Лабораторная работа № 4.
Измерение малых промежутков времени.
Цель: изучение правил пользования секундомером, метрономом; измерение промежутков времени.
Оборудование : секундомер, метроном, шарик на нити, сосуд с вязкой жидкостью.
Ход работы:
1.Изучить правила работы с секундомером и метрономом.
2. Определить период колебаний шарика с помощью обоих приборов, сравнить результаты.
3. Измерить время падения шарика в вязкой жидкости.
4. Найти зависимость времени падения шарика от его размеров и массы.
5. Записать результаты измерений с учетом погрешности приборов.
Лабораторная работа № 5.
Измерение конечной скорости падения шариков в вязкой жидкости.
Цель : определить конечную скорость равноускоренного движения шарика в вязкой жидкости; определить среднюю скорость падения шарика.
Оборудование: шарик, секундомер, линейка, сосуд с жидкостью.
Ход работы:
1.Определить по секундомеру время падения шарика.
2. Измерить высоту падения.
3. По формуле определить ускорение.
4. По формуле определить конечную скорость.
5. Определить среднюю скорость падения.
Для вычисления использовать формулы: H=at 2 / 2 s= v t v = a t
Лабораторная работа № 6.
Измерения площади .
Цель: измерить площади различных фигур разными способами.
Оборудование: линейка, плоские фигуры правильной и произвольной формы, весы с разновесами
Ход работы
1. Измерить параметры правильных геометрических фигур и по необходимым формулам вычислить их площади.
2. Разделить фигуру неправильной формы на квадратные см и по правилу палетки вычислить ее площадь
3. Измерить на весах массу фигуры неправильной формы, из нее вырезать квадрат и тоже взвесить. Определить площадь вырезанного квадрата. Сопоставляя массы и площади, определите площадь неправильной фигуры.
4.Зная вещество, из которого сделано тело, определите площадь любой фигуры.
Сделайте вывод о более точном способе измерении
Лабораторная работа №7.
Измерение объемов различных тел.
Цель : измерение объемов тел прямыми и косвенными методами.
Оборудование: линейка, микрометр, штангенциркуль, мензурка, сосуд с водой, динамометр, тела различных форм и размеров, весы.
Ход работы:
1.Измерте размеры тела, имеющего форму параллелепипеда, и найдите объем по формуле: v =abc
2. Объем этого же тела найдите с помощью мензурки.
3. Измерьте массу на весах и найдите объем по формуле:v =m/
4. Найдите микрометром диаметр проволоки и вычислите площадь сечения.
5. Измерьте длину и вычислите объем: v = s l
6. Кусокпластилина неправильной формы опустить в сосуд с водой, наполненный до краев. Вылившуюся воду перелить в мензурку и определить объем куска пластилина.
7.Найти массу объема всего куска пластилина, а потом массу небольшой его части.
8. По мензурке определить объем маленького куска.
9. Сравнить массы обоих кусков, их объемы отличаются во столько же раз. Определить объем большого куска.
10. Измерить вес куска пластилина в воздухе, а затем в воде.
11. Определить силу Архимеда, из формулы:
выразить объем и найти его.
Примечание: сравнить результаты измерений 1,2,3 и сделайте вывод о более точном способе измерения;
Сравнить результаты измерений 6,7,8,9,10,11 и сделайте вывод о более точном способе измерения.
Лабораторная работа №8.
Измерение массы различными способами.
Цель: измерить массу различных тел разными способами.
Оборудование: рычажные весы, динамометр, мензурка, сосуд с водой, тела разной массы, линейка, рычаг.
Ход работы:
1.Определить массу тела на весах.
2.Измерить вес этого тела на динамометре и по формуле: p=mg определить массу.
3.Мензуркой определить объем тела и по формуле: m= ρv вычислить массу.
4.На рычаг с разных сторон подвесить два тела: одно известной массы, а другое, массу которого надо найти. Измерить плечи и сравнить их. Найти массу тела. (Учитывая, что во сколько раз отличаются плечи, во столько же раз отличаются массы.)
