5. От чего зависит напряжение на зажимах источника тока?
6. Пользуясь результатами произведенных измерений, определить напряжение на внешней цепи.
Лабораторная работа №5
Определение удельного сопротивления проводника
Цель работы: измерить удельное сопротивление проводника и по табличным данным установить (ориентировочно) материал, из которого он изготовлен.
Оснащение работы:
Оборудование: источник тока, амперметр, вольтметр, реостат, реохорд, микрометр, ключ, соединительные провода.
Литература: , Граковский . Учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования/ Под общ. Ред. , - М., ФОРУМ: ИНФРА-М., 2004, §.9.4-9.5, с. 228-232
Ход работы:
1. Собрать цепь по схеме, изображенной на рис.3.
А В
Рис.3
2. Измерить диаметр проволоки
3. Определить площадь поперечного сечения
4. Ввести в цепь реостат и отрегулировать им ток таким образом, чтобы при полной длине проволоки ток в цепи не превышал 0,5 А. Разомкнуть цепь.
5. Ввести в цепь, перемещая, ползунок исследуемую наибольшую длину.
6. Включить ток. Определить величину тока и напряжения на концах проводника. Выключить ток.
7. Опыт повторить, изменяя длину. Снять показания амперметра и вольтметра.
8. Вычислить сопротивление проволоки по формуле при различных длинах
R=U/I.
9. Вычислить удельное сопротивление.
10. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.
№ опыта | D, м | S, м2 | L, м | I, A | U, B | R, Ом | r, Ом*м | rср, Ом*м | Dr, Ом*м | Δ, % |
Контрольные вопросы:
1. Почему удельное сопротивление проводника зависит от рода материала?
2. Зависит ли удельное сопротивление от температуры?
3. Удельное сопротивление Фехраля 1.1·10-6 Ом х м. Что это значит?
4. Как изменится напряжение на участке электрической цепи, если медную проволоку на этом участке заменить никелевой?
5. Назвать известные вам методы определения сопротивления резистора?
6. Как электронная теория электропроводности металлов объясняет природу электрического сопротивления?
Лабораторная работа №6
Исследование зависимости мощности, потребляемой лампой накаливания, от напряжения на ее зажимах
Цель работы: исследовать зависимости мощности, потребляемой лампой от напряжения и сопротивления проводника от температуры
Оснащение работы:
Оборудование: электрическая лампа, источник постоянного напряжения, реостат ползунковый, амперметр, вольтметр, омметр, ключ, соединительные провода.
Литература: , Граковский . Учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования / Под общ. Ред. , - М., ФОРУМ: ИНФРА-М., 2004, §.9.2-9.3, с. 236-240
Ход работы:
1. Определить цену деления шкалы измерительных приборов;
2. Омметром измерить сопротивление нити лампы при комнатной температуре;
3. Составить электрическую цепь по схеме на рисунке 4, соблюдая полярность приборов;
Рис.4
4. После проверки схемы преподавателем, цепь замкнуть. С помощью реостата установить наименьшее значение. Снять показания измерительных приборов.
5. Постепенно перемещая, ползунок реостата, снять 8-10 раз показания амперметра и вольтметра.
6. Для каждого значения напряжения определить мощность
P=I·U,
потребляемую лампой, сопротивление
R=U/I
нити накала и температуру ее накала.
T=(R-R0)/R0·L
7. Учитывая небольшую погрешность, сопротивление лампы при комнатной температуре принять за R0. Значения L-температурного коэффициента сопротивления вольфрама взять из таблицы.
8. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу.
9. Построить график зависимости мощности, потребляемой лампой, от напряжения на ее зажимах. По оси ординат откладывать мощность в ваттах, на оси абсцисс – напряжение. Сделать вывод.
10. Построить график зависимости сопротивления от температуры.
№ опыта | Напряжение на зажимах. лампы U, В | Сила тока в лампе I, А | Сопротивление нити накала лампы R, Ом | Мощность, потребл. лампой Р, Вт | Температура накала Т, К |
1 | |||||
2 | |||||
3 |
Контрольные вопросы:
1. Как определить мощность тока с помощью амперметра и вольтметра?
2. Чем спираль стоваттной лампы накаливания отличается от спирали?
3. Можно ли по яркости свечения электрической лампы судить о количестве теплоты, выделяемой в нити лампы при нагревании электрическим током?
4. Как зависит количество теплоты, выделяемой в нити лампы, от силы тока?
5. Какие превращения энергии происходит в замкнутой электрической цепи?
6. На всех ли участках цепи ток совершает работу?
