Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Техника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ? Влияние общества на человека Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ Сборка электрической цепи и измерение силы тока в ее различных участках Стр 1 из 9Следующая ⇒ НАЗНАЧЕНИЕ КОМПЛЕКТА Комплект "Электричество" предназначен для проведения фронтальных лабораторных работ в условиях типового кабинета физики средних общеобразовательных учебных заведений. Состав комплекта обеспечивает проведение фронтальных экспериментов по электродинами­ке, описанных в наиболее распространенных учебниках физики: "Физика-8" (авторы Перышкин А.В., Родина); "Физика-10" (авторы Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б.); "Физика-10" (авторы Шахмаев Н.М. и др.); "Физика-11" (авторы Мякишев Г.Я.. Буховцев Б.Б.). Полный перечень лабораторных работ, проводимых с использованием комплекта, представ­лен в оглавлении настоящего руководства. Кроме того, комплект может использоваться учениками для выполнения других наблюдений и опытов, а также при решении экспериментальных задач. СОСТАВ КОМПЛЕКТА Комплект содержит основные элементы электрических цепей, необходимые для сборки экс­периментальных установок при изучении электрических и магнитных явлений. При монтаже электрической цепи ее элементы размещаются на специальном планшете (12), представляющем собой металлический лист размером 310x200 мм толщиной 0,5 мм. На планшете нанесено защитное покрытие, предохраняющее от замыкания при случайном касании соедини­тельных проводов его поверхности. Элементы, используемые при сборке большинства схем, закреплены на магнитных подстав­ках. Магниты запрессованы в основания подставок. На верхней поверхности каждой подставки установлены гнезда для подключения соединительных проводов и нанесено условное графиче­ское обозначение закрепленного на ней элемента электрической цепи. В комплект входят: 1. ключ-выключатель; 2. прямоугольная кювета из прозрачного полистирола и съемные электроды из меди (2 шт.) и оцинкованного железа (1 шт.); 3. низковольтная лампа накаливания 3.5 В 0.25 А; 4. проволочные резисторы номиналом 12 Ом и 6 Ом (4). Проволочный резистор величиной 12 Ом изготовлен из нихромовой проволоки диаметром 0,25 мм. На его подставке рядом с услов­ ным обозначением постоянного резистора стоит знак "R|". Проволочный резистор величиной 6 Ом изготовлен из нихромовой проволоки диаметром 0,36 мм. На его подставке рядом с услов­ным обозначением постоянного резистора стоит знак "Кг". 5. переменный проволочный резистор 10 Ом с открытым токосъемным механизмом; 6. электродвигатель постоянного тока с закрепленным на якоре шкивом и съемной муфтой; 7. проволочные катушки с подвесом из монтажного провода (2 шт.); 8. постоянные полосовые магниты (2 шт.); 9. пружинные зажимы (2 шт.). Пружинные зажимы используют для подключения соединитель­ ных проводов к лепесткам электродов (2) и гальванических элементов.   10. компас; 11. соединительные провода длиной 16 см (2шт.), 24 см (3 шт.) и 43 см (2 шт.). РАБОТА С КОМПЛЕКТОМ Для проведения лабораторных работ совместно с комплектом используется источник элек­тропитания с выходным постоянным напряжением 4,5 В, лабораторный амперметр и лаборатор­ный вольтметр. Металлический планшет используют в тех работах, где электрические цепи собирают из де­талей на подставках с магнитными держателями. Поверхность планшета необходимо оберегать от царапин в целях сохранения защитного покрытия. В опытах по исследованию действия магнитно­го поля на стрелку компаса планшет и детали с магнитными держателями должны располагаться возможно дальше от компаса. Если в кабинете физики нет подводки электроэнергии к столам учеников, то проводить ра­боты с комплектом возможно, используя в качестве источников электропитания сухие гальвани­ческие элементы. Наиболее удобны батарейки с прямоугольным корпусом и выводами в виде пло­ских пластин. Напряжение на выводах батареи должно быть в пределах 4 - 4,5 В. При ухудшении контакта штекеров соединительных поводов в гнездах подставок в прорезь штекера вводят тонкий металлический предмет и с его помощью слегка разводят контактные ле­пестки. Для замены перегоревшей лампы выворачивают шуруп, которым держатель цоколя лампы прикреплен к подставке. Держатель вместе с лампой отделяют от подставки, удаляют негодную лампу и ввинчивают новую. Затем держатель с лампой устанавливают на прежнее место и при­крепляют к панели шурупом.   Ход работы 1. Рассмотрите источник электропитания и определите поляр­ ность его выходных гнезд. 2. Рассмотрите панель с выключателем и определите: -гнезда для подключения проводов; -какому положению подвижной пластины ключа соответствует его условное обозначение на схемах. 3. Рассмотрите панель с лампой и укажите на ней гнезда для подключения проводов. Рис 1 4. Рассмотрите соединительный провод и определите: -для чего задняя часть штекера имеет отверстие; -для чего металлический стержень штекера имеет прорезь. 5. Рассмотрите амперметр и определите: - какая из клемм прибора соединяется с положительным полюсом источника электропитания; - какую максимальную силу тока можно им измерить; - какова цена деления его шкалы.   6. Нарисуйте в тетради схему электрической цепи, изображенной на рисунке 1. 7. Соберите эту электрическую цепь. Начинают сборку с того, что все детали электрической цепи располагают на металлическом планшете в том порядке, как это показано на рисунке 1. Затем соединяют проводом положитель­ный полюс источника электропитания с гнездом амперметра, помеченным знаком "+". Потом ам­перметр соединяют с лампочкой. Далее лампочку с ключом и, наконец, ключ соединяют с отрица­тельным полюсом источника.    Укажите, в чем отличие этой схемы от предыдущей. 8. Проверьте, насколько собранная цепь соответствует ее условной схеме, нарисованной в тетра­ ди. 9. Проверьте, разомкнут ли контакт ключа. 10. Подключите вилку источника электропитания к розетке электросети кабинета, закрепленной на рабочем столе. 11. Замкните ключ. По отклонению стрелки амперметра и свечению лампочки убедитесь в том, что собранная цепь работает. 12. По показанию амперметра определите величину силы то­ка в цепи. Измеренное значение силы тока запишите в тетрадь рядом с нарисованной схемой. 13. Разомкните ключ и разберите электрическую цепь. Для этого вначале отключите вилку источника питания от ро­зетки, затем отсоедините провода от гнезд источника электропитания и только после этого завершите разборку остальной части цепи. 14. Нарисуйте в тетради схему электрической цепи, изображенной на рисунке 2.           Рис 2

