Режим тренировки Edu
Баллы скрыты. Решайте по частям: открывайте подсказки и ответ только когда застряли, отмечайте решённое.Если Вы не умеете пользоваться мультиметром (измерять напряжение, силу тока, сопротивление), то обращайтесь за консультацией к организаторам олимпиады!
Во многих экспериментальных задачах требуется изменять напряжения питания цепи. Для этого часто рекомендуют использовать схему делителя напряжения с реостатом (далее мы будем называть ее регулятор напряжения). Регулируя положение движка, реостата можно изменять напряжение
Однако следует быть осторожным при использовании этой схемы! В данной задаче вам предстоит изучить работу такого регулятора напряжения.
Включайте источник только на время проведения измерений, не разряжайте напрасно батарейку!
1.1 Измерьте зависимость напряжения на выходе регулятора
*Для измерения
Результаты измерений зависимости напряжения на выходе регулятора
Таблица 1.
| 5,5 | 3,40 |
| 4,6 | 2,84 |
| 4,1 | 2,60 |
| 3,6 | 2,13 |
| 2,6 | 1,62 |
| 1,8 | 1,04 |
| 1,4 | 0,69 |
| 0,7 | 0,34 |
1.2 Постройте график полученной зависимости.
Должна получиться прямая пропорциональная зависимость.
График полученной зависимости показан на рисунке. Как и следовало ожидать, получена прямо пропорциональная зависимость.
2.1 Измерьте сопротивления проволочного резистора в зависимости от числа подключаемых участков:
Значения измеренных значений сопротивлений проволочного резистора приведены в таблице 2.
Таблица 2.
| 1 | 2,9 |
| 2 | 5,8 |
| 3 | 8,4 |
| 4 | 11,3 |
| 5 | 14,0 |
2.2 Можно ли на основании ваших измерений утверждать, что сопротивление проволоки пропорционально ее длине? Ответ обоснуйте.
На рисунке показан график зависимости этих сопротивлений от числа подключаемых участков. Полученная зависимость является линейной. Небольшой сдвиг может быть объяснен сопротивлением контактов. Можно утверждать, что сопротивление проволоки пропорциональное длине.
3.1 Измерьте зависимость силы тока
Результаты измерений зависимости силы тока
Таблица 3.
| 1 | 2,9 | 140,0 | 0,345 | 0,406 |
| 2 | 5,8 | 98,4 | 0,172 | 0,571 |
| 3 | 8,4 | 76,4 | 0,119 | 0,642 |
| 4 | 11,3 | 61,7 | 0,088 | 0,697 |
| 5 | 14,0 | 52,0 | 0,071 | 0,728 |
3.2 Запишите теоретическую формулу, описывающую зависимость силы тока от сопротивления при постоянном напряжении
Теоретическая зависимость силы от сопротивления (при постоянном напряжении) определяется законом Ома
Поэтому для линеаризации этой зависимости следует построить зависимость силы тока
График этой зависимости показан на рисунке. Пунктиром показана прямая линия, следующая из закона Ома.
Как следует из полученных данных, формула (1), выражающая закон Ома, в данном случае не выполняется! Основная причина заключается в том, что напряжение на резисторе
Эту идею можно подтвердить, построив график зависимости напряжения от сопротивления (от участников не требуется).
3.3 Постройте график полученной экспериментальной зависимости в таких координатах, чтобы теоретическая зависимость была линейной (проведите линеаризацию). Можно ли на основании ваших экспериментальных данных утверждать, что закон Ома для участка цепи выполняется? Объясните причины возможных отклонений результатов от теоретических значений.
4.1 Измерьте зависимости напряжения на нагрузке
Для проведения измерений необходимо при отключенных внешней цепи и источника установить сопротивление
Таблица 4. Зависимость напряжения от сопротивлений
| 2,9 | 5,8 | 8,4 | 11,3 | 14,0 | |
| 5,0 | 2,14 | 2,45 | 2,56 | 2,63 | 2,67 |
| 4,3 | 1,67 | 1,89 | 2,02 | 2,09 | 2,13 |
| 3,7 | 1,44 | 1,70 | 1,81 | 1,81 | 1,92 |
| 3,0 | 1,09 | 1,30 | 1,39 | 1,44 | 1,48 |
| 2,3 | 0,80 | 0,93 | 0,99 | 1,02 | 1,04 |
| 1,8 | 0,64 | 0,71 | 0,78 | 0,80 | 0,82 |
| 1,0 | 0,36 | 0,40 | 0,41 | 0,42 | 0,43 |
4.2 Постройте на одном бланке графики полученных зависимостей
Графики полученных зависимостей показаны на рисунке, пунктиром показана зависимость, полученная в части 1.
Полученные зависимости еще раз демонстрируют основную идею – напряжение на нагрузке зависит от ее сопротивления. В части 1 получена зависимость при бесконечно большой нагрузке.
4.3 Сравните полученные графики, с графиком, полученным в Задании 1. Объясните причины их различий.
4.4 Объясните почему «не выполняется» закон Ома в Задании 3.
4.5 Предложите правильную методику проверки закона Ома. Укажите, что необходимо было учитывать при проведении измерений в задании 3.
Дополнительные измерения в этом пункте проводить не требуется.
Для проверки закона Ома следует контролировать напряжение на нагрузке. При изменении сопротивления нагрузки, регулируя сопротивление
Похожие задачи
Очень малые сопротивления
В данной задаче вам необходимо, используя простое школьное оборудование, измерить малые сопротивления стальной проволоки, соединительного провода …
У Р Б П ≈4/5 Э1
Мостовые схемы
Список оборудования:
Источник питания
Изучение линии электропередачи
Часть 1. Сопротивление линии передачи
Соедините два проволочных резистора последовательно. Рис. 1
У Р Б П ≈4/5 Э1
Кольцевая цепь
Приборы и материалы: два одинаковых проволочных резистора, постоянный резистор с сопротивлением
ВАХ – какие графики!
Приборы и оборудование: источник питания 4,5 В, мультиметр, реостат 6 Ом, лампочка от новогодней гирлянды, ключ, резистор с неизвестным …
У Р Б П ≈4/5 Э1
Резисторы и конденсаторы
Вам должны быть хорошо известны законы параллельного и последовательного соединения резисторов и конденсаторов. А не пробовали ли Вы соединить …
У Р Б П ≈4/5