5.Приведите вовзаимодействие два шара, измерьте расстояния откатывания.
Найдите их массы взвешиванием.Сопоставьте разницу расстояний откатывания шаров и разницу масс, используйте это для определения массы.
6.Определите массу тела через силу Архимеда.
7.Определить массу тела через соотношение площадей и объемов однородного тела.
Лабораторная работа № 9.
Определение плотности различных тел.
Цель : поиск способа выделить тела из исходного вещества
Оборудование : тела разной плотности, весы, мензурка, тела равной плотности, но разного объема
Ход работы:
Измерив массу и объем определить плотность вещества тела.
По таблице плотностей определить вещество.
Так проделать со всеми телами, результаты записать в таблицу. Выделить вещества с одинаковой плотностью. Построить график зависимости массы от объема.
Лабораторная работа №10 .
Изучение принципа работы различных термометров.
Цель : Изучение правил пользования и принципа работы различного типа термометров.
Оборудование : жидкостные термометры, термопары, терморезисторы, термисторы, омметр
Ход работы:
1. Измерение температуры воды разными термометрами.
2. Изучение зависимости сопротивления термопары от температуры.
3. Изучение терморезистора и снятие зависимости сопротивления от температуры.
4. Полученныерезультаты занесите в таблицу и постройте график.
5. Проградуируйте шкалу омметра на шкалу термометра.
6. Измерьте температуру воды жидкостным термометром и омметром-термометром.
7. Определите точность измерения каждого термометра.
Лабораторная работа № 11.
Определение удельной теплоемкости различных веществ.
Цель: определить удельную теплоемкость калориметрическим способом.
Оборудование: калориметры, тела из различных веществ, термометр, сосуды с водой разной температуры, весы, мензурка
Ход работы:
1. В калориметры налить горячую и холодную воду. В горячую воду опустить тело известной массы.
2. Через 3 минуты измерить температуру в обоих калориметрах, температура горячей воды равна температуре тела, опущенного в калориметр.
3.Тело из горячей воды переложить в холодную и проследить за температурой до остановки ее повышения.
4. Массу холодной воды, массу тела, температуру горячей воды, температуру холодной воды и температуру воды, установившуюся после опускания тела в холодную воду, записать в таблицу.
5. По формуле: Q=c m (t- t) определить количество теплоты, полученное холодной водой от тела. Оно равно количеству теплоты, отданному телом воде.
6. По той же формуле, но, подставляя данные для тела, определяем удельную теплоемкость тела. Пользуясь таблицей, определяем вещество тела.
5. Вычисленные значения заносим в таблицу.6. Так производим для нескольких те7 Записываемрезультаты с учетом погрешностей.
Лабораторная работа № 12.
Изучение правил пользования психрометром.
Цель: изучить устройство различных психрометров и их принцип работы.
Оборудование : разновидности психрометров, сосуд с водой комнатной температуры, лабораторный и комнатный термометры
Ход работы:
Изучить устройство и принцип работы разного вида психрометров.
Измерить относительную влажность разными приборами и сравнить показания.
Сделать вывод о степени влажности воздуха в классе
Лабораторная работа № 13.
Измерение амперметром и вольтметром.
Цель: изучить правила пользования амперметром и вольтметром, научиться рассчитывать и использовать шунт и добавочное сопротивление, проводники, потребители
Оборудование: амперметры и вольтметры, лабораторные и демонстрационные, омметр, авометр, микрометр, линейка, провод с маленьким сечением, медная гнущаяся пластина
Ход работы:
Изучить правила включения амперметра и вольтметра в электрическую цепь.
Собрать цепь и измерить силу тока и напряжение в цепи.
Изучить правила использования и расчета шунта и добавочного сопротивления.
R = R (U / U - 1) .
5. При изготовлении воспользоваться формулой: R =J L / S , где J- удельное сопротивление
6. При применении использовать законы соединений
7. Соблюдать правила техники безопасности.
Лабораторная работа № 14.
Измерение сопротивления омметром.