 

 

15. Соберите эту электрическую цепь. Сборку по-прежнему начинают от положительного полюса
источника питания.

16. Выполните действия, указанные в пунктах с 8 по 13.

17. Нарисуйте в тетради схему электрической цепи, изображенной на рисунке 3. Укажите, в чем отличие этой схемы от предыдущей.                          

18. Соберите эту электрическую цепь и еще раз выполните действия, указанные в пунктах с 8 по 13.                                                                                                                    

19. Сравните значения силы тока, полученные в трех опытах, и сделайте вывод о величине силы тока в различных участках последовательной цепи.

 

                    

 

 

Рис.3.

 

 

Ход работы

1. Рассмотрите вольтметр и определите:

- клемму, которой прибор соединяется с положительным полюсом источника электропитания;

- максимальную величину напряжения, которую можно измерить данным вольтметром;

- цену деления его шкалы.

2. Нарисуйте в тетради схему электрической цепи, изобра­женной на рисунке 1.

 

 

 

 

Рис.1.

 

3. Соберите эту электрическую цепь. Вначале на металличе­ском планшете располагают детали электрической цепи, как это показано на рисунке 1. После этого соединяют друг
с другом те элементы цепи, которые нужно подключить по­следовательно, начиная от положительного полюса источ­ника. Затем параллельно сопротивлению ri подключают
вольтметр так, чтобы его клемма, помеченная знаком "+",через другие элементы цепи оказалась подключенной к по­ложительному полюсу источника питания.

4. Проверьте правильность сборки цепи. Подключите вольт­метр, как это показано на рисунке 2.

 

 

 

 

Рис 2

 

5. Включите источник электропитания в сеть.

6. Замкните ключ и по отклонению стрелки вольтметра убедитесь, что цепь работает.

7. С помощью вольтметра измерьте напряжение Ui на клеммах сопротивления r₁. Величину напряжения запишите в тетради рядом со схемой.

8.Разомкните ключ.

 

 

Рис.3.

 

 

9.Подключите вольтметр, как это показано на рисунке 3 и зарисуйте в тетради схему.

