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	7/9
Тип	Методические указания

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Методические указания

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Контрольные вопросы.

Что такое электролитическая диссоциация, электролиз?
Объясните, как происходит разложение воды электрическим током?
Как происходит рафинирование?
Сформулируйте первый закон Фарадея.
Гальваностегия.
Гальванопластика.
Что такое ЭДС поляризации?
Что такое емкость аккумулятора?

Лабораторная работа №13 «Изучение явлений электромагнетизма»

Цель работы:

Лучше усвоить материал по теме «Электромагнитная индукция»;
Знать условия появления Э.Д.С. индукции;
Понять от чего зависит величина Э. Д. С. Индукции;
Сформулировать закон (правило ) Ленца.

Оборудование:

Гальванометр; катушка без сердечника; соединительные провода; набор магнитов; перемычка; реостат; источник тока; ключ; лампочка на стойке; трансформатор с катушкой на 220 и 127 ; отвертка; два кольца на стойке с иглой.

Теория.

Магнитный поток для однородного магнитного поля находится по формуле ⁽¹⁾

нормаль к поверхности

угол между векторами

- проекция вектора

на нормаль.

Магнитный поток может меняться при изменении B, S и

.

Рис. 1

Явление электромагнитной индукции состоит в том, что в замкнутом контуре возникает Э.Д.С. при изменении магнитного потока, проходящего через поверхность, ограниченную этим контуром.

В этом случае Э.Д.С. называется Э.Д.С индукции (_i), а ток – индукционным током ( I_i).

Соберём электрическую цепь, показанную на рисунке 2.

Рис 2.

На опыте установим, в каких случаях в катушке «а» возникает _i и I _I;

При включении и выключении тока в катушке «b»
При удалении или внесении сердечника в катушки
При удалении катушки «b» из катушки «а»
При внесении катушки «b» в катушку «а»
При внесении и удалении постоянного магнита в катушку «а».

Во всех этих случаях ослабляется или усиливается магнитное поле в катушке «а», увеличивается или уменьшается индукция магнитного поля и магнитный поток в катушке «а».

Таким образом, условием появления Э.Д.С. индукции в катушке «а» является изменение магнитного потока, проходящего через площадь, охватываемую витками катушки «а».

Модуль _i находится по формуле:

₍₂₎

N - число витков катушки «а».

Ф- изменение магнитного потока.

t- время изменения магнитного потока.

- скорость изменения магнитного потока.

В нашем опыте при движении магнита изменяется магнитный поток катушки

рис 3.

При внесении магнита в катушку, индукция магнитного поля и магнитный поток в катушке увеличивается. У нас вектора

сонаправлены :

0⁰, cos

+1 Ф0. Из рисунка 3 видно, что B₂B₁ и Ф₂Ф₁, тогда изменение магнитного потока Ф0.

Рис 4

При удалении магнита из катушки индукция магнитного поля в катушке уменьшается , уменьшается поток Ф, проходящий через катушку. Ф₂Ф₁_. Ф= (Ф₂-Ф₁) 0

Рис 5 Рис 6

Опыт показывает, что при внесении магнита в катушку (при удалении магнита от катушки), в катушке возникает

_{индукции} , если к катушке подключён микроамперметр, то возникает индукционный ток, магнитное поле которого зависит от направления движения магнитного потока индукционного тока.

Если направление магнитного поля индукционного тока будет совпадать с направлением магнитного поля магнита, то такая Э.Д.С индукции считается положительной ( если B и B_i- сонаправлены, то _{индукции}0).

Если – же направление магнитного поля индукционного тока противоположно направлению магнитного поля магнита, то такая ЭДС индукции считается отрицательной ( если B и B_i- противоположны , то _{индукции}0).

На опыте можно установить, что при внесении магнита в проводящее кольцо (или замкнутую катушку) в нем возникает Э.Д.С индукции и индукционный ток, магнитное поле которого противоположно магнитному полю магнита.

Кольцо

Кольцо отталкивается от магнита . В этом случае Э.Д.С. индукции отрицательна (_{индукции}0) а изменение магнитного поля в (катушке) кольце положительно ( Ф0).

При удалении магнита из кольца возникающая в кольце Э.Д.С. индукции положительна , так как магнитное поле магнита и индукционного тока имеют одинаковое направление ( кольцо притягивается к магниту ) рис 7.

Кольцо

Зная направление магнитного поля индукционного тока , можно по правилу правой руки (можно правило буравчика с правой резьбой) найти направление индукционного тока.

Выполнение работы.

Подключите миллиамперметр к катушке.

При объяснении каждого опыта (опыт от №1 до №5) сделать рисунок, подобный рисунку указанному в пункте 1, на котором указать направление движения магнита, магнитные полюса катушки, отклонение стрелки прибора ( вправо или влево от нуля). Для каждого опыта указать правильный ответ на следующие вопросы:

Существует ли в катушке ЭДС индукции?

Существует ли индукционный ток в катушке ?
Как изменяется магнитный поток в катушке ( увеличивается, уменьшается, остается постоянным)?
Каков знак изменения магнитного потока?
Как направлено магнитное поле индукционного тока по отношению к магнитному полю магнита?
Каков знак Э.Д.С индукции?
Как пишется формула (2) с учетом знаков Ф и _i?

