Изучение закона Ома для участка цепи

I = U/R, R = U/I

Цель работы

Исследовать, как сила тока в участке цепи зависит от напряжения на его концах, и определить сопротивление каждого из трёх резисторов.

Теоретические сведения

Закон Ома для участка цепи

Для проводника с постоянным сопротивлением сила тока прямо пропорциональна напряжению на его концах и обратно пропорциональна сопротивлению:

I = \frac{U}{R}

$I$ — сила тока (А);
$U$ — напряжение на участке (В);
$R$ — сопротивление участка (Ом).

Сопротивление характеризует, какое напряжение необходимо для создания заданной силы тока.

Проверка пропорциональности

При изменении напряжения на одном резисторе отношение напряжения к силе тока сохраняется:

R = \frac{U}{I}

График $I (U)$ представляет собой прямую через начало координат. Её наклон равен $1/ R$ : чем больше сопротивление, тем меньше ток при том же напряжении. Для вычисления отношения выбирают ненулевой ток.

Условия измерения

Амперметр включают последовательно с резистором, вольтметр — параллельно ему. В модели приборы и источник идеальные, сопротивлением соединительных проводов пренебрегают. Сопротивление резистора внутри серии постоянно; для нагревающейся лампы такая линейная зависимость в общем случае не выполняется.

Подготавливаем формулы…

Порядок работы

В списке «Резистор» выберите «Резистор 1». Рассмотрите шкалы приборов и определите цену деления амперметра и вольтметра.
Ползунком «Напряжение источника» установите напряжение $U = 2 В$ . Нажмите «Измерить», чтобы записать показания приборов в таблицу.
Увеличивая напряжение источника, проведите ещё не менее четырёх измерений, не превышая напряжение $12 В$ .
Повторите измерения пунктов 2–3 для «Резистора 2» и «Резистора 3».
Постройте график зависимости силы тока $I$ от напряжения $U$ и нанесите точки всех трёх серий. Проверьте, лежат ли точки каждой серии вблизи одной прямой, проходящей через начало координат.
Для каждого опыта вычислите отношение $R_{i} = \frac{U _{i}}{I _{i}}$ и сравните полученные значения внутри каждой серии. По результатам определите сопротивление каждого резистора.
Сформулируйте вывод о зависимости силы тока от напряжения на концах участка и от того, какой резистор включён в цепь.

Подготавливаем формулы…

Эксперимент

Таблица измерений

Записей: 0

Результаты измерений эксперимента
№	U, В	I, А	t, с	E, Дж	№	№	№	№	№	l, м	S, мм²	№	Действия

Пока нет измерений

Нажмите «Измерить» в эксперименте.

График

Ось XОсь Y₁Ось Y₂Вид графика

График появится после измерений

Ответ

Выберите резистор 1 и напряжение 4 В. Измерьте силу тока и найдите сопротивление по показаниям приборов. Ответ в омах до целых.

Вопрос для размышления

Почему при неизменной температуре изменение напряжения меняет ток, но не сопротивление этого резистора?