 

10.По показанию вольтметра измерьте напряжение U₂ на концах сопротивления R₂. Величину
напряжения запишите в тетради рядом со схемой.

11.Подключите вольтметр, как это показано на рисунке 4 и зарисуйте в тетради схему.

12.Измерьте напряжение Из на концах участка цепи, состоящего из двух соединенных последова­тельно сопротивлений r ₁ и R ₂.

13.Разберите электрическую цепь.

14.Вычислите сумму напряжений Ui и U₂.

15.Сравните сумму напряжений Ui + U₂ с величиной напряжения Uз и убедитесь в справедливо­сти утверждения о том, что напряжение на участке цепи, состоящем из последовательно со­единенных элементов, равно сумме напряжений на каждом из этих элементов

 

 

 

 

Рис.4.

Ход работы

Рассмотрите устройство переменного резистора. Определите:

- при каком положении ползунка сопротивление между выводами

1 и 2 наименьшее и наибольшее;

- при каком положении ползунка сопротивление между выводами

2 и 3 наименьшее и наибольшее;

Рис 1

- между какими выводами сопротивление остается постоянным
при любом положении ползунка;

- какое гнездо на панели соединено с подвижным контактом пе­
ременного резистора;

- к каким гнездам панели нужно подключить провода, чтобы с помощью переменного рези­стора можно было изменять силу тока в цепи.

2. Нарисуйте в тетради схему электрической цепи, показанную на рисунке 1.

3. Переведите ползунок переменного резистора в одно из крайних положений.

4. Соберите электрическую цепь. Переменный резистор включите так, чтобы, меняя положение
ползунка, можно было регулировать силу тока в цепи.

5. Включите источник питания, замкните ключ и по показанию амперметра определите величину
тока в цепи. Измеренное значение силы тока запишите в тетрадь.

6. Повторите измерение силы тока в цепи еще четыре раза. Для этого переведите ползунок пере­
менного резистора сначала в среднее положение, затем на максимальное удаление от исходно­
го положения, затем опять в среднее и, наконец, верните в исходное.

7. Сделайте вывод о том, в каких пределах можно было регулировать силу тока в собранной цепи
с помощью данного переменного резистора.

8. Отключите источник питания от сети и замените лампу на проволочный резистор.

9. Повторите действия указанные в пунктах с 5 по 7.

10. Сделайте вывод о том, каким образом с помощью переменного сопротивления удается изме­
нять силу тока в электрической цепи.

Ход работы

1. Соберите экспериментальную установку, изображенную на рисунке 1. Для подключения со­
единительных проводов к электродам кюветы на их штекеры надевают пружинные зажимы.
Зажимы крепятся к отогнутым лепесткам электродов. Цинковый электрод подключают к от­
рицательному полюсу источника.

2. Налейте в кювету воду, замкните ключ и определите, какую ве­личину тока показывает амперметр.

3. Постепенно добавляйте в кювету соль, помешивайте раствор палочкой и наблюдайте за изменением показаний амперметра.

4. После того, как раствор станет насыщенным и соль перестанет растворяться, наблюдения можно прекратить. Разомкните ключ. —

5. Сделайте вывод о том, как зависит электропроводность раствора от его концентрации.

6. Обратите внимание на то, что при разомкнутом ключе никаких внешних проявлений протекания химических реакций в кювете не наблюдается.

7. Замкните ключ и обратите внимание на образование пузырьков водорода вблизи поверхности цинкового электрода. Водород об­разуется в кювете в результате химических реакций, происходя­щих в растворе при прохождении через него электрического тока.

8. Разомкните ключ и поменяйте местами подключение соединительных проводов к электродам.
При этом медный электрод окажется подключенным к отрицательному полюсу источника пи­
тания, а направление тока в растворе изменится на противоположное.

9. Замкните ключ и наблюдайте за выделением газа и изменением цвета раствора.

10. Разомкните ключ и сделайте общий вывод о наблюдаемых внешних проявлениях химических
реакций в растворе при прохождении через него электрического тока.

 

 

 

 

Рис.1.

Ход работы

1. Соберите экспериментальную установку, как показано на рисунке 1. Установите в кювету
медный и цинковый электроды. Медный электрод подключают к клемме вольтметра, поме­
ченной знаком "+".

2. В кювету залейте раствор поверенной соли, замкните ключ, определите и запишите показания вольтметра.

3. Цинковый электрод замените вторым медным.

