Оценка абсолютной погрешности косвенных измерений 2 страница

.

 

Порядок выполнения работы:

1. С помощью штангенциркуля измерьте внутренний диаметр пипетки d. Измерения необходимо производить осторожно, чтобы не расколоть конец стеклянной трубки.
2. Накапайте в пустой стакан 100-200 капель воды, предварительно его взвесив.
3. Определите массу накапанной воды:

М= m_{с водой} – m_{без воды}.

 

1. Вычислите коэффициент поверхностного натяжения жидкости σ по формуле:

 

.

 

1. Сравните полученный результат с табличным значением коэффициента поверхностного натяжения воды и вычислите относительную погрешность по формуле:

 

 

 

1. Результаты измерений и вычислений занесите в отчетную таблицу:

 

Диаметр трубки	Масса стаканчика	Масса воды	Число капель	Коэффициент поверхностного натяжения	Погрешность
Без воды	С водой
d,м	mбез воды,кг	mс водой,кг	М, кг	n	σ,	δ,%

7. Запишите вывод: что вы измеряли и какой получен результат.

ВЫВОД: ____________________________________________________

Контрольные вопросы:

1. Увеличив быстроту падения капель, выяснить, как повлияет это на массу капли.

_______

1. Какие причины влияют на величину коэффициента поверхностного натяжения жидкости?_____________________________________________________________________
2. Какие еще существуют методы определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости?_____________________________________________________

______________

Лабораторная работа №5

Тема: Определение удельного сопротивления вещества проводника

Цель работы: научиться опытным путем вычислять удельное сопротивление вещества проводника (резистора)

Оборудование: источник тока, амперметр, вольтметр, ключ, резистор, соединительные провода

Описание работы

Если резистор представляет собой длинный однородный проводник постоянного сечения, то его сопротивление R прямо пропорционально его длине l и обратно пропорционально площади поперечного сечения S:

.

Коэффициент пропорциональности ρ (не путать с плотностью материала проводника!), характеризующий материал резистора называется удельным электрическим сопротивлением материала.

В цепях постоянного тока часто используется переменное сопротивление. Простейшим устройством такого типа является реостат, в котором перемещающийся ползунок позволяет пропускать ток по различному числу витков провода, намотанного на цилиндр.

Порядок выполнения работы:

1. Соберите электрическую цепь по схеме на рис.6.

R

Рис. 6.

2. Измерьте силу тока I и напряжение U.

3. Вычислите сопротивление R по формуле:

.

4. Вычислите площадь поперечного сечения провода по формуле:

где d - диаметр

5. Вычислите удельное сопротивление материала ρ по формуле:

 

 

6. Сравните полученный результат с табличным значением удельного сопротивления вещества проводника, и вычислите относительную погрешность по формуле:

.

1. Результаты измерений и вычислений занесите в отчетную таблицу:

Наименование вещества	Сила тока	Напря- жение	Сопротив- ление	Длина	Диаметр	Площадь попереч-ного сечения	Удельное сопротив- ление	Погрш- ность
I, А	U, В	R, Ом	l, м	d, м	S, м2	ρ, Ом·м	δ,%

1. Запишите вывод, что вы измеряли и какой получен результат.

ВЫВОД: __________________________________

Контрольные вопросы:

1. Почему удельное сопротивление проводника зависит от рода материала его?

____________________________

2. Удельное сопротивление фехраля 1,1·10^-6 Ом ·м. Что это значит? Где можно использовать такой материал?______________________________________________

________

________________________________________

3. Зависит ли удельное сопротивление от температуры? _________________________

_____________________

Лабораторная работа №6

Тема: Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника электрической энергии

Цель работы: экспериментально определить основные характеристики источника постоянного тока: ЭДС и внутреннее сопротивление

Оборудование: источник постоянного тока, амперметр, вольтметр, реостат, ключ, соединительные провода

Описание работы

Собираем цепь, изображенную на рис. 7, и измеряем силу тока и напряжение на клеммах источника при двух различных значениях внешнего сопротивления R (т.е. при двух различных положениях ползунка реостата. змеряем силу тока и напряжение на клеммах источника при двух различных значениях внешнего сопротивления).

