Обработка результатов измерений. 4.4.1. Занести в табл. 4.1 значения

4.4.1. Занести в табл. 4.1 значения .

4.4.2. Для проверки экспериментальной зависимости, приведенной на рис. 4.1, по формуле определить значения напряженности поля внутри проводника: .

Таблица 4.1

Геометрические параметры проводника: фиксированные длины отрезков: , ; диаметр проволоки ; площадь сечения .
№ точки
, мА
, В
, В
, В
B/м
A/мм^2
, мм/с

4.4.3. Пользуясь данными табл. 4.1, определить значения плотности тока в проводнике, соответствующие различным значениям напряженности поля внутри него, по формуле , где - диаметр провода.

4.4.4. По данным табл. 4.1 построить график зависимости плотности силы тока от напряженности внутри проводника: .

4.4.5. Согласно закону Ома в дифференциальной форме , зависимость должна быть прямо пропорциональной и коэффициент пропорциональности равен удельной электропроводности. По углу наклона прямой, проходящей через начало координат, вычислить значение удельной электропроводности (см. рис. 4.1).

4.4.6. Учитывая, что , определить величину удельного сопротивления проводника.

4.4.7. Сравнить полученный результат с табличными данными (см. табл. 4.2). Сделать вывод, из какого материала сделан провод?

4.4.8. Найти относительное отклонение экспериментального значения удельного сопротивления от табличного по формуле

.

Таблица 4.2

Проводники	Удельное сопротивление, или при
Алюминий	0,028
Вольфрам	0,055
Золото	0,022
Константан	0,480
Латунь	0,071
Медь	0,017
Никелин	0,420
Нихром	1,10
Хромникель	1,05
Платина	0,100
Ртуть	0,958
Свинец	0,210
Серебро	0,016
Сталь	0,120
Цинк	0,060

4.4.9. Оценить значения средней скорости направленного движения электронов в образце для разных величин плотностей тока по формуле , где – значение концентрации свободных электронов в металле; Кл – величина заряда электрона.

4.4.10. Результаты занести в табл. 4.1.

4.4.11. Записать выводы.

4.5. Дополнительное задание

4.5.1. Вычислить по методу наименьших квадратов наиболее вероятное значение удельной электропроводности и его среднеквадратичную погрешность по формулам:

где

4.5.2. Вычислить погрешность по формуле

.

4.5.3. Записать окончательные результаты:

;

4.5.4. Оформить отчет о выполнении работы в соответствии с прилагаемой формой и образцом (см. форму отчета в разделе «Общие положения о работе в лаборатории «Электричество и магнетизм» и приложение 2 «Образец отчета о выполнении лабораторной работы № 4»).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что представляет собой электрический ток? Какие частицы являются свободными носителями заряда в металлах?

2. Какое направление принимается за направление тока?

3. Что называется силой тока, плотностью тока?

4. Какова причина электрического сопротивления при протекании тока в металлах?

5. Сформулируйте закон Ома для однородного участка цепи в интегральной и дифференциальной форме.

6. Что называется удельной электропроводностью проводника и от чего она зависит?

7. Существует ли движение носителей заряда в металлическом проводнике при отсутствии в нем электрического поля? Если да, то какое?

Литература: [ 1, § 18.1, 18.3; 2, § 96, 98].

Дата добавления: 2014-11-25