Методические указания по проведению лабораторных работ по учебной дисциплине Физика

Скачать 0.73 Mb.

Название	Методические указания по проведению лабораторных работ по учебной дисциплине Физика
страница	5/9
Тип	Методические указания

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Методические указания

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Контрольные вопросы:

1. Что такое время оседлой жизни молекулы?

2. Как образуется молекулярное давление?

3. Почему поверхностный слой жидкости обладает излишком потенциальной энергии?

4. Физический смысл коэффициента поверхностного натяжения.

5. Смачивание и несмачивание.

6. Лапласовское давление.

7. Что такое мениск?

8. Почему при смачивании жидкость подымается по капилляру, а при не смачивании опускается ниже уровня жидкости?

9. Задача. Керосин по каплям вытекает их бюретки через отверстие диаметром 2, 0 мм, причем капли падают одна за другой с интервалом 1,0 с. За сколько времени вытечет 25 см³ керосина? (Коэффициент поверхностного натяжения керосина 0,024 Н/м)

Лабораторная работа №8 « Наблюдение электрических полей. Определение ёмкости плоского конденсатора».

Цель работы: По демонстрации опытов иметь представление об электрическом поле, принципах электростатической защиты; научиться измерять емкость плоского конденсатора с бумажным диэлектриком, уметь выполнять практические расчеты электроемкости конденсаторов.

Оборудование: Линейка, бумажный конденсатор, штангенциркуль, приборы по электростатике: электрометр, электрофорная машина, колесо Франклина, электрический «султан», кодоскоп.

Теория: Конденсатор — накопитель электрических зарядов. Плоский конденсатор представляет собой систему из двух металлических электродов — пластин (обкладок), расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. Между пластинами находится воздух или какой-либо другой изолятор (слюда, керамика, парафинированная бумага и т. д.).

Если конденсатор присоединить к источнику постоянного тока, то на его пластинах появятся равные по модулю и противоположные по знаку электрические заряды. Способность конденсатора накапливать электрический заряд определяется формулой

q=CU, где С — электрическая емкость конденсатора, или в краткой форме — емкость. Емкость плоского конденсатора зависит от площади пластин, расстояния между ними и типа изолирующего материала. Ее вычисляют по формуле

C=₀

,

Емкость сферического конденсатора вычисляют по формуле

где -диэлектрическая проницаемость среды между пластинами,

₀-электрическая постоянная ₀=8.85 10^-12

^, S — площадь пластины конденсатора, d — расстояние между пластинами конденсатора, r₁-радиус внутренней сферы, r₂-радиус внешней сферы.

Единица электрической емкости в системе СИ называется фарад:

Фарад =

, 1Ф=

На практике применяют дольные единицы электрической емкости:

1 мкФ (микрофарад) = 10⁻⁶ Ф,

1 нФ (нанофарад) = 10⁻⁹ Ф,

1 пФ (пикофарад) = 10⁻¹² Ф.

В маркировке конденсаторов указывают номинальную емкость, класс точности в % и максимальное рабочее напряжение. Номинальную емкость записывают с помощью двух или трех цифр. В десятичных дробях вместо запятой ставят буквы: р — для обозначения пикофарад, n — нанофарад, μ — микрофарад.

Соединение конденсаторов:

Последовательное соединение.

Рассмотрим (рис.1) батарею конденсаторов, соединенных последовательно. Заряды конденсаторов равны друг другу и заряду батареи, а напряжение батареи равно U=U₁+U₂+…+U_n. Запишем формулу (3) для каждого конденсатора и для батареи:

;

Параллельное соединение.

Рассмотрим батарею параллельно соединенных конденсаторов (рис.2). Напряжение на конденсаторах одинаково и равно напряжению батареи U=U₁=U₂=…=U_n, а заряд батареи равен q=q₁+q₂+…+q_n. Для каждого конденсатора запишем формулу (3):

;

…

Порядок выполнения работы:

1. С помощью линейки измерить площадь поверхности бумажного конденсатора.

2. С помощью микрометра определить значение толщины парафинированной бумаги.

3. По таблице определить величину диэлектрической проницаемости парафинированной бумаги .

4. Занести полученные значения в таблицу.

