Ученики на Учителя.com


Конспект урока "Измерение сопротивления при помощи моста постоянного тока"

1
Измерение сопротивления при помощи моста постоянного тока
Некрасов Александр Григорьевич, учитель физики.
Ребченко Андрей Николаевич, учитель физики
Статья отнесена к разделу: Преподавание физики.
Цели урока: На основе виртуального эксперимента по измерениям тока и напряжения
определить сопротивление проводника.
Задачи урока:
Образовательная: На виртуальном опыте показать возможность одного из методов
определения неизвестного сопротивления на основе использования правил Кирхгофа.
Развивающая: Развивать внимание, умение творчески и логически анализировать
экспериментальные данные, собирать электрические цепи на моделях, измерять
электрические величины. Повышать интерес к физике путем выполнения лабораторной
работы расчета требуемых величин.
Воспитательная: Развивать самостоятельность, аккуратность и внимание при проведении
компьютерного эксперимента, чувство ответственности за полученные результаты.
Воспитание мировоззренческих понятий: познаваемость окружающего мира, явлений.
Форма урока: виртуальная лабораторная работа.
Теоретическое обоснование
Измерение сопротивлений при помощи моста постоянного тока является весьма
распространенным способом. Схема приведена на рисунке, на котором показано соединение
четырех сопротивлений 


в виде четырехугольника, одно из которых неизвестно. В
одной диагонали включен амперметр (гальванометр), к концам другой диагонали подключен
источник постоянного напряжения с ЭДС равной
Путем изменения
или отношения

для
любого значения
, можно добиться того, что
ток
в амперметре был равен нулю. Это будет
тогда, когда потенциал в точках и будет
одинаковым. Запишем второй закон Кирхгофа для
контура :
 
 

Положительный обход контура выбран по
часовой стрелке (ток
течет навстречу обходу
контура, поэтому берется со знаком минус). Если
, то
(1)
Аналогично для контура 
2
 
 
и если
 то
(2)
Применим первый закон Кирхгофа к узлам  при условии отсутствия тока через амперметр,
получим
Разделив почленно уравнения (1) и (2), получим
(3)
Из последнего уравнения (3) находим неизвестное сопротивление
(4)
Порядок выполнения работы
На рисунке представлен интерфейс
монтажного стола, на котором
можно собирать электрические
цепи.
1. Соберем цепь, схема
которой приведена на рисунке:
Отсюда берутся элементы цепи:
Здесь - источник постоянного тока.
ключ,
известные
сопротивления (при наведении на них
курсора появляются значения этих
сопротивлений),
переменное
сопротивление, с помощью которого
необходимо установить нулевой ток
через амперметр (уравновесить
мостик).
неизвестное
сопротивление, его необходимо
3
выбирать как показано на схеме внизу (например, нихром, длина 100 м, сечение
0,1 мм
2
, эти значения выбираются с помощью кнопки:
Параметры неизвестного сопротивления (а это провод определенной длины и сечения)
выбираются в открывшемся окошке после нажатия этой кнопки (см. рисунок справа, не
забывайте нажимать “Apply”):
2. После того, как «уравновесите мостик» по формуле (4) рассчитайте неизвестное
сопротивление. Значения известных сопротивлений и сопротивление реостата
снимите, подведя курсор к этим сопротивлениям.
3. Зная материал неизвестного сопротивления, длину и площадь поперечного сечения
теоретически рассчитайте сопротивление неизвестного резистора и сравните с
экспериментальным значением.
4. По формуле





рассчитайте расхождение между расчетным и экспериментальным значением.
Вопросы
1. Дайте определение понятия электрический ток. Каков физический смысл производной


2. Сформулируйте и запишите закон Ома для участка цепи и для замкнутой цепи.
3. Как формулируются законы Кирхгофа и как они применяются в данной работе.
Источники
Используемый источник:
1. http://elektronika.newmail.ru
Скачать материал

Физика - еще материалы к урокам: