Смекни!
smekni.com

Лабораторная работа по Физике (стр. 1 из 2)

Введение

Целью работы является:

- знакомство с компьютерным моделированием цепей постоянного тока;

- экспериментальная проверка закона Ома для неоднородного участка цепи.

1. Описание установки и методики измерений

Рис. 1.1 – электрическая цепь (один источник тока)

Рис. 1.2 – электрическая цепь (два источника тока)

1.1. На рабочем столе монитора найдите ярлык программы «Открытая физика 1.1».

Щелкните по ярлыку и запустите программу.

1.2. Выберите: «Электричество и магнетизм», «Цепи постоянного тока».

1.3. Внимательно ознакомьтесь с окном эксперимента. В левом нижнем

углы находятся кнопки «Элементы» - соединительный проводник, -

источник тока, - резистор, - вольтметр, - амперметр, - кнопка

для установки значений резисторов и источников Э.Д.С.

Внизу в средней части расположены кнопки «Счет» - для измерения силы тока и

разности потенциалов в элементах цепи, «Очистить» - для очистки окна эксперимента.

1.4. При собранной электрической цепи в окне эксперимента (Рис. 1.1, Рис. 1.2) можно

выделить элемент цепи – источник тока или резистор. Для этого нужно нажать кнопку

, подвести курсор в виде руки к элементу и щелкнуть по нему. При этом изменяется

цвет элемента и в нижней части окна появляется окно с регулятором для установки значений

параметра элемента. Регулятор можно перемещать, если подвести к нему курсор мыши и

перемещать, удерживая нажатой левую кнопку мыши или, щелкая по соответствующей

стрелке в окне регулятора.

2. Основные расчётные формулы

Закон Ома для неоднородного участка 1-2 имеет вид

I∙(

+ r) = (
) +
(2.1)

Обозначим V = (

) показания вольтметра. Выражение (2.1) принимает следующий вид:

I∙(

+ r) =V+
(2.2)

Запишем

V= I∙(

+ r) -
(2.3)

=
+ r (2.4)

V= I∙

-
(2.5)

График зависимости V =f(I) должен представлять прямую линию, причем угловой

коэффициент прямой равен сопротивлению

участка цепи 1-2.

Координата точки пересечения продолжения прямой графика с осью ординат равна

значению Э.Д.С. на этом же участке

=
(2.6)

I= 0, V=

(2.7)

С учетом полярности вольтметра на схемах Рис. 2.2, Рис. 2.3 следует записать

V= (

­ -
) (2.8)

(

) = -V (2.9)

При этом выражения (2.5) – (2.7) принимают вид

V= -I∙

+
(2.10)

= -
(2.11)

I= 0, V=

(2.12)

(

)эксп = -
(2.13)

Относительная погрешность сопротивления

ε(

)эксп =
(2.14)

Выберите на графике произвольную точку, например, М. Определите ее координаты

,
. Подставьте значения
,
в формулу (2.10). Вычислите значение (
)эксп и относительную погрешность ε(
)эксппо формулам

(

)эксп =
+
∙(
)эксп (2.15)

ε(

)эксп =
(2.16)

3. Результаты работы и их анализ

Таблица 3.1

Номер измерения R, Ом V, В I, А Примечание
1 1 0.60 0.60

= 8 В

r = 2.4 Ом

= 10 Ом
2 2 1.11 0.56
3 3 1.56 0.52
4 4 1.95 0.49
5 5 2.30 0.46
6 6 2.61 0.43
7 7 2.89 0.41
8 8 3.14 0.39
9 9 3.36 0.37
10 10 3.57 0.36
(
)эксп= 12.5 Ом
ε(
)эксп= 0.008
(
)эксп =7.95 В
ε(
)эксп = 0.006

=
+ r = 10 + 2.4 = 12.4 Ом

(

)эксп = -

∆V = 3.4 – 0.9 = 2.5 B

∆I = 0.37 – 0.57 = - 0.2 A

(

)эксп = -
= 12.5 Ом

ε(

)эксп =
=
=
= 0.008

(

)эксп =
+
∙(
)эксп

=1.2 В

= 0.54 А

(

)эксп = 1.2 + 0.54 ∙ 12.5 = 7.95 В

ε(

)эксп =
=
=
= 0.006

Таблица 3.2

Номер измерения R, Ом V, В I, А Примечание
1 1 -4.49 1.01

= 8 В

= -5.5 B

r = 2.4 Ом

= 10 Ом
2 2 -3.62 0.94
3 3 -2.87 0.88
4 4 -2.21 0.82
5 5 -1.62 0.78
6 6 -1.10 0.73
7 7 -0.63 0.70
8 8 -0.21 0.66
9 9 0.18 0.63
10 10 0.53 0.6
(
)эксп= 12 Ом
ε(
)эксп= 0.03
(
)эксп = 7.6 В
ε(
)эксп = 0.05

(

)эксп = -