S (м²) площадь	d (м) толщина	 диэлектрическая проницаемость	C (Ф) электроемкость

Требование к отчету:

1. Цель работы

2. Оборудование

3. Теория

4. Таблица

5. выводы

6. Решение задач

5. Решить задачи:

Определите площадь пластин плоского конденсатора, если его электроёмкость 50мкФ, а расстояние между пластинами 2мм.
Площадь пластин конденсатора 18см² . Между пластинами находится изолятор с диэлектрической проницательностью 2,5. Напряжённость электрического поля 20Мв/м. Определите заряд конденсатора.
Два одинаковых конденсатора соединены последовательно. Напряжение в цепи 220В, а энергия конденсаторов 40Дж. Какова ёмкость каждого конденсатора?
Плотность энергии в плоском конденсаторе 0,25 Дж/м³. Расстояние между пластинами 0,8мм Напряжённость электрического поля между пластинами 200кВ/м. Найдите напряжение между пластинами?

Лабораторная работа №9 «Определение удельного сопротивления меди».

Цель работы:

Научиться собирать электрическую цепь, пользоваться измерительными приборами, определять цену деления приборов.
Научиться определять материал из которого сделан проводник.

Оборудование:

Выпрямитель.
Амперметр.
Вольтметр.
Реостат.
Выключатель.
Набор проводников ( на картонке).
Соединительные провода.
Линейка.

Схема соединения элементов цепи.

Краткая теория.

За удельное сопротивление принимается сопротивление проводника длиной 1м. с поперечным сечением 1 м² при определённой температуре ( 0⁰ С, 20 ⁰ С).

Удельное сопротивление находится из формулы сопротивления проводника

(1)

Сопротивление проводника находится по закону Ома

(2)

Площадь сечения проводника находим по формуле :

(3)

d- диаметр проводника.

Длина проводника равна

(4)

N- число витков.

L₁- длина одной стороны витка.

Формулы (2), (3), (4) подставим в формулу (1) и получим формулу для расчёта удельного сопротивления

(5)

Порядок выполнения работы:

Определить цену деления амперметра.
Определить цену деления вольтметра.
Собрать цепь по схеме рис.1.
После проверки цепи преподавателем включить цепь и движком реостата установить ток 0,3 – 0,5 А.
Записать показания приборов ( сначала в черновике).
Установить силу тока примерно 0,3 А, записать показания приборов.
Записать показания приборов при токе примерно 0,7 А.э
Измерить длину витка L₁.
Найти число витков.
Записать диаметр проводника.
По формуле (5) найти удельное сопротивление проводника.
Найти среднее значение ρ_ср ( для трех опытов).
Относительную ошибку вычисления ρ находим по формуле

У нас :

(Для школьных приборов k=0,04 )

Находим абсолютную ошибку измерений ρ

Записываем результат определения ρ

Результаты измерений и вычислений заносим в таблицу 1.

	I A	U B	L₁ м	N	d м	Омм*		ρ Омм*	_Ом*м
1
2
3
4

Табл.1

Требование к отчёту.

Название и цель работы.
Перечень оборудования.
Рисунок 1.
Заполненная таблица.
Формулы и основные расчёты.
Решение задач.
Литература.

Задачи.

№1. Определите массу железной проволоки площадью поперечного сечения 2 мм², взятой для изготовления реостата, рассчитанного на силу тока 1А при напряжении 6В.

№2. Какая должна быть общая длина и минимальная площадь поперечного сечения никелиновой проволоки, имеющий сопротивление 2 Ом на длине 1 м, чтобы в изготовленном из нее нагревательном приборе при включении в сеть напряжением 220 В сила тока не превышала 4 А?

№3. От чего зависит сопротивление проводника?

№4. Закон Ома на участке цепи?

№5. Что такое проводимость?

№6. Физический смысл удельного сопротивления?

№7.Что такое сверхпроводимость?

Лабораторная работа №10 «Исследование смешанного соединения проводников».

Цель работы: Экспериментально изучить характеристики смешанного соединения проводников.

Оборудование, средства измерения: 1) источник питания, 2) ключ, 3) реостат, 4) амперметр, 5) вольтметр, 6) соединительные провода, 7) три проволочных резистора сопротивлениями 1 Ом, 2 Ом и 4 Ом приведено на рисунке 1, а.

