11. Закончив работу, разберите цепь
и наведите порядок на рабочем
месте.
Приборы
и материалы: источник питания, спирали-резисторы
(2 шт.), амперметр и вольтметр, реостат,
ключ, соединительные провода.
- Внимательно
рассмотрите, что обозначено на панели
вольтметра и амперметра. Определите пределы
измерений, цену делений. По таблице найдите
инструментальные погрешности этих приборов.
Данные запишите в тетрадь.
- Соберите
цепь, состоящую из источника питания,
ключа, двух спиралей, реостата, амперметра,
соединенных последовательно. Движок
реостата находиться примерно посередине.
- Начертите
схему собранной вами цепи и покажите
на ней, куда подключается вольтметр при
измерении напряжения на каждой спирали
и на двух спиралях вместе.
- После проверки
преподавателем замкните цепь.
- Измерьте
силу тока в цепи I, напряжения U1,
U2 на концах каждой спирали и напряжение
U1,2 на участке цепи, состоящем из
двух спиралей.
- Измерьте
напряжение на реостате Uр. и на полюсах
источника тока U. Данные занесите в таблицу
(опыт №1):
|
№1 |
№2 |
Сила
тока I, А |
|
|
Напряжение
U1, В |
|
|
Напряжение
U2, В |
|
|
Напряжение
U1,2 В |
|
|
Напряжение
Uр., В |
|
|
Напряжение
U, В |
|
|
Сопротивление
R1, Ом |
|
|
Сопротивление
R2, Ом |
|
|
Сопротивление
R1,2, Ом |
|
|
Сопротивление
Rр., Ом |
|
|
- С помощью
реостата измените сопротивление цепи
и вновь повторите измерения,
записывая результаты в таблицу
(опыт №2).
- Вычислите
сумму напряжений U1+U2 на обеих
спиралях и сравните с напряжением U1,2.
Сделайте вывод.
- Вычислите
сумму напряжений U1,2 + Uр. И
сравните с напряжением U. Сделайте вывод.
- По данным
каждого отдельного измерения вычислите
сопротивления R1, R2, R1,2
и Rр.. Сделайте выводы.
- Выполните
оценку погрешностей прямых и косвенных
измерений.
Цель
работы: осуществить проверку законов
параллельного соединения резисторов
(для токов и сопротивлений).Вспомните
и запишите эти законы.
Приборы
и материалы: источник питания, спирали-резисторы
(2 шт.), амперметр и вольтметр, ключ, соединительные
провода.
- Внимательно
рассмотрите, что обозначено на панели
вольтметра и амперметра. Определите пределы
измерений, цену делений. По таблице найдите
инструментальные погрешности этих приборов.
Данные запишите в тетрадь.
- Соберите
цепь, состоящую из источника питания,
ключа, амперметра и двух спиралей,
соединенных параллельно.
- Начертите
схему собранной вами цепи и покажите
на ней, куда подключается вольтметр при
измерении напряжения на полюсах источника
тока и на двух спиралях вместе, а также
как надо подключать амперметр для измерения
силы тока в каждом из резисторов.
- После проверки
преподавателем замкните цепь.
- Измерьте
силу тока в цепи I, напряжения U на полюсах
источника тока и напряжение U1,2
на участке цепи, состоящем из двух спиралей.
- Измерьте
силы тока I1 и I2 в каждой спирали.
Данные занесите в таблицу:
|
|
Сила
тока I, А |
|
Сила
тока I1, А |
|
Сила
тока I2, А |
|
Напряжение
U1,2 В |
|
Напряжение
U, В |
|
Сопротивление
R1, Ом |
|
Сопротивление
R2, Ом |
|
Сопротивление
R1,2, Ом |
|
Проводимость
γ1,2, Ом -1 |
|
Проводимость
γ1, Ом -1 |
|
Проводимость
γ2, Ом -1 |
|
- Рассчитайте
сопротивления R1 и R2,
а также проводимости γ1и γ2,
каждой спирали, сопротивление R и проводимость
γ1,2 участка двух параллельно соединенных
спиралей. (Проводимостью называется величина
обратная сопротивлению: γ=1/ R Ом -1).
- Вычислите
сумму токов I1+I2 на обеих спиралях
и сравните с силой тока I. Сделайте вывод.
- Вычислите
сумму проводимостей γ1+ γ2
и сравните с проводимостью γ. Сделайте
вывод.
- Выполните
оценку погрешностей прямых и косвенных
измерений.
Лабораторная
работа №11
Определение
мощности и коэффициента
полезного действия
электронагревателя.
Цель
работы: рассчитать полную мощность
и коэффициент полезного действия лабораторного
электронагревателя.
Приборы
и материалы:
часы, лабораторный
источник питания, электронагреватель
лабораторный, амперметр, вольтметр,
ключ, соединительные провода, калориметр,
термометр, весы, мензурка, сосуд с водой.
Указания
к работе:
- Взвесить
внутренний стакан калориметра.
- Налить в
калориметр 150-180 мл воды и опустить в него
спираль электронагревателя. Вода должна
полностью покрывать спираль. Рассчитайте
массу налитой в калориметр воды.
