Цель работы: установить на опыте зависимость силы тока от напряжения и сопротивления.
Краткая теория. Электрический ток - упорядоченное движение заряженных частиц
Количественной мерой электрического тока служит сила тока I
Сила тока - – скалярная физическая величина, равная отношению заряда q, переносимого через поперечное сечение проводника за интервал времени t, к этому интервалу времени:
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
U12 = φ1 – φ2
U – напряжение
A – работа тока
q – электрический заряд
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.
S – площадь поперечного сечения проводника
l – длина проводника
ρ – удельное сопротивление проводника
В СИ единицей электрического сопротивления проводников служит ом [Ом].
Графическая зависимость силы тока I от напряжения U - вольт-амперная характеристика.
Закон Ома для однородного участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.
Оборудование: амперметр лабораторный, вольтметр лабораторный, источник питания, набор из трёх резисторов сопротивлениями 1 Ом, 2 Ом, 4 Ом, реостат, ключ замыкания тока, соединительные провода.
Теоретическая часть:
Выписать:
А) Основные законы (определения) и формулы.
В) Начертить схему электрической цепи (карандашом и линейкой).
Практическая часть:
1. Соберите электрическую цепь из источника тока, амперметра, реостата, проволочного резистора сопротивлением 2 Ом и ключа.
2. Параллельно проволочному резистору присоедините вольтметр (см. схему).
3. Проведите опыт номер 1 «Исследование зависимости силы тока от напряжения на данном участке цепи»:
а) Включите ток.
б) 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 таблицу.
4. По данным опытов постройте график зависимости силы тока от напряжения. Сделайте вывод.
5. Проведите опыт номер 2 «Исследование зависимости силы тока от сопротивления участка цепи при постоянном напряжении на его концах»:
а) Включите в цепь по той же схеме проволочный резистор сначала сопротивлением 1 Ом, затем 2 Ом и 4 Ом.
б) 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 таблицу.
6. По данным опытов постройте график зависимости силы тока от сопротивления. Сделайте вывод.
7. Ответьте на контрольные вопросы.
Вывод:
1.Проверить выполнение цели работы.
2.Что узнал нового?
3.Какие практические умения приобрёл?
4. Проведите анализ о проделанной работе, используя результаты измерений
Контрольные вопросы:
1. Что такое электрический ток?
2. Дайте определение силы тока. Как обозначается? По какой формуле находится? Какова единица измерения силы тока?
3. Каким прибором измеряется сила тока? Как он включается в электрическую цепь?
4. Дайте определение напряжения. Как обозначается? По какой формуле находится? ова единица измерения напряжения?
5. Каким прибором измеряется напряжение? Как он включается в электрическую цепь?
6. Дайте определение сопротивления. Как обозначается? По какой формуле находится? Какова единица измерения сопротивления?
7. Сформулируйте закон Ома для участка цепи.
Лабораторная работа №5