Лабораторная работа № 7
Изучение последовательного и параллельного соединения проводников
Цель работы: изучить законы последовательного и параллельного соединения проводников.
Оснащение работы:
Оборудование: источник постоянного напряжения, два проволочных резистора, амперметр, вольтметр, реостат
Литература: , Граковский . Учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования / Под общ. Ред. , - М., ФОРУМ: ИНФРА-М., 2004, Глава9, с 219-240
Ход работы:
I. Изучения последовательного соединения резисторов
1. Соберите цепь для изучения последовательного соединения резисторов; для регулирования силы тока в цепи можно использовать реостат. Вольтметр и амперметр при проведении измерений поочередно подключают к нужным точкам цепи.
2. Измерьте силу тока и напряжения;
3. Результаты измерений занесите в таблицу (таблицу составьте сами по образцу предыдущих работ)
4. Проверьте выполнение законов соединения и сделайте вывод.
II. Изучение параллельного соединения резисторов.
1.Соберите цепь для изучения параллельного соединения резисторов;
2. Вольтметр и амперметр при проведении измерений поочередно подключают к нужным точкам цепи.
3. Измерьте токи и напряжение;
4. Результаты измерений занесите в таблицу (таблицу составьте сами по образцу предыдущих работ)
5. Проверьте выполнение законов соединения и сделайте вывод.
Контрольные вопросы:
1. Какие сопротивления можно получить, имея три резистора по 6 кОм?
2. Сопротивление одного из последовательно включенных проводников в п раз больше сопротивления другого. Во сколько раз изменится сила тока в цепи (напряжение постоянно), если эти проводники включить параллельно?
3. Какую гидродинамическую аналогию можно использовать для моделирования последовательного и параллельного соединения проводников?
4. Как зависит мощность, выделяемая в проводниках с током, от типа их соединения?
5. Как соединены потребители электроэнергии в квартирах? Почему?
6. Как соединены лампочки в елочной гирлянде?
Лабораторная работа № 8
Изучение электрических свойств полупроводников
Цель работы: на опыте убедиться в односторонней проводимости диода и графически представить вольтамперную характеристику диода.
Оснащение работы:
Оборудование: источник электрического питания, амперметр, диод, реостат, соединительные провода, ключ, вольтметр, лампочка на подставке.
Литература: , Граковский . Учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования / Под общ. Ред. , - М., ФОРУМ: ИНФРА-М., 2004, §10.4-10.5, с.249-255
Ход работы:
I. Проверка односторонней проводимости диода.
1. Собрать цепь по схеме, изображенной на рисунке 5.
Рис.5
2. Диод включить по схеме в прямом направлении. Замкнуть цепь, отметить показания амперметра.
3. Диод включить в обратном направлении. Замкнуть цепь, отметить показания амперметра.
4. По результатам наблюдений сделать вывод.
II. Снятие вольтамперной характеристики диода.
1. Диод включить в прямом направлении. Замкнуть цепь, установить наименьшее значение напряжения. Снять показания приборов.
2. Перемещая постепенно движок реостата, снять 4-5 раз показания приборов.
3. По результатам измерений построить вольтамперную характеристику диода.
Контрольные вопросы:
1. В чем различие проводимости проводников и полупроводников?
2. Нарисуйте схему вакуумного диода и объясните принцип его работы.
3. В чем состоит основное свойство диода?
4. Как объяснить уменьшение удельной проводимости полупроводника при уменьшении температуры?
5. По вольтамперной характеристике диода определить чему равно внутреннее сопротивление диода при включении в прямом и обратном направлениях.
Unp=0,3(B)
Uo6p= -400 (В)
Лабораторная работа № 9
Сборка и изучение принципа действия аккумулятора
Цель работы: собрать модель аккумулятора, произвести его зарядку и разрядку, понять происходящие при этом процессы.
Оснащение работы:
Оборудование: комплект по электролизу, лампочка на подставке, провода соединительные, электролит: раствор поваренной соли (в 100 г воды растворяют 2—3 г соли) или 30%-ный раствор серной кислоты.
Литература: , Граковский . Учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования / Под общ. Ред. , - М., ФОРУМ: ИНФРА-М., 2004, § 10.7-10.8, с. 258-260
Ход работы:
1. При наличии раствора кислоты модель аккумулятора собирают из двух свинцовых электродов, установленных в кювете. При отсутствии кислоты модель собирают из двух угольных электродов, установленных в кювете, в которую наливают примерно до половины раствор поваренной соли.
2. Соберите электрическую цепь по схеме на рисунке 6 и наблюдайте в течение 2—3 мин интенсивное выделение пузырьков газа на электродах: на катоде выделяется водород, а на аноде — хлор. Газы частично поглощаются угольными электродами. В результате между ними возникает напряжение,
Рис.6
обратное приложенному.
