;  можно заменить на ,            – цена деления штангенциркуля, мм.

Результаты измерений и расчетов занесите в табл. 1.

Таблица 1

Номер опыта

Наименование показателей

U, В

I, А

R, Ом

lн, мм

N, вит.

dпр, мм

dреост, мм

lв, мм

lпр, м

,%

1

2

3

Среднее значение

Сделайте вывод по результатам работы.

Контрольные вопросы

1. Дайте понятие удельного сопротивления. Назовите единицы измерения  в системе СИ и практической системе единиц.

2. Объясните зависимость удельного сопротивления от температуры . Явление сверхпроводимости.

3. Каким образом определяется длина провода реостата?

4. Почему диаметр витка намотки рассчитывают по формуле ?

5. Сформулируйте законы Ома для цепи постоянного тока.

6. Дайте понятие «электрический ток».

7. Назначение источника тока. ЭДС источника тока.

8. На что расходуется мощность тока в данной электрической схеме?

9. Почему R называют «омическим» или «активным» сопротивлением?

10. Что представляет собой ток в металлических проводниках?

11. Под действием чего электроны перемещаются в проводнике и создают ток? Как называют такой ток?

Библиографический список

1. Савельев И. В. Курс общей физики / И. В. Савельев. – М. : Наука, 1986. – Т. 2. – Гл. V. – С. 104–107. (Постоянный электрический ток. §34. Закон Ома. Сопротивление проводников).

2. Грабовский Р. И. Курс физики / Р. И. Грабовский. – М. : Высш. шк., 2002. – Гл. I. – С. 16–29. (Постоянный электрический ток. §85. Ток в металлических проводниках. Сопротивление. Закон Ома).