Цель: исследование сопротивления проводников с помощью омметра
Оборудование: омметр, авометр, термометр, термопара, магазин сопротивлений, сосуд с водой
Ход работы:
1. Измерить сопротивление проводников:
А. разной длины
Б. разной толщины
В. Из разных веществ
2. Выявить зависимость сопротивления от этих величин
3. Исследовать сопротивление термопары от температур
4. Собрать электрическую цепь и по закону Ома определить сопротивление проводника, а потом измерить его омметром. Определить погрешности в обоих способах измерения.
Лабораторная работа № 15.
Исследование соединения двух одинаковых источников тока.
Цель : определить электродвижущую силу и внутреннее сопротивление источников при последовательном и параллельном соединении
Оборудование: омметр, вольтметр, два одинаковых источника,
Ход работы:
Исследование последовательного соединения: измерить Э Д С каждого источника, затем измерить у обоих вместе; определить внутреннее сопротивление каждого источника, затем омметром внутреннее сопротивление обоих вместе.
Сравнитьполученные результаты с законами последовательного соединения проводников.
Исследование параллельного соединения (по тому же плану)
Сравнить результаты измерений с законами параллельного соединения
Лабораторная работа № 16.
Изготовление люксметра.
Цель: изготовить люксметр и измерить им освещенность
Оборудование: люксметр заводского изготовления, миллиамперметр, фоторезистор
Ход работы:
Соединить мА с фоторезистором.
Измерить силу фототока и освещенность в одном месте пространства, так проделать много раз в разных местах с разной освещенностью и занести результаты измерений в таблицу.
По полученным данным проградуировать мА в люксах (подклеить шкалу)
Измерить освещенность новым прибором люксметром- амперметром, сравнить его показания с показаниями люксметра.
Оценить погрешность изготовленного прибора.
Контрольно-измерительные материалы Приложение 2
Тест. Итоговый контроль
1.Меры длины: а) аршин, верста, пядь, см.
б) дюйм, фунт, метр, мм.
в) км, баррель, дм, аршин.
2.Меры в системе «СИ»: а) метр, литр, Ампер, кг.
б) см, Вольт, сек, г.
в) м, кг, м/с, с.
3.Инструментальная погрешность прибора:
а) Равна одному делению прибора.
б) Равна половине деления прибора.
в) Зависит от результатов измерения.
4. Цена деления прибора - это:
а) Значение одного деления прибора
б) Наибольшее значение, измеряемое прибором
в) Число делений на шкале
5.Цена деления равна: 0 . . . . . . . . . . . 1
а) 10 б) 1 в) 0,1
6. Абсолютная погрешность вычисляется по формуле:
а) / Х- Х ср / б)/ Х ср -Х / в) ∆ Х/Х ср
7. Относительная погрешность определяется:
а) ∆ Х/ Х б) / Х-Х ср / / в)∆Х/ Х ср
8. Величины, характеризующие движение:
а) путь, время, скорость
б) время, плотность, скорость
в) путь, время, спидометр
9. Прибор для измерения времени:
а) секундомер, ареометр, часы
б) метроном, секундомер, часы
в) часы, секундомер, тахеометр
10. 72 км/ч=?
