Порядок выполнения работы

Определение удельного сопротивления металлического проводника

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Схема установки и методика измерений

Для экспериментального определения удельного сопротивления собирают электрическую схему, представленную на рис.1. На схеме обозначены V - вольтметр, А - амперметр, e - источник тока, АВ - отрезок проволоки длиной L. Напряжение U, силу тока I, длину L отрезка проволоки и ее диаметр d измеряют соответствующими приборами с определенной точностью. Меняя положение ползунка В, изменяют длину проволоки, а следовательно, ее сопротивление и разность потенциалов (напряжение) на ее концах. Сила тока, текущего по проволоке, устанавливается в начале опыта и далее не изменяется.

Рис.1

Вычисляют сопротивление участка по формуле, следующей из закона Ома (3):

. (10)

Строят график зависимости сопротивления R от длины L участка проволоки. Примерный вид графика показан на рис.2.

Рис.2

Выберем две произвольные точки прямой (точки прямой могут не совпадать с экспериментальными значениями). Этим точкам будут соответствовать значения сопротивления и длины (R₁, L₁) и (R₂, L₂). Тогда коэффициент пропорциональности между сопротивлением и длиной проволоки будет равен:

. (11)

С другой стороны, из формулы (7) следует, что

. (12)

Сравнивая выражения (11) и (12) получаем, что удельное сопротивление проволоки

. (13)

1. Измерить микрометром диаметр проволоки в различных участках пять раз. Вычислить среднее значение диаметра d_ср по формуле:

.

Запишите получившееся значение в метрах (1 мм = 0,001 м).

2. Установить на амперметре силу тока I не менее 200 мА = 0,2 А.

3. Перемещая ползунок В, измерить для семи значений длины проволоки L напряжение U, показываемое вольтметром. Измерения провести для длины проволоки от 20 до 50 см через каждые 5 сантиметров Результаты измерений в системе СИ записать в таблицу 1.

Таблица 1

№ п/п	L, м	U, В	I,А	R, Ом	r, Ом × м

4. По формуле (10) вычислить для каждого значения L сопротивление проволоки R. Занести эти значения в таблицу 2.

5. Построить график зависимости сопротивления проволоки R от ее длины L. Провести через точки прямую. Отметить на графике две произвольные точки (они не обязательно должны совпадать с экспериментальными значениями). Записать их координаты: R₁ и L₁ и R₂ и L₂.

6. По формуле (13) вычислить удельное сопротивление r, подставляя в качестве диаметра проволоки d его среднее значение d_ср.

7. Определить материал проволоки, сравнив полученный результат с табличными значениями удельного сопротивления металлов и сплавов, приведенными в таблице 2

Таблица 2

Металл, сплав	r × 10^-6, Ом × м	Металл, сплав	r × 10^-6, Ом × м
Алюминий	0,028	Никелин	0,400
Вольфрам	0,055	Нихром	1,100
Железо	0,100	Свинец	0,210
Медь	0,017	Сталь	0,100 ¸ 0,140

Дата добавления: 2017-02-01