Решение: Исследование закона Ома
Используя источник тока, вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода и резистор, обозначенный $R_2$, соберите экспериментальную установку для исследования зависимости силы электрического тока в резисторе от напряжения на его концах. Абсолютную погрешность измерения силы тока примите равной $\pm 0{,}02$ А, напряжения — $\pm 0{,}1$ В.
Установите с помощью реостата поочерёдно силу тока в цепи, равную $0{,}3$ А, $0{,}4$ А и $0{,}5$ А, и измерьте в каждом случае значение электрического напряжения на концах резистора. Представьте результаты измерений силы тока и напряжения с учётом абсолютной погрешности для трёх случаев в виде таблицы или графика. Сформулируйте вывод о зависимости силы электрического тока в резисторе от напряжения на его концах.
Решение по шагам
4 шагаАмперметр необходимо включить последовательно с резистором $R_2$, поскольку через него должен проходить тот же ток, что и через резистор. Вольтметр подключают параллельно резистору $R_2$, чтобы измерять напряжение на его концах.
Изменяя сопротивление реостата, устанавливают три значения силы тока: $0{,}30\pm0{,}02$ А, $0{,}40\pm0{,}02$ А и $0{,}50\pm0{,}02$ А. Для каждого значения фиксируют показание вольтметра с абсолютной погрешностью $\pm0{,}1$ В.
$$I = \dfrac{U}{R}$$Например, при сопротивлении резистора около $10$ Ом можно получить согласующиеся с законом Ома результаты: $U_1=3{,}0\pm0{,}1$ В, $U_2=4{,}0\pm0{,}1$ В, $U_3=5{,}0\pm0{,}1$ В.
$$R \approx \dfrac{U}{I} \approx 10\ \text{Ом}$$При увеличении напряжения на концах резистора сила тока также увеличивается примерно пропорционально напряжению; отношение $U/I$ остаётся приблизительно постоянным.
$$U \sim I$$Сила тока в резисторе возрастает с увеличением напряжения на его концах; для постоянного сопротивления эта зависимость является прямо пропорциональной.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Включают вольтметр последовательно с резистором.
Включают амперметр параллельно резистору.
Не указывают абсолютные погрешности измерений.
Приводят три значения силы тока, но не приводят соответствующие значения напряжения.
Формулируют вывод только о возрастании тока, не указывая его прямую пропорциональность напряжению.