Лабораторія методики навчання фізики

Шкільні лабораторні роботи

Кл

 

Слов’янськ 2010

·

Зміст

 

1. Вимірювання сили струму за допомогою амперметра.

2. Вимірювання електричної напруги за допомогою вольтметра.

3. Визначення питомого опору провідника за допомогою амперметра і вольтметра.

4. Визначення залежності електричного опору від довжини провідника і площі поперечного перерізу, матеріалу провідника.

5. Дослідження послідовного

6. і паралельного з'єднання провідників.

7. Визначення ККД нагрівника

8. Визначення питомої теплоємності речовини.

 

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1

Вимірювання сили струму за допомогою амперметра

Мета роботи: навчитися складати електричне коло; виміряти силу струму за допомогою амперметра; переконатися в тому, що на всіх послідовно з'єднаних ділянках кола сила струму однакова.

Обладнання:

№	Назва приладу	кількість	малюнок
1)	Джерело постійного струму
2)	Амперметр 43121 -У
3)	Комутаційна панель
4)	Модуль - електрична лампочка 3,5 В
5)	Модуль - резистор на 10 Ом
6)	Модуль - вимикач
7)	З'єднувальні провідники
8)	Модуль - амперметр
9)	Модуль - джерело постійного струму
10)	Модуль - з'єднувальний елемент, прямий
11)	Модуль - з'єднувальний елемент, кутовий

Теоретичні відомості

Силу струму у електричному колі вимірюють безпосередньо за допомогою амперметра.

Амперметр у електричне коло завжди вмикають послідовно з тим приладом, силу струму якого вимірюють. Для цього до клеми „+" слід приєднати провідник від позитивно зарядженого полюса джерела струму, що також позначається знаком “+”.

Примітка

Заборонено приєднувати амперметр безпосередньо до джерела струму без послідовно увімкнених з ним споживачів.

Якщо амперметр увімкнути в різні точки електричного кола, що складається тільки з послідовно з'єднаних елементів, він буде показувати однакову силу струму. Це пояснюється тим, що в замкненому колі, за відсутності відгалужень провідників, через будь-який поперечний переріз провідника за одиницю часу переноситься однаковий заряд.

 

Установка

Примітка

 

У колі з'являється струм лише за умови замкнутого кола. Порядок розташування компонентів у колі та полярність елементу живлення на це не впливають.

 

 

Виконання роботи

1. Складіть електричне коло з послідовно з'єднаних елементів: джерела постійного струму, електричної лампи, вимикача, резистора за схемою на мал. З.

2. Накресліть схему електричного кола в зошиті. Позначте напрям струму в колі.

3. Замкніть вимикач. Переконайтеся за свіченням лампочки в тому, що в колі протікає електричний струм. Розімкніть вимикач.

4. Запишіть характеристики амперметра до таблиці 1.

 

Таблиця 1

Вимірювана величина	Ціна поділки шкали	Для якого струму використовують прилад	Межі вимірювання

 

5. Складіть електричне коло з послідовно з'єднаних елементів: джерела постійного струму, електричної лампи, вимикача, резистора та амперметра за схемою на мал. 4а. Амперметр увімкніть між електричної лампочкою та резистором.

Мал. 4

6. Позначте на схемах а- г напрям струму в колі та полярність амперметра.

7. Увімкніть струм. Встановіть, на скільки поділок відхилилася стрілка

Таблиця 2

№	Схема розміщення	Покази амперметра, поділки	Сила струму /, А
	а
	б
	в
	г

 

8. Виконайте пункти 5-7 для схем б, в, г мал. 4.

9. Порівняйте значення сил струмів I₁,I₂,I₃,I₄. Зробіть висновок і обґрунтуйте його.

Висновок:______________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Додаткове завдання

1. Зберіть електричне коло за схемою на мал. 1; спочатку з розімкнутим ключем.

2. Замкніть та розімкніть вимикач кілька разів, спостерігайте за лампою розжарювання; запишіть свої спостереження.

3. Поміняйте місцями вимикач з лампою розжарювання та знов замкніть та розімкніть коло; потім змініть полюси елементу живлення та знову замкніть і розімкніть коло.

В кожному випадку спостерігайте за лампою - чи змінюється її яскравість. Запишіть свої спостереження.

4. Зберіть коло як показано на мал. 2. Один модуль електропроводки відсутній та
замінений з'єднувальним провідником (розірвана лінія). Знову замкніть та розімкніть
коло та спостерігайте за лампою. Яку функцію виконує в експерименті з'єднувальний
провідник?

 

 

Висновок:

В ході лабораторної роботи:

1. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2

Вимірювання електричної напруги за допомогою вольтметра

Мета роботи: навчитися за схемою складати електричне коло; вимірювати напругу за допомогою вольтметра;переконатися в тому, що загальна напруга зовнішньої частини кола, що складається з послідовно з'єднаних елементів, дорівнює сумі напруг на кожній з них.

