Порядок выполнения работы и обработка результатов

 

1. Соберите электрическую цепь по схеме (рис. 4), включив один из 3-х резисторов с неизвестным сопротивлением , , (по указанию преподавателя). После проверки цепи преподавателем или лаборантом приступите к измерениям.

2. Вначале включите в цепь источник тока (ключ ), а затем гальванометр (ключ ). Такая последовательность включений нужна для того, чтобы ток замыкания не вызвал сильного отклонения стрелки гальванометра.

3. Присоедините нижнюю по схеме клемму гальванометра к точке и подберите сопротивление магазина так, чтобы ток в цепи гальванометра стал равным нулю. Вычислите искомое сопротивление по формуле (6).

Результаты запишите в таблицу 1.

Таблица 1

Измеряемое сопротивление	Точка подключе- ния	Rлев, Ом	Rпр, Ом	Rm, Ом	Rx, Ом	<Rx>, Oм	ΔRx, Ом
Rx1	a
d
c
Rx2	a
d
c
R' - последовательное соединение	a
d
c
R'' - параллельное соединение	a
d
c

 

4. Последовательно присоединяя клемму гальванометра к точкам и , и снова уравновешивая мост, вычислите по формулам (7) и (8). Найдите среднее значение < >.

5. Аналогично выполните измерения сопротивления второго из трех резисторов или (по указанию преподавателя).

6. Соедините резисторы с измеренными сопротивлениями последовательно, а затем параллельно и измерьте сопротивления цепей при таких соединениях.

7. Используя найденные средние значения сопротивлений двух резисторов < > и < >, рассчитайте по соответствующим теоретическим формулам их общее сопротивление при последовательном и параллельном соединениях. Сравните данные расчетов с результатами измерений.

8. Оцените погрешность измерения по формуле при подключении нижней клеммы гальванометра к точке d. В этом случае погрешность минимальна.

9. Оформите вывод, анализируя опытные и расчетные данные, занесенные в таблицу. В выводе отразите следующие положения:

а) зависит ли значение измеряемого неизвестного сопротивления от соотношения и плеч моста?

б) согласуются ли результаты опытного измерения сопротивления при последовательном и параллельном соединениях резисторов с расчетами по теоретическим формулам?

 

Контрольные вопросы

 

1. В чем заключается мостовой метод измерения сопротивлений?

2. Каким преимуществом обладает метод измерения сопротивлений с помощью моста Уитстона по сравнению с методом амперметра и вольтметра?

3. Выведите условия равновесия моста Уитстона:

а) пользуясь законом Ома для участка цепи;

б) применяя правила Кирхгофа.

4. Изменится ли условие равновесия моста, если источник тока и гальванометр поменять местами?

5. Почему гальванометр, примененный в схеме моста Уитстона, имеет двухстороннюю шкалу с нулем посредине?

6. Выведите формулу для расчета сопротивления участка цепи, состоящего из последовательно или параллельно соединенных резисторов.

7. Объясните физический смысл удельного сопротивления.

8. Приведите формулу для расчета сопротивления однородного проводника постоянного сечения.

 

Рекомендуемая литература

1. Трофимова Т.И.: Учеб. пособие для вузов. – 7-е изд., - М.: Высшая шк., 2003. §§ 96-98, 100, 101.

2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики: Учебное пособие для вузов. – 2-е изд., испр. и доп. - М.: Высшая шк., 1999. - §§ 18.1, 19.1, 19.3.

3. Савельев И.В. Курс физики: Учеб.: В 3-х т. Т. 2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - §§ 31-36.

4. Грабовский Р.И., Курс физики (для сельскохозяйственных вузов): Учеб. пособие. – 5-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая шк., 1980. Часть II, - §§ 11-13.