а) 72000 м/с б) 20 м/с в) 15м/с
а) 5*10 - 2 м б) 0 ,005 м в) 5м
12.Площадь измеряется в:
а) м 2 , см 2 , га
б) дм 2 , км, а
в) мм 2 , мл, м 2
а) 2*10 -3 м б) 2*10 -2 м в) 2 м
14. 2мл = ?м 3
а) 0,000002м 3 б)0.002м 3 в)2м 3
15.Прибор для измерения объема:
а) ареометр б) манометр в) мензурка
16.Для вычисления плотности можно использовать приборы:
а) весы, мензурка, ареометр
б) манометр, динамометр, весы
в) мензурка, калориметр, часы
17. Между шкалами Цельсия и Кельвина связь выражается:
а) Т=273 - t б) Т= t + 273 в) Т=t - 273
18. 27 0 С=? К
а) 127 К б)300 К в) 0 К
19.Влажность измеряют:
а) гигрометром и психрометром
б) психрометром и термометром
в) термометром и гигрометром
20.К электроизмерительным приборам относятся:
а) амперметр, вольтметр, барометр
б) омметр, ваттметр, амперметр
в) спидометр, амперметр, вольтметр
21. Амперметр и вольтметр включаются:
а) оба последовательно б) оба параллельно в) амперметр последовательно, вольтметр параллельно
22.Шунт используется: а) в амперметрах б)в вольтметрах
в) в любом электроизмерительном приборе
23.Добавочное сопротивление соединяют:
а) параллельно б) без разницы в) последовательно
2 4. Электросчетчик измеряет:
б) силу тока в) работу тока а) мощность
25.1 кВт час= ? Дж
А. 3600000 Дж Б. 1000 Дж В. 36 00 Дж
26. Освещенность измеряется:
а) в люменах б) канделах в) люксах
Составить вопросы к кроссворду по теме:
Электрические явления
Угадай кроссворд по теме: Тепловые явления
Вопросы к кроссворду «Тепловые явления»
1.Величина равная количеству теплоты,необходимому для изменения
температуры на 1 градус.
2.Что в атмосфере создают водяные пары.
3.Энергия,передаваемая при теплопередаче.
4.Единица измерения количества теплоты.
5.Величина,измеряемая градусником.
6.Ученый, основатель шкалы абсолютных температур.
7.Процесс передачи теплоты от нагретого тела к холодному.
8.Результат теплообмена.
9.Вещество в градусниках.
10.Единица измерения температуры.
Перевод единиц измерения.
Старорусские меры:
3 фунта =? Г = ? КГ; 2 карата =? Г =? кг 1.5 аршина = ? см = ? м; 6 верст = ? м = ? км; 5 дюйм = ? см
Меры, характеризующие « механическое движение»:
м-мм - см –м – км; км –м –см – мм.
А – мк – мм;
Пс – км – м;
Сек – мин – час; час – мин – сек.
Км / час – м / с; м / с – км / час;
Измерение площади и объема:
мм 2 - см 2 – дм 2 – м 2 ; м 2 – дм 2 – см 2 - мм 2 ;
сотка – м 2 – га – км 2 ; га – а – м 2 ;
мм 3 – см 3 –мм 3 – м 3 ; м 3 – см 3 – мм 3 ;
мл – см 3 – м 3 ; л – мл – см 3 – м 3 ; баррель – л – м 3 ;
Измерение массы и плотности:
г – кг –ц – т; т – ц – кг – г – мг;
кг/м 3 – г /см 3 – кг/ м 3 ; г/м 3 – кг/м 3 – кг/см 3 – г/см 3 ;
Измерение температуры:
T 0 K – t 0 C; t 0 C - T 0 K
Измерение электрических величин:
МА – А – кА; В – кВ – МВ;
мОм-Ом-кОм-Мом;
кВт*час – Дж; кВт*час – МДж;
Приложение 3
Темы проектов для учащихся
1.Таблица физических величин.
2. Как измеряли древние.
3. История метрической системы мер.
4. Измерения в быту.
5. Старые русские меры.
6. Измерительные приборы.
7. Изготовление измерительного прибора.
8. Измерение в науке и технике.
9. Наблюдаю и исследую сам.
10. От гномона до атомных часов.
11. Мои достижения.
12. Тело человека и меры.
13. Приставки и множители
Приложение 4
План занятия
Автор презентации «Измерение объёма тел» Помаскин Юрий Иванович - учитель физики, Почетный работник общего образования. Презентация сделана как учебно-наглядное пособие к учебнику «Физика 7» автора А.В. Перышкина. Предназначена для демонстрации на уроках изучения нового материала Используемые источники: 1) А.В.Перышкин «Физика 7», Москва, Дрофа стр)Картинки из Интернета (
Измерение объёма тел Цель работы – научиться определять объём тела с помощью измерительного цилиндра (мензурки) Приборы и материалы: измерительный цилиндр (мензурка), тела неправильной формы небольшого объема, нитки мл
Указание к работе 1. Определите цену деления мензурки мл 5 делений ЦД = = 4 мл
Указания к работе 2. Налейте в мензурку столько воды, чтобы тело можно было полностью погрузить в воду и измерьте его объём мл Повторите измерения с другими телами 48 мл 68 мл
Указания к работе 3. Результаты измерений занесите в таблицу опыта Название тела Начальный объём воды V1, мл (см куб) Объём воды и тела V2, мл (см куб) Объем тела V = V1 – V2, мл (см куб) 1Цилиндр Гайка … Доп.
