Порядок выполнения работы.
1. Определите с помощью штангенциркули или микрометра диаметр проволоки по всей длине в 12 точках. Результаты измерений занесите в таблицу 1.
Таблица 1
d1 |
d2 |
d3 |
d4 |
d5 |
d6 |
d7 |
d8 |
d9 |
d10 |
d11 |
d12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По результатам измерений определите средний диаметр проволоки:
. (15)
Рис. 2.
По методу Стьюдента определите величину погрешности измерения диаметра проволоки :
; (16)
, (17)
где - коэффициент Стьюдента. Для 12 измерений его величина равна 2,2 при доверительной вероятности равной 0,95.
2. Для схем рис.1-1 и рис. 1-2 (для переключения схем используется кнопка на передней панели установки) определите экспериментальную зависимость сопротивления проводника Rl от его длины l. Измерения проведите для 12 значений длины проводника, начиная с l = 0,1 м через 0,03 м. Результаты измерений занесите в таблицу 2.
Таблица 2
№ п/п |
l, м |
I, А |
схема 1 |
схема 2 |
схема 1 Rl = U1/I - RА, Ом |
схема 2 R2 = Rl = = U2/I, Ом |
схема 1 , Ом·м |
схема 2 , Ом·м |
|
U1, В |
U2, В |
R1 = =U1/I |
Rl |
||||||
1. |
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
….. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Для каждой длины рассчитайте сопротивление по формуле (3). По этим данным постройте экспериментальные зависимости R(l).
Для схемы рис. 1-1 экстраполируйте полученную зависимость до пересечения с осью ординат, проведя её через l1 = lмин и l2 = lмакс. Полученное значение представляет значение внутреннего сопротивления амперметра RA. Используя найденное значение внутреннего сопротивления амперметра RА, рассчитайте сопротивление Rl проводника, длиной l:
Rl = R - RA = (U/I) - RA, (18)
и соответствующее значение по формуле (11). Из полученных значений рассчитайте среднее значение
. (19)
Относительная погрешность можно оценить по формуле:
. (20)
Для погрешностей U, I, d справедливо все написанное выше. Погрешность l рассчитывается как половина цены деления прибора [4]. Значение величины π известно с большой точностью, значит относительная ошибка, Δπ/π может быть сделана практически как угодно малой.
Рассчитайте по формуле (20), определите величину = и запишите в окончательном виде:
1 = ± . (21)
Аналогично для таблицы 2 рассчитайте для схемы рис. 1-2 по формуле (13), рассчитайте среднее значение по формуле (19). Рассчитайте по формуле (20), определите величину = и запишите в окончательном виде:
2 = ± . (22)
По полученным результатам определите материал, из которого изготовлена проволока.