Лаб. 4. Измерение напряжения и сопротивления проводника
1. Знакомство с основными характеристиками вольтметра.
1. Какая цена деления шкалы вольтметра?
$C = \dfrac{2 В - 1 В}{5} = 0,2$ В/дел.
2. Какие максимальное Umax и минимальное Umin напряжения можно измерить данным вольтметром?
$V_{min} = 0.2$ В;
$V_{max} = 6$ В.
3. Каким должно быть сопротивление вольтметра по сравнению с сопротивлением амперметра? Почему они так сильно различаются?
Сопротивление вольтметра должно быть большим, чтобы не влиять на значение тока в цепи.
2. Измерение напряжения.
1. Соберите цепь согласно рисунку 1. После проверки ее учителем замкните ключ, определите и занесите в таблицу значение силы тока $I_1$, в резисторе.
2. Разомкнув цепь, включите параллельно резистору вольтметр. Замкните цепь, определите и занесите в таблицу значения напряжения $U$ на резисторе и силы тока $I_2$. Начертите схему данной цепи.
$I_1 = 0.65$ A;
$U = 3$ В;
$I_2 = 0.65$ A.
3. Сравните значения силы токов $I_1$ и $I_2$ в опытах 1 и 2. Как отразилось на силе тока включение в цепь вольтметра? Почему?
$I_1 = I_2$. Сила тока не изменилась потому, что сопротивление вольтметра очень большое и не отразится на значение тока в цепи.
3. Измерение сопротивления проводника.
1. Используя результаты предыдущего опыта, определите по закону Ома и занесите в таблицу значение сопротивления $R$ резистора.
$R = \dfrac{U}{I}$; $R = \dfrac{3 В}{0.65} = 4$ Ом.
2. Занесите в таблицу паспортное значение сопротивления $R_п$ резистора, указанное на панельке. Сравните $R_п$ и $R$, найденное по формуле, сделайте вывод.
$R_U = 4$ Ом; $R_I = 4$ Ом; $R_U = R_I$ (равны).
3. Замените в цепи резистор лампочкой, измерьте и занесите в таблицу значения силы тока Iл в спирали лампочки, напряжения $U_л$ на ней; определите и занесите в таблицу значение сопротивления $R_л$ спирали лампочки.
$I_1 = 0.25$;
$U_л = 3.8$;
$R_л = \dfrac{3.8}{0.25} = 13$ Ом.
4. Занесите в таблицу номинальные силу тока $I_н$ и напряжение $U_н$, указанные на цоколе данной лампочки. Вычислите по этим данным и занесите в таблицу значение номинального сопротивления $R_н$ спирали лампочки.
$I_н = 0,26$; $U_н = 3.5$; $R_н = \dfrac{3.5}{0.26} = 13$ Ом.
5. Сравните определенное экспериментально $R_л$ и номинальное $R_н$ сопротивления спирали лампочки, сделайте вывод.
$R_л = 13$ Ом; $R_н = 13$ Ом; $R_л = R_н$.
Резистор | Лампочка | |||||||||
$I_1$, А | $I_2$, А | $U$, В | $R$, Ом | $R_п$ | $I_л$, А | $U_л$, В | $R_л$, Ом | $I_н$, А | $U_н$, В | $R_н$, Ом |
0,75 | 0,75 | 3 | 4 | 4 | 0,25 | 3,8 | 13 | 0,26 | 3,5 | 13 |
4. Суперзадание/
Измерьте сопротивление резистора $R$, используя измененную схему (рис. 2). Сравните результат с результатом, полученным в п. 1. Оцените достоинства и недостатки применяемых методов.
$R = \dfrac{U}{I}$.