Изучение закона Ома для участка цепи

 

Цель: установить на опыте зависимость силы тока от напряжения и сопротивления. Экспериментальная проверка законов последовательного и параллельного соединений проводников:

1)ознакомиться с приборами для проведения этой лабораторной работы

2) научиться соединять резисторы последовательно и параллельно

3) научиться измерять и рассчитывать сопротивление при последовательном и параллельном соединении резисторов

Краткое теоретическое обоснование

  Электрический ток - упорядоченное движение заряженных частиц.Количественной мерой электрического тока служит сила тока.

Сила тока – скалярная физическая величина, равная отношению заряда q, переносимого через поперечное сечение проводника за интервал времени t, к этому интервалу времени: I = q /𝐭

В Международной системе единиц СИ сила тока измеряется в амперах [А]. [1A=1Кл/1с]

Прибор для измерения силы тока Амперметр. Включается в цепь последовательно.

Напряжение– это физическая величина, характеризующая действие электрического поля на заряженные частицы, численно равно работе электрического поля по перемещению заряда из точки с потенциалом φ1 в точку с потенциалом φ2: U= 𝐀/𝐪 Единица напряжения – Вольт [В] [1B=1Дж/1Кл]

Прибор для измерения напряжения – Вольтметр. Подключается в цепь параллельно тому участку цепи, на котором измеряется разность потенциалов.

Величина, характеризующая противодействие электрическому току в проводнике, которое обусловлено внутренним строением проводника и хаотическим движением его частиц, называется электрическим сопротивлением проводника. Электрическое сопротивление проводника зависит от размеров и формы проводника и от материала, из которого изготовлен проводник. R= 𝛒𝐥𝐒. В СИ единицей электрического сопротивления проводников служит Ом[Ом].

Графическая зависимостьсилы тока Iот напряжения U - вольт-амперная характеристика.

Закон Ома для участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. I =U/R

Оборудование: амперметр лабораторный, вольтметр лабораторный, источник питания, три резистора сопротивлением 2 Ом, реостат, ключ замыкания тока, соединительные провода.

 

Порядок выполнения работы

Рис. 1 Схема для изучения закона Ома для участка цепи

 

1.Для выполнения работы соберите электрическую цепь из источника тока, амперметра, реостата, проволочного резистора сопротивлением 2 Ом и ключа. Параллельно проволочному резистору присоедините вольтметр (см. рис. 1).

2. Исследование зависимости силы тока от напряжения на данном участке цепи.

При помощи реостата доведите напряжение на зажимах проволочного резистора до 1 В, затем до 2 В и до 3 В. Каждый раз при этом измеряйте силу тока и результаты записывайте в табл. 1.

 

Таблица 1 – Результаты измерений

Напряжение, В
Сила тока, А

    3.По данным опытов постройте график зависимости силы тока от напряжения. Сделайте вывод.

    4. Исследование зависимости силы тока от сопротивления участка цепи при постоянном напряжении на его концах.

 Включите в цепь по той же схеме проволочные резисторы сопротивлением:

- 2 Ом

- 4 Ом (последовательно два резистора по 2 ОМ чтобы получилось 4 Ом)

- 6 Ом (последовательно три резистора по 2 ОМ чтобы получилось 6 Ом)

    При помощи реостата устанавливайте на концах участка каждый раз одно и то же напряжение, например, 2 В. Измеряйте при этом силу тока, результаты записывайте в табл. 2.

 

Таблица 1 - Результаты измерений и расчетов

 

Сопротивление участка, Ом	2	4	6
Сила тока, А

                                                             

5. По данным опытов постройте график зависимости силы тока от сопротивления. Сделайте вывод.

 

Контрольные вопросы:

1.Сформулируйте закон Ома для участка цепи?

2. Что такое электрический ток?

3. Что такое сила тока? Каким прибором она измеряется? Как включается в цепь этот прибор?

4. Что такое напряжение? Каким прибором она измеряется? Как включается в цепь этот прибор?

5. Как зависит сила тока от напряжения на данном участке цепи?

6.Как зависит сила тока от сопротивления?

Лабораторная работа 4