2. Пояснения к работе. Краткие теоретические сведения

ч. 1

Лабораторная работа.

Определение электродвижущей силы и внутреннего сопротивления источника тока
1.Цель работы: изучить метод измерения электродвижущей силы и внутреннего сопротивления источника тока, основанный на использовании вольтметра, амперметра и реостата.

2.Пояснения к работе.

2.1.Краткие теоретические сведения. Для получения электрического тока в проводнике необходимо создать и поддерживать на его концах разность потенциалов (напряжение). Для этого используют источник тока. Разность потенциалов на его полюсах образуется вследствие разделения зарядов. Работу по разделению зарядов выполняют сторонние (не электрического происхождения) силы.

При разомкнутой цепи энергия, затраченная в процессе работы сторонних сил, превращается в энергию источника тока. При замыкании электрической цепи запасенная в источнике тока энергия расходуется на работу по перемещению зарядов во внешней и внутренней частях цепи с сопротивлениями соответственно R и r.

Величина, численно равная работе, которую совершают сторонние силы при перемещении единичного заряда внутри источника тока, называется электродвижущей силой источника тока ε:

ε=IR + Ir в СИ выражается в вольтах (В)


Электродвижущую силу и внутреннее сопротивление источника тока можно определить экспериментально.

2.2.Перечень необходимого оборудования. 1. Источник электрической энергии. 2. Реостат на 6—10 Ом. 3. Амперметр. 4. Вольтметр. 5. Ключ. 6. Соединительные провода.

3.Задание.

3.1.Ознакомиться с методическими рекомендациями по проведению

лабораторной работы.

3.2.Повторить § 8.6, 8.7 - В.Ф.Дмитриева: ФИЗИКА

3.3.Подготовить ответы на контрольные вопросы.

3.4.Подготовить форму отчёта.



4.Работа в лаборатории. Рис.1

4.1.Определить цену деления шкалы измерительных приборов.

4.2.Составить электрическую цепь по схеме, изображенной на рис. 1.

4.3. После проверки цепи преподавателем замкнуть ключ и, пользуясь реостатом, установить силу тока, соответствующую нескольким делениям шкалы амперметра. Снять показания вольтметра и амперметра.



  1. Опыт повторить 2—3 раза, изменяя сопротивление цепи при помощи реостата.

  2. Результаты измерений подставить в уравнение ε = U + Ir и, решая системы уравнений:

определить r, а затем ε.

4.6.Вычислить средние значения найденных величин rср, εср .

4.7. Соединить на короткое время вольтметр с источником электрической энергии, соблюдая полярность. Сравнить его показание с вычисленным по результатам опыта.

4.8. Определить абсолютную погрешность измерения, как среднее арифметическое абсолютных погрешностей трёх измерений.




4.9. Определить относительную погрешность методом среднего арифметического.


4.10. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу.

Таблица - определение Э.Д.С. и внутреннего сопротивления источника тока.



№ опыта

Сила тока в цепи I, А

Напряжение на внешней части цепи U, В

Внутреннее сопротивление r, Ом

ЭДС

ε, В


Среднее значение внутреннего сопротивления

r ср, Ом



Среднее ЭДС

ε ср, В



Относительная погрешность



Относительная погрешность


1

























2

























3


























5.Содержание отчета.

Отчёт должен содержать:

5.1.Название работы.

5.2.Цель работы.

5.3.Перечень необходимого оборудования.

5.4.Схема электрической цепи.

5.5.Формулы и расчёты искомых величин и их погрешностей.

5.6.Таблица с результатами измерений и вычислений.

5.7.Ответы на контрольные вопросы.

5.7.1.Какова физическая суть электрического сопротивления?

5.7.2.Какова роль источника тока в электрической цепи?

5.7.3.Каков физический смысл ЭДС? Дать определение вольту.

5.7.4.От чего зависит напряжение на зажимах источника тока?

5.7.5.Пользуясь результатами произведенных измерений, определить сопротивление внешней цепи.



5.8.Результаты опытов наблюдений проанализировать и сделать выводы.
ч. 1