3. Понаблюдайте за изменением силы зарядного тока, а при отключенном источнике тока измерьте напряжение на электродах модели аккумулятора.
4. Далее к зажимам аккумулятора подключите лампочку и наблюдайте за увеличением и уменьшением яркости горения лампы, т. е. за разрядкой аккумулятора.
5. Соберите модель свинцового аккумулятора, зарядите его в течение 3—4 мин и следите при этом за изменением цвета электродов.
Контрольные вопросы:
1. Какие вещества называются электролитами?
2. Какое физическое явление называют электролитической диссоциацией?
3. Какое явление называется электролизом?
4. Расскажите о явлениях, происходящих при прохождении электрического тока через: а) хлорида меди; б) соляной кислоты; в) медного купороса.
5. Сформулируйте закон Фарадея. Запишите объединенный закон Фарадея.
6. Каково отличие гальванического элемента (батарейки) от аккумулятора?
Лабораторная работа №10
Изучение явления электромагнитной индукции
Цель работы: изучить условия возникновения индукционного тока, ЭДС индукции.
Оснащение работы:
Оборудование: гальванометр (миллиамперметр), источник питания, две катушки с сердечником, ключ, соединительные провода
Литература: , Граковский . Учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования / Под общ. Ред. , - М., ФОРУМ: ИНФРА-М., 2004, §12.1-12.4, с 300-314
Ход работы:
I. Получение индукционного тока и определение его направления.
1. Соединить катушку с гальванометром и вдвигая и выдвигая магнит из катушки, следить за отклонением стрелки гальванометра. Объяснить, почему стрелка откланяется в разные стороны. Проверить правило Ленца для разных полюсов магнита. Сделать зарисовки с указанием индукционного тока в катушке.
2. Присоединить вторую катушку к источнику питания и поместить над ней первую так, чтобы оси совпали. Замыкая и размыкая цепь при помощи ключа, следить за отклонением стрелки гальванометра. Проверить правило Ленца при замыкании и размыкании цепи.
Действие экспериментатора | Результат опыта |
1. Введите в катушку I северный полюс магнита | |
2. Удалите из катушки северный полюс магнита | |
3. Введите в катушку I южный полюс магнита | |
4. Удалите из катушки северный полюс магнита | |
5. Введите в катушку I северный полюс магнита и т. д. |
II. Исследование зависимости силы индукционного тока от скорости изменения магнитного потока.
1. Подключить катушку к зажимам миллиамперметра.
2. Вдвигая и выдвигая дугообразный магнит из катушки с разной скоростью, замечать для каждого случая максимальную силу индукционного тока.
3. Подключить вторую катушку к источнику тока, снова поместить над ней первую и, изменяя силу тока во второй катушке при помощи реостата с различной скоростью, замечать максимальную силу индукционного тока.
4. Результаты наблюдений и измерений занесите в таблицу.
Действие экспериментатора | Результат опыта |
1. Увеличьте силу тока в катушке II | |
2. Уменьшите силу тока в катушке II с помощью реостата | |
3. Резко замкните электрическую цепь катушки I | |
4. Резко разомкните электрическую цепь катушки I |
Контрольные вопросы:
1. Дать определение явления электромагнитной индукции?
2. Как читается правило Ленца? Как пользоваться правилом Ленца?
3. В чем отличие силы Ампера от силы Лоренца?
4. Сформулируйте правило буравчика для витка с током.
5. Совершает или не совершает силы Лоренца работу при движении заряда в магнитном поле и почему?
6. На чем основано действие электродвигателей и ряда электроизмерительных приборов.
Лабораторная работа №11
Изучение устройства и работы трансформатора
Цель работы: смоделировать трансформатор и определить коэффициент трансформации
Оснащение работы:
Оборудование: трансформатор, вольтметр переменного тока, амперметр, соединительные провода, источник электрической энергии.
Литература: , Граковский . Учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования / Под общ. Ред. , - М., ФОРУМ: ИНФРА-М., 2004, § 14.7, с 362-364
Ход работы:
1. Составить электрическую цепь по схеме, изображенной на рисунке 7.
Рис.7
2. Измерить первичное и вторичное напряжение
3. Определить коэффициент трансформации и сделать вывод
4. Составить электрическую цепь по схеме, изображенной на рисунке 8.
Рис.8
5. Снять показания амперметра
6. Определить ток в первичной цепи
7. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу:
U1,B | U2,B | к | I 1, A | I 2, A |
Контрольные вопросы:
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