Резисторы R₂ и R₃ соединены между собой параллельно , поэтому сопротивление между точками 2 и 3

(1)

Кроме того, при параллельном соединении суммарная сила тока I₁, втекающего в узел 2, равна сумме сил токов, вытекающих из него.

I₁=I₂+I₃ . (2)

Учитывая, что сопротивления R₁ и эквивалентное сопротивление R₂₃ соединены последовательно (рис. 1, б), а общее сопротивление цепи между точками 1 и 3 ( рис. 1, в)

(3)

Электрическая цепь для изучения характеристик смешанного сопротивления проводников состоит из источника питания 1 ( рис. 2), к которому через ключ 2 подключены реостат 3, амперметр 4 и смешанное соединение трёх проволочных резисторов R_1, R₂ и R₃ . Вольтметром 5 измеряют напряжение между различными парами точек цепи. Схема электрической цепи приведена на рисунке 3. Последующие измерения силы тока и напряжения в электрической цепи позволяют проверить соотношения (1) – (4).

Измерение силы тока I, протекающего через резистор R₁_, и разности потенциалов на нем U₁₂ позволяет определить сопротивление R₁ и сравнить его с заданным значением.

(4)

Сопротивлением _, R₂₃ можно найти из закона Ома, измерив вольтметром разность потенциалов U₂₃:

(5)

Этот результат можно сравнить со значением R₂₃, полученным из формулы (1). Справедливость формулы (3) проверяется дополнительным измерением с помощью вольтметра напряжения U₁₃ (между точками 1 и 3).

Это измерение позволит также оценить сопротивление R₁₃ (между точками 1 и 3)

(6)

Экспериментальные значения сопротивлений , полученных формулам (4)-(6), должны удовлетворять соотношению (4) для данного смешанного соединения проводников.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Похожие:

	Методические указания по проведению лабораторных работ по дисциплине «Информатика» Методические указания по проведению лабораторных работ предназначены для студентов гоапоу «Липецкий металлургический колледж» технических...		Методические указания по проведению лабораторных работ по дисциплине «Информатика» Методические указания по проведению лабораторных работ предназначены для студентов гоапоу «Липецкий металлургический колледж» технических...
	Методические указания по проведению лабораторных/практических работ по учебной дисциплине ...		Методические указания к проведению лабораторных работ рпк «Политехник» Спецкурс по эксплуатации систем электроснабжения: Методические указания к проведению лабораторных работ / Сост. С. В. Хавроничев;...
	Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине... Методические указания по выполнению лабораторных работ рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Безопасность труда и инженерная...		Угловые измерения в геодезии методические указания к выполнению лабораторных... Занятия по изучению устройства теодолита, выполнению поверок и юстировок теодолита, а также по измерению горизонтальных и вертикальных...
	Методические указания по выполнению практических работ по учебной дисциплине Методические указания для выполнения практических работ разработаны на основе программы учебной дисциплины «Устранение и предупреждение...		Методические указания по проведению лабораторных работ Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании пцк по укрупненной группе 140000 Электроснабжение (нпо и спо)
	Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Сметное дело» ...		Методические указания для студентов по выполнению лабораторных и... Методические указания для студентов по выполнению лабораторных и практических работ
	Инструкция по подготовке и проведению огэ по предмету «Физика» Для... В качестве организаторов ппэ и специалистов по проведению инструктажа и обеспечению лабораторных работ привлекаются лица, прошедшие...		Методические указания по выполнению лабораторных работ Издательство Инженерная геодезия. Методические указания по выполнению лабораторных работ. Составители: Шешукова Л. В., Тютина Н. М., Клевцов Е....
	Методические указания по дисциплине пд. 02 Химия для выполнения лабораторных... Методические указания и задания к лабораторно-практическим занятиям для студентов специальности 35. 02. 05 Агрономия по дисциплине...		Методические указания к практическим работам по учебной дисциплине Методические указания к практическим работам по учебной дисциплине История отечественного государства и права для студентов спо специальности...
	Методические указания по выполнению практических и лабораторных работ... Методические указания предназначены для обучающихся по специальностям технического профиля 21. 02. 08 Прикладная геодезия		Методические указания по планированию, организации и проведению практических... Методические указания предназначены для планирования, организации и проведения практических работ по общепрофессиональной дисциплине...

Руководство, инструкция по применению