Указания к работе 5. Результаты измерений занесите в таблицу опыта Название тела Начальный объём воды V1, мл (см куб) Объём воды и тела V2, мл (см куб) Объем тела V = V1 – V2, мл (см куб) 1Цилиндр Гайка … Доп.Камешек 52
1.Теоретическая часть.
Существует несколько способов измерения углов. Наиболее простой способ - совмещение нулей лимба и алидады или «от нуля». В этом случае нуль алидады совмещают с нулём лимба. Алидаду закрепляют, оставляя не закреплённым лимб. Трубу наводят на визирную цель и закрепляют лимб. После этого алидаду открепляют, наводят трубу на другую визирную цель и закрепляют алидаду. Отсчёт на лимбе даст значение измеренного угла. Отсчёты по лимбу производят дважды.
Этот способ прост, но недостаточно точен, поэтому чаще применяют способ приёмов. В этом случае совмещение трубы с первой визирной целью производят при произвольно отсчёте по лимбу.
Измерение угла при одном положении круга называют полуприёмом . Как правило работу по измерению угла на точке оканчивают полным приёмом – измерением при правом (КП) и левом (КЛ) положениях вертикального круга. Результаты измерений записывают в полевой журнал.
В вертикальной плоскости теодолитам измеряют углы наклона и зенитные расстояния.
Углы наклона принято различать положительные и отрицательные. Положительный угол образуется разностью между направлением на предмет, располагаемый выше уровня горизонтальной оси вращения трубы, и направлением, соответствующим горизонтальному направлению визирной оси. Отрицательный угол образуется между горизонтальным положением визирной оси трубы и направлением на точку, располагаемую ниже горизонтальной оси вращения трубы.
При измерении вертикальных углов исходным (основным) направлением является горизонтальное. Отсчеты ведут по шкалам, нанесённым на вертикальный круг теодолита.
У теодолитов типа Т30 начальный индекс, относительно которого производят отсчета по вертикальному кругу, приводится в горизонтальное положение уровнем при вертикальном круге. Уровень скреплён с алидадой так, что его ось установлена параллельно коллимационной плоскости зрительной трубы.
Для вычисления значения углов наклона определяют место нуля. Место нуля М0 – это отсчет по вертикальному кругу, соответствующий горизонтальному положению визирной оси и положению уровня при алидаде вертикального круга в нуль – пункте.
МО определяет так: устанавливают теодолит, приводят его в рабочее положение, находят хорошо видимую точку и наводят её на нее трубу при круге «лево» (КЛ). При наличие уровня при вертикальном круге приводят его пузырёк в нуль – пункт и берут отсчёт по вертикальному кругу. Трубу переводят через зенит, теодолит поворачивают на 180º и вновь, уже при круге «право» (КП) наводят крест сетки нитей на туже точку и берут второй отсчёт по вертикальному кругу. При работе с теодолитом 2Т30 МО вычисляют по формуле: МО = (КЛ+КП)/2.
Горизонтальный угол ВАС на местности измеряют так. В вершине измеряемого угла устанавливают теодолит. Головку штатива располагают примерно над знаком, а ее верхнюю площадку приводят в горизонтальное положение. Наконечники ножек вдавливают в грунт.
Теодолит центрируют над точкой А и по уровню на алидаде горизонтального круга приводят с помощью подъемных винтов ось вращения теодолита в вертикальное положение. На точках В и С , фиксирующих их направления, между которыми измеряется угол, устанавливают визирные цели: марки, вехи, шпильки и т. п.
Сетку нитей трубы устанавливают в соответствии со зрением наблюдателя. Для этого трубу наводят на светлый фон (небо, белую стену) и, вращая окулярное кольцо, в поле зрения трубы добиваются о изображения сетки нитей
Глядя поверх трубы, совмещают крест визира с визирной целью (визирная цель должна появиться в поле зрения трубы). После попадания в поле зрения трубы визирной цели фиксируют направление, зажимая закрепительные винты алидады и трубы. Вращением фокусирующей кремальеры добиваются резкого изображения визирной цели. Наводящими винтами алидады и трубы совмещают центр сетки с изображением визирной цели.
Существуют несколько способов измерения углов. Наиболее простой способ - совмещение нулей лимба и алидады «от нуля». В этом случае нуль алидады совмещают с нулем лимба. Алидаду закрепляют оставляя не закрепленным лимб. Трубу наводят на визирную цель и закрепляют лимб. После этого алидаду открепляют, наводят трубу на другую визирную цель и закрепляют алидаду. Отсчет на лимбе даст значение искомого угла. Как правило отсчеты по лимбу производят дважды. Описанный способ прост, но недостаточно точен, поэтому чаще применяют способ приемов. В этом случае совмещение трубы с первой визирной целью производят при произвольном отсчете по лимбу.
Измерение угла при одном положении круга называют полуприемом. Как правило работу по измерению угла на точке оканчивают полным приемом - измерением при правом (КП) и левом (КЛ) положении вертикального круга. Более точных результатов можно достичь, если измерения выполнять несколькими приемами.
2. Задания.
Провести измерение горизонтальных углов на местности, выбрав не менее 14-16 характерных точек. Записи проводить в журнале (см.табл.4.1).
Таблица 4.1.
Дата_______ Погода__________t o =___
Наблюдатель________________ Теодолит___________
Цель работы:
научиться определять объём тела с помощью измерительного цилиндра.
Приборы и материалы:
измерительный цилиндр (мензурка), тела неправильной формы небольшого объёма (гайки, фарфоровые ролики, кусочки металла и др.), нитки.
Ход работы.
- Определите цену деления мензурки.
ПРИМЕР:
Тренировочные задание и вопросы
При погружении в мензурки тела уровень воды в мензурке
повышается, так как увеличивается объем воды на величину, равную объему тела.
1.Определите по рисунку
уровень воды:
до погружения _________;
после погружения _______;
Объем тела _______.
2.Какую физическую величину
измеряют с помощью мензурки?
___________________________________
3.В каких единицах измеряется?
____________________________________
4. Переведите:
1 м 3 =___________ см 3
1 см 3 =___________ м 3
100см 3 =___________ м 3
0.5 м 3 =___________ см 3
5000см 3 =___________ м 3
0,01 м 3 =___________ см 3
Примечание: 1мл=1 см 3
Ход работы.
5. Налейте в мензурку столько воды, чтобы тело можно было полностью погрузить в воду, и измерьте её объём.
6. Опустите тело, объём которого надо измерить, в воду, удерживая его за нитку, и снова измерьте объём жидкости.
7 . Вычислите разность объёмов, что и будет составлять объём тела.
8. Проделайте опыты, описанные в пунктах 2 и 3, с некоторыми другими имеющимися у вас телами.
9. Определите объем тел правильной формы.
1. Определите цену деления мензурки.
Ход работы:
5. Налейте в мензурку столько воды,
чтобы тело можно было полностью
погрузить в воду, и измерьте ее объем V 1.
6. Опустите тело в воду, удерживая его за
нить, и снова измерьте объем жидкости V 2.
7 . Вычислите разность объёмов, что и будет составлять объём тела.
8 . Проделайте опыты с другими телами.
9. Определите объем тел правильной формы.
Ход работы.
5. Результаты измерений запишите в таблицу
№ опыта
Название тела
Цилиндр (пример)
Начальный объём жидкости в мензурке V 1 , см 3
Объём жидкости и тела V 2 см 3
Объём тела V , см 3
V=V 2 - V 1
Пластина
V =а· b ·с ( объём равен произведению длины на ширину и высоту)
Вывод:
я научился пользоваться рычажными весами и с их помощью измерять массу различных тел.