Обладнання:

№	Назва приладу	кількість	малюнок
1)	Джерело постійного струму
2)	Вольтметр 43123-У
3)	Комутаційна панель
4)	Модуль - електрична лампочка 3,5 В
5)	Модуль - резистор на 10 Ом
6)	Модуль - вимикач
7)	З'єднувальні провідники
8)	Модуль - вольтметр
9)	Модуль - джерело постійного струму
10)	Модуль - з'єднувальний елемент, прямий
11)	Модуль - з'єднувальний елемент, кутовий
12)	Модуль - з'єднувальний елемент

 

 

Теоретичні відомості

Напруга на різних ділянках електричного кола вимірюється за допомогою вольтметра.

Щоб виміряти напругу на полюсах джерела струму, вольтметр приєднують безпосередньо до його затискачів, якщо ця напруга не перевищує напруги, на яку розрахований вольтметр.

Мал. 1.

 

На відміну від амперметра, що вмикається під час розривання електричного кола для вимірювання сили струму в даній точці кола, вольтметр завжди приєднується паралельно до ділянки кола, на якій вимірюється напруга.

 

Примітка:

Клема „-" вольтметра підключається до клеми „-" джерела струму, а клема „+" вольтметра підключається до клеми „+" джерела струму.

 

Установка

Мал. 2

Виконання роботи

1. Складіть коло з послідовно з'єднаних елементів: джерела постійного струму, електричної лампи, вимикача, резистора за схемою на мал. 3.

2. Позначте на схемах напрям струму в колі.

3. Замкніть вимикач. Переконайтеся за свіченням лампочки в тому, що в колі протікає електричний струм. Розімкніть вимикач.

 

мал. 3

4. Запишіть характеристики – вольтметра до таблиці 1.

Таблиця 1

Вимірювана величина	Ціна поділки шкали	Для якого струму використовують прилад	Межі вимірювання

5. Підключіть вольтметр паралельно до резистора за схемою мал. 4а. Вигляд установки без приладів показаний на мал. 1.

 

6. Позначте на схемах а-в напрям струму в колі і полярність вольтметра.

7. Увімкніть вимикач. Встановіть, на скільки поділок відхилилася стрілка вольтметра. Визначте, яке значення вимірюваної величини показує прилад. Виміряну напругу запишіть до таблиці 2. Вимкніть струм.

8. Виконуючи пункти 5-7, виміряйте напругу електричної лампочки на полюсах джерела постійного струму та напругу електричного кола, що складається з послідовно з'єднаних елементів: джерела постійного струму, електричної лампи, резистора, використовуючи схеми б, в мал. 4.

9. Порівняйте значення напруги на різних ділянках. Зробіть висновки та обґрунтуйте їх.

Таблиця 2

№	Схема розміщення	Покази вольтметра, поділки	Напруга, В
	а
	б
	в

Висновок:

В ході лабораторної роботи:

1. _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

Вимірювання опору провідника за допомогою амперметра та вольтметра

Мета роботи: навчитися вимірювати опір провідника за допомогою закону Ома для ділянки кола; перевірити залежність між U та І у електричному колі.

Обладнання:

№	Назва приладу	кількість	малюнок
	Джерело постійного струму
	Амперметр 43121 -У
	Вольтметр 43123-У
	Комутаційна панель
	Модуль - з'єднувальний елемент, кутовий
	Модуль - резистор на 10 Ом
	Модуль - вимикач
	З'єднувальні провідники
	Модуль - амперметр
	Модуль - джерело постійного струму
	Модуль - реостат на 47 Ом
	Модуль - вольтметр
	Модуль - з'єднувальний елемент

 

Теоретичні відомості

Опір провідника R залежить від його речовини ρ, довжини l і площі поперечного перерізу S

Опір можна визначити за допомогою закону Ома для однорідної ділянки кола:

вимірюючи амперметром силу струму I і вольтметром - напругу на кінцях ділянки U:

Установка

Виконання роботи

 

1. Складіть електричне коло з послідовно з'єднаних елементів: джерела постійного струму, реостата, вимикача, резистора на 10 Ом та амперметра за схемою на мал. 2. Вигляд установки показаний на мал. 1. Накресліть схему в зошиті.

2. Позначте напрям струму в колі і полярність амперметра та вольтметра.

3. Замкніть електричне коло за допомогою вимикача.

4. Зніміть покази прямих вимірювань амперметра і вольтметра та запишіть їх до таблиці.

5. За допомогою реостата змінюйте силу струму I в електричному колі. Запишіть значення напруги U і сили струму в колі І до таблиці 1 (три вимірювання).

6. Вимкніть струм.

Розрахуйте за законом Ома опір у кожному випадку; результати обчислень запишіть у таблицю.

№.	Напруга U, В	Сила струму І, А	Опір К, Ом

 

 

 

8. Порівняйте отримані результати для опору із значенням, що нанесені на резисторі. Якщо є розбіжності спробуйте це пояснити.

 

 

Висновок:

В ході лабораторної роботи:

1. Ми переконались, що опір ділянки кола не залежить від________________________________________________________________________________________________________________

а залежить від _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Обчислене значення опору відрізняється від номінального тому, що _______________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

ДОДАТКОВЕ ЗАВДАННЯ

1. Для R =10 Ом побудуйте графік залежності між силою струму І та напругою U, використовуючи значення з таблиці (мал. 3).

 

мал. 3

2. Який фізичний зміст має тангенс кута нахилу побудованої прямої до осі І ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4