4. Определите и запишите показания вольтметра во втором опыте.
Сделайте вывод о том, зависит ли напряжение на выводах гальва­нического элемента от вещества электродов.

5. Раствор соли вылейте из кюветы в стакан, кювету ополосните и за­лейте в нее раствор сахара.

6. Опыт повторите с двумя медными электродами и запишите показа­ние вольтметра.

7. Опыт повторите, установив в кювету медный и цинковый электрод.
Определите показание вольтметра, запишите его и сравните с результатом, полученным при заполнении кюветы раствором поваренной соли.

8. Сделайте вывод о том, зависит ли напряжение на выводах гальванического элемента от веще­
ства, которое находится между его электродами.

НАПРЯЖЕНИЯ

Цель работы:

Оборудование:

определить характер зависимости силы тока на участке цепи от приложенно­го к этому участку напряжения.

• источник электропитания • амперметр • вольтметр • резистор r₁

• резистор r₂• переменный резистор • ключ • соединительные провода • ме­
таллический планшет.

Ход работы

1. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений:

 

Напряжение, В	2	2,5	3	3,5	4
Сила тока, А (опыт с r 1 =12 Ом)
Сила тока, А (опыт с R2 = 6 Ом)

2.

3.

4.

5.

6.

Рис1

 

Соберите установку, схема которой показана на рисунке 1. Для сборки установки используют сопротивление ri = 12 Ом. Переменный резистор включают в схему, вставляя соединительные провода в гнезда 1 и 2 на его подставке.

 

Замкните ключ и, вращая ручку переменного резисто­ра, установите на сопротивлении ri величину напря­жения 2 В.

 

Измерьте и запишите в таблицу величину силы тока в цепи.

 

Повторите измерение силы тока при значениях напря­жения на сопротивлении ri, указанных в таблице. Не­обходимые значения напряжений устанавливают по­воротом ручки переменного  резистора.

 

 

Замените в собранной цепи сопротивление R₁ на со противление R2, величина которого 6 Ом.

 

7. Измерьте силу тока в сопротивлении R2 при значениях напряжения на нем 2,5 В; 3 В; 3,5 В и 4
В.

8. Постройте график зависимости силы тока в сопротивлении ri от приложенного к нему напря­
жения.

9. Сделайте вывод о том, как зависит сила тока на участке цепи от приложенного к этому участку
напряжения.

10. На том же графике постройте график зависимости силы тока от напряжения на сопротивлении
R₂.

11. Сделайте вывод о том, изменился ли характер зависимости силы тока от напряжения на участ­
ке цепи при изменении сопротивления этого участка.

12. Установите, как наклон графика зависимости силы тока от напряжения на участке цепи зави­
сит от сопротивления этого участка.

 

Ход работы

1. Соберите установку, схема которой показана на рисун­ке 1. При сборке установки используйте сопротивле­ние ri, величина которого 12 Ом. Переменное сопро­тивление включают в схему вставляя соединительные провода в гнезда 1 и 2 на его подставке.

 

Замкните ключ и, вращая ручку переменного сопро­тивления, установите на сопротивлении ri величину напряжения 3 В.

2. Измерьте и запишите значение силы тока в цепи.

3. Замените сопротивление ri сопротивлением R₂, вели­чина которого равна 6 Ом.

4. С помощью переменного сопротивления установите на
сопротивлении R2 прежнее значение напряжения 3 В.

5. Еще раз измерьте и запишите значение силы тока в цепи.

6. Сравнивая два полученных результата, укажите, как и во сколько раз изменилась сила тока в
участке цепи при увеличении его сопротивления в два раза и неизменном напряжении.

7. Повторите опыт, установив на сопротивлении R₂ напряжение 4 В.

8. Измерьте и запишите значение силы тока в цепи.

9. Замените сопротивление R2 на сопротивление ri, установите на нем напряжение 4 В и вновь
измерьте и запишите значение силы тока в цепи.

10. Сравнивая результаты, полученные при напряжении 4 В, укажите, как и во сколько раз изме­
нилась сила тока в участке цепи при увеличении его сопротивления в два раза.

11. Сделайте общий вывод о том, как зависит сила тока на участке цепи от сопротивления этого
участка при неизменном напряжении на нем.

 

                 

 

Рис 1

 

Ход работы

1. Зарисуйте в тетрадь схему электрической цепи, изобра­женной на рисунке 1.