- Собрать
электрическую цепь, состоящую из источника
питания, ключа, электронагревателя (находится
в калориметре) и амперметра, соединенных
последовательно. Подключите вольтметр
для измерения напряжения на электронагревателе.
Изобразите принципиальную схему этой
цепи.
- Измерьте
начальную температуру воды в калориметре.
- После проверки
цепи преподавателем замкните ее, заметив
момент времени ее включения.
- Измерьте
силу тока, проходящего через нагреватель,
и напряжение на его зажимах.
- Рассчитайте
мощность, выделяемую электронагревателем.
- Через 15 –
20 минут после начала нагревания (заметьте
этот момент времени) вновь измерьте температуру
воды в калориметре. Нельзя при этом
касаться термометром спирали электронагревателя.
Выключите цепь.
- Рассчитайте
Qполезное - количество теплоты,
полученное водой и калориметром.
- Рассчитайте
Qполное, - количество теплоты, выделенное
электронагревателем за измеренный промежуток
времени.
- Вычислите
КПД лабораторной электронагревательной
установки.
Лабораторная
работа №12
Исследование
магнитного поля катушки
с током. Сборка электромагнита
и испытание его
действия.
Цель
работы: 1. исследовать магнитное поле
катушки с током с помощью магнитной стрелки,
определить магнитные полюса этой катушки;
2. собрать электромагнит из готовых деталей
и на опыте проверить его магнитное действие.
Приборы
и материалы: источник питания лабораторный,
реостат, ключ, ампеметр,соединительные
провода, компас, детали для сборки электромагнита,
различные металлические предметы (гвоздики,
монеты, кнопки и т.п.).
Указания
к работе:
- Составьте
электрическую цепь из источника питания,
катушки, реостата и ключа, соединив все
последовательно. Замкните цепь и с помощью
компаса определите магнитные полюсы
у катушки. Выполните схематический рисунок
опыта, указав на нем электрические и магнитные
полюсы катушки, и изобразив вид ее магнитных
линий.
- Отодвиньте
компас вдоль оси катушки на такое расстояние,
на котором действие магнитного поля катушки
на стрелку компаса незначительно. Вставьте
стальной сердечник в катушку и пронаблюдайте
действие электромагнита на стрелку. Сделайте
вывод.
- Изменяйте
с помощью реостата силу тока в цепи и
наблюдайте действие электромагнита на
стрелку. Сделайте вывод.
- Соберите
дугообразный магнит из готовых деталей.
Катушки магнита соедините между собой
последовательно так, чтобы на их свободных
концах получились разноименные магнитные
полюсы. Проверьте полюсы с помощью компаса.
Определите с помощью компаса, где расположен
северный, а где - южный полюс магнита.
- Используя
полученный электромагнит, определите,
какие из предложенных вам тел притягиваются
к нему, а какие – нет. Результат запишите
в тетрадь.
- В отчете
перечислите известные вам применения
электромагнитов.
- Сделайте
вывод из проделанной работы.
Лабораторная
работа №13
Определение
показателя преломления
стекла
Цель
работы:
Определить показатель
преломления стеклянной пластины, имеющей
форму трапеции.
Приборы
и материалы:
Стеклянная пластинка
с плоскопараллельными гранями,
имеющая форму трапеции, 4 швейные
булавки, транспортир, угольник, карандаш,
лист бумаги, подкладка из пенопласта.
Указания
к работе:
- Положите
лист бумаги на пенопластовую подкладку.
- На лист бумаги
положите плоскопараллельную стеклянную
пластинку и обведите ее контуры карандашом.
- Приподнимите
пенопластовую подкладку и, не сдвигая
пластину, воткните булавки 1 и 2 в лист
бумаги. При этом надо смотреть на булавки
сквозь стекло и втыкать булавку 2 так,
чтобы за ней не была видна булавка 1.
- Перемещайте
булавку 3 до тех пор, пока она не окажется
на одной прямой с мнимыми изображениями
булавок 1 и 2 в стеклянной пластине (см.
рис.а)).
- Проведите
прямую через точки 1 и 2.Проведите прямую
через точку 3, параллельную прямой 12 (рис.б)).Соедините
точки О1 и О2 (рис. в)).
6. Проведите
перпендикуляр к границе раздела
воздух-стекло в точке О1.
Укажите угол падения α и угол преломления
γ
- С помощью
калькулятора или с помощью таблиц Брадиса
найдите sina
и sing.
Определите показатель преломления стекла
nст.-воз. относительно воздуха, считая
абсолютный показатель преломления воздуха
nвоз.@ 1.
- Можно определить
nст.-воз. и другим способом, используя
рис г). Для этого необходимо продолжить
перпендикуляр к границе раздела воздух-стекло
как можно дальше вниз и отметить на нем
произвольную точку А. Затем пунктирными
линиями продолжить падающий и преломленный
лучи.
- Опустите
из точки А перпендикуляры на эти продолжения
– АВ и АС.ÐАО1С
= a, ÐАО1В
= g.
Треугольники АО1В и АО1С прямоугольные
и имеют одинаковую гипотенузу О1А.
- sina
=
sing
=
nст. =
- Таким образом,
измерив АС и АВ, можно рассчитать относительный
показатель преломления стекла.
- Оцените
погрешность произведенных измерений.