Вопросы и задания для контроля

Лабораторная работа 2.5 « Электропроводность металлов и ее зависимость от температуры»

Теоретические основы

Основные понятия, определения и формулы

1. Электропроводность вещества – величина, обратная его сопротивлению; ее размерность – сименс (См).

2. Удельная электропроводность вещества – величина, обратная его удельному сопротивлению; ее размерность – Ом^-1∙м^-1 или

3. Температурный коэффициент сопротивления численно равен относительному изменению сопротивления проводника или удельного сопротивления вещества из которого сделан проводник, при изменении температуры проводника (вещества) на 1 : . Единица измерения температурного коэффициента сопротивления – К^-1.

Цель работы — экспериментально изучить зависимость сопротивления заданного металла от температуры и определить температурный коэффициент сопротивления этого металла.

Вопросы для допуска к лабораторной работе

1. Какими носителями электрического заряда создается ток в металлах?

2. Почему металлы обладают электросопротивлением?

3. В каких единицах измеряют электросопротивление в системе СИ?

4. В каких единицах измеряют электропроводность в системе СИ?

5. Что называется удельной электропроводностью?

6. Запишите выражение для закона Ома в дифференциальной форме?

Методика и порядок измерений

Линейную зависимость сопротивления металлического проводника от температуры можно представить выражением , где и — сопротивление проводника при температурах соответственно и

, — температурный коэффициент сопротивления металла. Если при температуре сопротивление проводника , а при температуре его сопротивление , то и .

Таким образом, измерив сопротивление проводника при двух различных температурах, можно определить его температурный коэффициент сопротивления.

Измерения

Электрическая схема, общий вид лабораторной установки и порядок выполнения работы показаны в дополнении к работе, находящемся на рабочем месте. Учитывая дополнение, проделайте следующее.

1. Измерьте сопротивление металлического проводника при его нагревании от 20 до 80 через каждые 10 . Результаты измерений занесите в таблицу.

2. Измерьте сопротивление того же проводника при его остывании от 80 до 20 через каждые 10 . Результаты измерений занесите в таблицу.

3. Рассчитайте среднее значение сопротивления при каждой температуре.

Таблица

, Ом

нагревание

остывание

_ср, Ом

4. По средним значениям сопротивления вычислите 3 значения температурного коэффициента сопротивления . Температуры и выбирайте так, чтобы .

Расчет температурного коэффициента сопротивления
	, Ом	, Ом	, К^-1	, К^-1



Среднее

5. Определите среднее значение α, среднюю абсолютную и относительную погрешности.

6. По экспериментальным данным постройте график зависимости R_ср (t).

7. Запишите найденное значение в виде: . Сформулируйте вывод по работе.

Вопросы и задания для контроля

I уровень

1. Опишите эксперименты, результаты которых послужили основой классической теории электропроводности металлов.

2. Назовите основные положения классической теории электропроводности металлов.

3. Назовите достоинства классической электропроводности металлов.

4. Назовите недостатки классической электропроводности металлов.

5. В каких движениях участвуют свободные электроны в проводнике при наличии в нем электрического поля?

6. Запишите математическое выражение для величины плотности тока в металлах.

7. Сформулируйте определение и запишите выражение для температурного коэффициента сопротивления металлов.

II уровень

8. Запишите формулу, по которой можно рассчитать среднюю скорость теплового движения электронов в металлах; оцените ее.

9. Коэффициент пропорциональности между какими физическими величинами называется коэффициентом подвижности электронов?

10. Каков физический смысл коэффициента подвижности электронов?

11. Согласуется ли полученная Вами экспериментальная зависимость R(t) c такой же зависимостью, вытекающей из классической теории электропроводности металлов?

12. Оцените время, необходимое электрону для прохождения пути от аккумулятора автомобиля до стартера (пусковой электродвигатель). Аккумулятор соединен со стартером медным проводом сечением 0,2 см² и длиной 0,85 м. Пусковой ток 300 А. Концентрация свободных электронов в меди 8,5·10²⁸ м^‑3.

13. Исходя из представлений классической теории электропроводности металлов, получите математическое выражение для закона Ома однородного участка цепи в дифференциальной форме.

Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 146; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!