Домашнее задание
§19, 20
Упражнение №6 (1, 2, 3)
Дополнительное задание
Если тело неправильной формы не входит в мензурку, то его объём можно определить с помощью отливного сосуда. Перед измерением сосуд наполняют водой до отверстия отливной трубки. При погружении в него тела часть воды, равная объёму тела, выливается. Измерив мензуркой её объём, определяют объём погруженного в жидкость тела.
Цель работы: ознакомление с методами измерений электрических сопротивлений.
Приборы и принадлежности: выпрямитель УНИП-7А, вольтметр АМВ на 75 В, миллиамперметр Д566 на 50 – 100 мА, магазин сопротивлений Р-33, реохорд, гальванометр М265М, катушка, двойной ключ, авометр АВО-63.
Литература: , § 2.1, 2.2, 2.4; , § 14-18; , § 5.2-5.4; , § 59, 64-66; , § 31, 34-36; , § 41-48; , § 96-98, 101.
Введение
Известно, что измерить сопротивление R некоторого элемента электрической цепи можно с помощью амперметра и вольтметра, используя электрическую цепь, показанную, например, на рис. 1.
Рис. 1 Рис. 2
Если
показания амперметра равны I
,
а вольтметра U
,
то сопротивление исследуемого участка
цепи можно оценить по формуле
Эта оценка будет близка к истине, если
сопротивление вольтметра является
бесконечно большим; в таком случае
регистрируемый амперметром ток не
ответвляется на вольтметр. В реальных
условиях это не выполняется. Можно
построить другую схему, в которой
показания амперметра соответствуют
току, текущему через исследуемый элемент
цепи (рис. 2). Однако в этом случае показания
вольтметра не соответствуют напряжению
на резисторе, поскольку любой амперметр
обладает конечным сопротивлением и
часть измеренного напряжения приходится
на него. Таким образом, при использовании
рассматриваемого метода необходимо
учитывать значения внутренних
сопротивлений электроизмерительных
приборов (они, как правило, указаны на
шкалах приборов) и вводить соответствующие
поправки в результаты измерений силы
тока и напряжения на исследуемом участке
цепи.
Более точные результаты измерений сопротивления дает метод сравнения, основанный на использовании так называемого мостика Уитстона. Мост Уитстона состоит из реохорда АС, гальванометра G и двух резисторов: с известным сопротивлением R 0 и неизвестным R (рис. 3).
Реохорд – однородная и калиброванная проволока, вдоль которой может перемещаться скользящий контакт D . Контакт D делит сопротивление реохорда на части r 1 и r 2 .
Легко видеть, что потенциалы в точках B и D имеют промежуточное значение между потенциалами точек А и C . Перемещая контакт D , можно найти такую точку на реохорде, потенциал которой равен потенциалу точки B . В этом случае ток через гальванометр протекать не будет. Говорят, что мост в этом случае сбалансирован, или уравновешен. В сбалансированном мостике ток в точках B и D не разветвляется, и, следовательно, в ветвях AB и BC сила тока будет одинаковой. Обозначим ее I 1 . Одинаковыми будут и токи, протекающие в ветвях AD и DC (I 2 ).
Запишем второе правило Кирхгофа для контура А BD А , учитывая, что ЭДС в этом контуре отсутствует:
(1)
Аналогичное уравнение для контура BCDB имеет вид
(2)
Эти уравнения можно переписать так:
и
(3)
Разделим левые и правые части уравнений (3) друг на друга:
(4)
Отсюда
.
Примем далее во внимание, что
сопротивления участков реохорда
пропорциональны их длинам:
С учетом этого окончательно получим:
(5)
Здесь l 1 и l 2 – длины участков реохорда AD и DC соответственно.
Таким образом, добившись баланса моста и измерив l 1 и l 2 , можно по формуле (5) определить неизвестное сопротивление R . Можно показать, что ошибка измерения сопротивления будет наименьшей, если при балансировке моста движок стоит на середине реохорда.