Используя закон Ома для полной цепи, получим:

; .

Отсюда ε =I ₁ R ₁+ I ₁ r, ε= I ₂ R ₂+ I ₂ r.

Поскольку I ₁ R ₁ = U ₁ и I ₂ R ₂ = U ₂, то

U ₁ + I ₁ r = U ₂+ I ₂ r или I ₁ r - I ₂ r = U ₁+ U ₂ .

Отсюда следует, что внутреннее сопротивление источника тока

, а ЭДС ε= U ₁ + I ₁ r.

Порядок выполнения работы:

 

1. Соберите электрическую цепь по схеме на рис. 1.

 

R

Рис. 7.

2. Установите ползунок реостата приблизительно в среднее положение, измерьте силу тока I ₁ и напряжение U ₁.

1. Передвиньте ползунок реостата, измерьте силу тока I ₂ и напряжение U ₂.
2. Вычислите внутреннее сопротивление r и ЭДС ε источника тока.
3. Результаты измерений и вычислений занесите в отчетную таблицу:

 

I 1, А	I 2, А	U 1, В	U 2, В	r, Ом	ε, В

 

6. Запишите вывод: что вы измеряли и какой получен результат.

ВЫВОД: __________________________________

Контрольные вопросы:

1. В каком случае результат работы получится более точным: для батарейки карманного фонаря или для кислотного аккумулятора?

_____________________

1. Определить сопротивление внешнего участка цепи, пользуясь результатами полученных измерений.

_____________________

1. Почему внутреннее сопротивление батареи возрастает при последовательном соединении аккумуляторов и уменьшается при параллельном сравнительно с одного аккумулятора?

_____________________

1. Раскройте физический смысл понятия «электродвижущая сила источника тока».

_____________________

1. Верно ли утверждение о том, что внутреннее сопротивление аккумулятора может изменятся с течением времени?

_____________________

 

 

Лабораторная работа №7

Тема: Определение электрохимического эквивалента меди

Цель работы: опытным путем научиться вычислять величину электрохимического эквивалента меди

Оборудование: медные электроды (2 шт.), амперметр, реостат, весы с, часы, соединительные провода, источник тока, электролитическая ванна с раствором медного купороса

Описание работы

Молекулы солей, кислот, щелочей, при растворении этих веществ, например в воде, распадаются на заряженные частицы – ионы. Процесс называется электролитической диссоциацией.

В раствор, содержащий ионы, опустить пластины, соединенные с зажимами источника постоянного тока, то в образовавшемся электрическом поле положительные ионы металла или водорода будут двигаться к отрицательной пластине (катоду) и выделяться на нем в виде твердого осадка (металл) или пузырьков газа (водород). Отрицательные ионы будут двигаться на положительной пластине (аноде). Этот процесс, сопровождающийся протеканием тока через раствор, называется электролизом.

Масса выделившихся ионов т прямо пропорциональна силе тока и времени I его протекания t:

.

Коэффициент пропорциональности k является для каждого вещества величиной постоянной и называется электрохимическим эквивалентом меди.

Порядок выполнения работы:

1. Определить взвешиванем массу пластинки т ₁.
2. Соберите электрическую цепь по схеме на рис 8. При составлении цепи взвешенный электрод соединить с отрицательным полюсом источника тока.

Рис. 8. R

1. Замкнуть цепь и заметить включения тока.
2. При помощи реостата в течение всей работы поддерживать постоянную силу тока в пределах от 0,5 до 1 А.
3. Через 15 - 20 мин разомкнуть цепь.
4. Вынуть катодную пластинку. Взвешиванием определить массу катода т ₂ после пропускания тока.
5. Найти массу меди т, выделившейся на катоде при электролизе.
6. По результатам измерений, пользуясь первым законом Фарадея для электролиза, вычислить электрохимический эквивалент меди по формуле:

9. Сравните полученный результат с табличным значением и вычислите относительную погрешность по формуле: