2018-01-08
300
Лабораторную работу необходимо выполнять, строго соблюдая правила техники безопасности, установленные в лаборатории электричества и магнетизма.
1. Собрать схему одинарного моста (рис.2), не включая источник питания.
2. После проверки рабочей схемы преподавателем провести измерение сопротивлений трех резисторов. При измерении RX1 установить в магазине М сопротивлений R=330Ом; при измерении RX2 установить в магазине М сопротивлений R=150Ом; при измерении RX3 установить R=680Ом.
3. Включить источник питания в сеть.
4. Перемещая движок D по проволоке моста добиться отсутствия тока в цепи амперметра. Соответствующие значения длин l1 и l2 занести в таблицу 1.
5. По формуле (12) рассчитать значения сопротивлений RX1, RX2, RX3.
Таблица 1.1
Результаты измерения сопротивлений резисторов
| Измеренное сопротивлене RX | R, Ом | l1, м | l2, м |  , Ом
|
| RX1 | 330 | |||
| RX2 | 150 | |||
| RX3 | 680 |
6. Взять дополнительную доску с укрепленными на ней проволоками, изготовленными из одного и того же материала, имеющими одну и ту же длину (L =1м), но разные диаметры d (значения диаметров даны в мм; материал проводника указан на доске).
7. Для пяти различных проволочных сопротивлений повторить все изложенное в п.п. 1-4, подбирая для каждой проволоки резистора свое R.
8. Соответствующие значения l1 и l2, а также R и диаметра проволоки d занести в таблицу 2.
Таблица 1.2
Результаты измерения сопротивлений проволочных резисторов
| №№ / RX | d, мм | R, Ом | l1, м | l2, м | , Ом
|
| I | |||||
| II | |||||
| III | |||||
| IV | |||||
| V |
9. Воспользовавшись формулой (12), рассчитать неизвестные сопротивления всех пяти проволок.
10. Вычислить площадь поперечного сечения каждой проволоки (
).
11. Вычислить отношение 
для каждой проволоки, имея ввиду, что L = 1м.
12. Заполнить таблицу 3.
Таблица 3.
| №№ | RX, Ом |  , м2
|  , м-1
| tgα |  , Ом⋅м
| <ρ>, Ом∙м |
| I | ||||||
| II | ||||||
| III | ||||||
| IV | ||||||
| V |
13. Построить график зависимости 
. Определить тангенс угла наклона полученного графика по отношению к оси .
14. По формуле 
рассчитать удельные электросопротивления для каждой из пяти проволок. Найти среднее значение <ρ> из полученных результатов.
15. Сравнить <ρ> с tgα.
16. Рассчитать по формуле (6) подвижность свободных электронов металла, из которого выполнены проволочные сопротивления.
Контрольные вопросы.
1. Дайте следующие определения:
a) электрический ток;
b) сила тока;
c) плотность тока.
2. Напишите и объясните закон Ома для однородного участка электрической цепи.
3. Что такое электрическое сопротивление? Единица сопротивления 1 Ом, физический смысл сопротивления.
4. Что называется удельным электросопротивлением металлического проводника? Каков физический смысл удельного сопротивления?
5. Сопротивление металлического проводника в форме цилиндра.
6. Мост Уитстона (схема моста и условие его баланса).
7. Получить условие баланса моста Уитстона, используя закон Ома.
8. Что называется подвижностью свободных носителей электрического заряда?
9. Получить формулу связи подвижности свободных электронов металлического проводника с удельным сопротивлением металла.
