новая папка 1 / 271406
.pdf( ),B , считая, что изм, а U .
9 Изобразите полученный доверительный интервал на числовой оси. Проверьте, входит ли вычисленное в п.4 значение электродвижущей силы 1
в это интервал.
10 Используя данные таблицы 1, нанесите экспериментально полу-
ченные точки на график 1I f (R) , выбрав подходящий масштаб на осях 1I и
R .
11 Относительная инструментальная погрешность амперметра равна: для предела измерения 200 mA- 0,015; для предела измерения 20 mA – 0,008. Вычислите абсолютную инструментальную погрешность амперметра для двух пределов измерений по формуле: I = xв, где xв - верхний предел измерения прибора.
12 Укажите границы погрешностей около экспериментальных точек, обратив внимание на то, что при значениях силы тока I > 20mA и I 20 mA абсолютные инструментальные погрешности различны. Для этого к каждой экспериментальной точке на графике отложите по вертикали вверх и вниз отрезки, равные абсолютной инструментальной погрешности амперметра I .
13 Экспериментальные точки с учетом их погрешностей образуют некоторую область. Через эту область проведите две прямые, не противоречащие экспериментальным данным: с максимальным и минимальным наклоном.
14 Используя полученные графики 1I = f ( R ), определите: 2 значения для внутреннего сопротивления источника rmin и rmax :2 значения электро-
движущей силы min и max .
21
15 По формулам r |
rmin rmax |
и |
|
min max |
определите средние |
|
2 |
||||
2 |
|
|
|
значения внутреннего сопротивления и электродвижущей силы источника. 16 Определите, входят ли полученные средние значения r и в до-
верительный интервал прямого измерения электродвижущей силы источника
тока |
( |
|
), B . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
17 Заполните таблицу 2. Для этого используйте: формулу (13) для |
||||||||||||||||||||
|
|
полной мощности источника в виде P I |
|
|
|
2 |
|
|
|||||||||||||
расчета |
|
|
1 |
; формулу (14) в |
|||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
R r1 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
виде |
P |
|
|
|
R для расчета мощности на нагрузке; формулу (16) для |
||||||||||||||||
|
R r |
||||||||||||||||||||
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
расчета КПД источника в виде |
Pн |
|
R |
. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
R r |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 - Зависимость мощности и КПД источника |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
от внешнего сопротивления (от нагрузки) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Внешнее |
сопро- |
Мощность |
ис- |
|
Мощность, |
|
|
|
|
КПД источ- |
|||||||||||
тивление R,Ом |
|
точника P,Вт |
|
|
|
выделяемая |
|
|
на |
ника ,% |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нагрузке, Pн,Вт |
|
|
||||||
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
250 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
350 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
450 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
700 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22
18 Постройте графики зависимости: P f (R) ; Pн f (R) ; f (R) . Для построения графиков используйте (по выбору): миллиметровую бумагу; программу Microsoft Excel или другие компьютерные программы.
19 Проанализируйте полученные кривые, то есть выявите закономерности изменения полной мощности источника P , мощности, развиваемой во внешней цепи Pн и КПД источника при изменении внешней нагрузки R .
20 Сформулируйте и запишите общие выводы по проделанной работе.
Контрольные вопросы
1 Используя теорему о циркуляции вектора E и рисунок 1, объясните, почему для поддержания постоянного тока необходимы сторонние силы, действующие либо на отдельных участках цепи, либо на всей цепи? Какую природу имеют сторонние силы?
2На основе понятий «поле сторонних сил» и «напряженность поля сторонних сил» и, используя формулы (2)-(5), объясните, что такое «э.д.с. источника»?
3Объясните, опираясь на рекомендованные учебники (или учебные
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
пособия), как из закона Ома для плотности тока в виде |
j |
|
|
Eкул Ecтор |
||||||||||
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
dl |
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
можно получить соотношение I |
s |
Eкулdl |
Ecторdl ? |
|
|
|
|
|
||||||
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2 |
|
dl |
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
4 На основе соотношения I |
s |
Eкулdl |
Ecторdl , получите закон |
|||||||||||
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
Ома для замкнутой цепи.
23
5 Опираясь на закон Ома для замкнутой цепи ( I |
|
) и рекомендо- |
|
R r |
|||
|
|
ванные учебники (или учебные пособия), объясните, как можно приблизительно измерить э.д.с. источника.
6 Используя рисунок 3, объясните, как зависит напряжение на клеммах источника от нагрузки R.
7 Используя формулы (13) – (16) и рисунок 4, объясните, как зависят полная мощность источника P и мощность, выделяемая во внешней части цепи Pн , от силы тока нагрузки I .
8 По рисункам (5), (6) и (7) объясните, как возникает э.д.с. в гальваническом элементе.
9 Объясните, как на основе закона Ома для замкнутой цепи ( IR Ir ) можно 2 способами определить внутреннее сопротивление и э.д.с. источника тока.
24
Список использованных источников
1Иродов, И.Е. Электромагнетизм. Основные законы. [Текст] / И.Е. Иродов. – М.: Лаборатория базовых знаний, 2006. - 320с.
2Савельев, И.В. Курс общей физики: В 3т. Т2. Электричество и магнетизм, колебания и волны, волновая оптика: учебное пособие. [Текст] /
И.В.Савельев. – М. Лань,2008, - 496 с. - ISBN 9785811406319.
3Матвеев, А.Н. Электричество и магнетизм: учеб. пособие. [Текст] /А.Н. Матвеев. – М.: Высш. Школа, 1983. – 463с.
4Яворский, Б.М. Справочник по физике. [Текст] /Б.М. Яворский. А.А. Детлаф, А.К. Лебедев. – М.:ООО «Издательство Оникс»: «Издательство «Мир и Образование»», 2008. – 1056с.
5Бурсиан, Э.В. Физические приборы: учеб пособие для студентов физ.-мат. фак.пед.ин-ов. [Текст] / Э.В. Бурсиан. – М.: Просвещение, 1984. – 271с.
25