Опыты

1. Вносим магнит северным полюсом в катушку.
Рис 9.

2. Выносим магнитный момент из катушки.

3. Вносим магнит положительным полюсом в катушку .

4. Выносим магнит из катушки.

5. Магнит, внесённый в катушку покоится относительно катушки.

6. Сделать выводы из опытов ( №1-№5)

В каком случае возникает Э.Д.С. индукции в катушке?
В каком случае магнитное поле индукционного тока направлено навстречу магнитному полю магнита?
В каком случае магнитное поле индукционного тока и магнита сонапрвлены?
От чего зависит знак Э.Д.С индукции?

Результаты опытов (1 по 5) занести в таблицу.

Направление движения магнита	Как изменяется индукция B магнитного поля в катушке	Как изменяется магнитный поток Ф в катушке	Знак Ф	Направление магнитного поля индукционного тока	Знак _i	Связь (_i) и
К катушке
От катушки
Покоится относительно катушки

Теперь убедимся в справедливости формулы:

Проведем опыты:

Соединим два магнита одинаковыми полюсами и внесем в катушку. Запишем показания миллиамперметра. Сравним эти показания с показанием прибора, когда вносится один магнит с той же скоростью в катушку.
Соединим два магнита разными полюсами и внесем в катушку с прежней скоростью. Сравним показания прибора с показаниями в первом опыте. В опытах 1 и 2 изменение магнитного потока будет разным , а время изменения t магнитного потока примерно одинаковое.
Вносим магнит в катушку с разной скоростью. Запишем показания прибора. В этом случае, чем больше скорость, тем меньше время изменения t магнитного потока в катушке.
Свиваем катушку из 2 – 3 витков, внесем в неё магнит и запишем показания прибора.
От чего и как зависит _i?

Выводы:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Требование к отчету:

Цель работы
Оборудование
Порядок выполнения работы
Результаты и выводы

Контрольные вопросы:

1. Сформулируйте правило Ленца.

2. Как определить направление тока в кольце при приближении/удалении магнита.

3. Неподвижный виток, площадь которого 10 см², расположен перпендикулярно линиям индукции однородногого магнитного поля. Если магнитная индукция поля будет равномерно возрастать и в течение 0,01 с увеличится от 0,2 до 0,7 Тл, то чему равна ЭДС индукции возникающая в этом витке?

5. В чем заключается физический смысл явления самоиндукции?

6. Что такое индуктивность?

7. Почему нельзя отключать большой цех, в котором много работающих станков , одним рубильником?

8. В каких случаях возникает вихревое электрическое поле?

Лабораторная работа №14 «Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника»

Цель работы : Изучить параметры гармонического колебания с помощью математического маятника.

Оборудование: Штатив, стержень самодельный, проволока 1,5 м., грузики, секундомер, линейка, штангенциркуль.

Теория: Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити. Моделью может служить тяжелый шарик, размеры которого весьма малы по сравнению с длиной нити, на которой он подвешен ( не сравнимы с расстоянием от центра тяжести до точки подвеса). Ученые Галилей, Ньютон, Бессель и другие установили следующие законы колебания математического маятника:

Период колебания математического маятника не зависит от массы маятника и от амплитуды, если угол размаха не превышает 6⁰.
Период колебания математического маятника прямо пропорционален квадратному корню из длины маятника l и обратно пропорционален квадратному корню из ускорения свободного падения.

На основании этих законов можно написать формулу для периода колебаний:

, сек.

Порядок выполнения работы:

Поставить штатив на край стола, как показано на схеме установки.
Зажать нить маятника за свободный конец между двумя половинками разрезанной пополам пробки в держатели штатива.
Измерить при помощи штангенциркуля диаметр шарика, найти радиус шарика. Измерить при помощи линейки длину нити. Найти длину маятника (длина маятника считается от нижнего края пробки до центра тяжести шарика).
Отклонить шарик на небольшой угол (10⁰) и отпустить.
По секундомеру определить время t , за которое маятник совершил n полных колебаний.
Вычислить период полного колебания маятника

Вывести выражение для ускорения свободного падения из формулы математического маятника. Подставить в полученное для g выражение найденные значения длины l и периода T маятника, вычислить ускорение свободного падения.
Повторить опыт ещё два раза при разных длинах маятника.
Из всех найденных значений ускорения свободного падения вычислить среднее значение.

Результаты всех измерений и вычислений записать в таблицу:

№ опыта	Длина маятника l, м	Число полных колебаний n	Время полных колебаний t, сек.	Период полного колебания T, сек.	Ускорение свободного падения g, м/с²	Относительная погрешность δ, %
1.
2.
3.

Вычислить абсолютную и относительную погрешности, применяя способ оценки результатов измерений:

;

∆l=0,001 м; ∆T=0,01 сек;

;

∆g=δg_изм; g=g_изм±∆g

где g- действительное значение ускорения свободного падения, которое можно считать равным его табличному значению g_т.

g_т=981,56 см/сек².

Выводы:

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