 

Рис 1

 

2. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

№ опыта	Сила тока I, А	Напряжение U, В	Сопротивление R, Ом

3. Соберите электрическую цепь, проверьте правильность сборки и включите источник питания.

4. Установите ползунок переменного сопротивления в одно из крайних положений.

5. Измерьте силу тока и напряжение на сопротивлении ri. Данные занесите в таблицу.

6. Повторите опыт еще два раза, установив ползунок переменного сопротивления сначала в
среднее положение, а затем в другое крайнее положение.

7. Отключите источник питания от сети.

8. Вычислите, применяя закон Ома для участка цепи, величину сопротивления ri. Используйте
результаты измерений, полученные в каждом из трех опытов.

9. Сопоставив величины сопротивлений, измеренные при разных режимах работы электрической
цепи, сделайте вывод о том, зависит ли сопротивление проводника от силы тока в нем и при­
ложенного к нему напряжения.

Ход работы

1. Нарисуйте в тетради схему электрической цепи, изо­браженной на рисунке 1.

2. Соберите электрическую цепь, проверьте правиль­ность сборки и включите источник питания.

3. Замкните ключ, одновременно с этим заметьте и за­пишите показания часов.

Рис1

4. С помощью амперметра и вольтметра измерьте силу тока и напряжение на лампе. Показания
приборов запишите в тетрадь.

5. Разомкните ключ, одновременно еще раз заметьте и запишите показания часов.

6. Вычислите сколько секунд горела лампа.

7. Вычислите мощность и работу тока в лампе.

Ход работы

1. Положите на лист бумаги оба магнита так, чтобы они расположились в линию друг за другом
и обращены были друг к другу северными полюсами. При этом расстояние между ними долж­
но быть примерно 10 см.

2. Медленно приближайте один магнит к другому до тех пор, пока второй магнит не придет в
движение.

3. Верните магниты в исходное положение. Поверните оба магнита на 180 так, чтобы они были
обращены друг к другу южными полюсами.

4. Снова приближайте один магнит к другому, пока второй не начнет двигаться.

5. Расположите оба магнита параллельно друг другу так, чтобы их одноименные полюса были
обращены в одну сторону.

6. Еще раз повторите сближение магнитов до тех пор, пока второй не начнет двигаться.

7. По характеру движения второго магнита в трех проделанных опытах установите, как одно­
именные полюса магнитов действуют друг на друга.

8. Повторите три опыта, размещая магниты разноименными полюсами друг к другу.

9. По характеру движения второго магнита установите, как разноименные полюса магнитов дей­
ствуют друг на друга.

10. На одном краю стола разместите компас, на другом - оба магнита. Вблизи компаса не должно
быть металлических предметов.

11. После того, как стрелка компаса установится в магнитном поле Земли, начинайте приближать
один магнит к компасу.

12. По повороту магнитной стрелки определите расстояние, на котором магнитное поле магнита
станет "заметным" для компаса.

13. Продолжая приближать магнит к компасу, следите за изменением угла отклонения стрелки от
первоначального положения.

14. Повторите опыт, приближая магнит к компасу другим полюсом.

15. Сделайте вывод о том, как изменяется величина магнитного поля магнита с изменением рас­
стояния до него.

                              ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цель работы:

Оборудование:

экспериментально определить зависимость скорости и направления враще­ния якоря двигателя от величины приложенного напряжения и направления тока в двигателе.

• источник электропитания • электродвигатель • амперметр • переменный резистор • ключ • металлический планшет • соединительные провода.

Ход работы

1. Рассмотрите электродвигатель, закрепленный на па­нели. Проверните вручную его якорь, определите на­сколько свободно он вращается. Найдите на панели гнезда для подключения двигателя к электрической цепи.

2. Соберите установку, как показано на рисунке 1. Пе­ременное сопротивление гнездами 1 и 3 подключают последовательно с ключом к источнику электропита­ния. К гнездам 1 и 2 подключают амперметр и элек­тродвигатель, соединенные последовательно.

3. Ползунок переменного резистора переведите в поло­жение, при котором сопротивление между гнездами 1 и 2 минимально.

4. Подключите источник питания к сети и замкните ключ.

5. Перемещая ползунок переменного сопротивления, плавно увеличивайте силу тока в двигателе,
пока его якорь не начнет медленно вращаться.

6. Определите направление вращения якоря.

7. Продолжая увеличивать силу тока, установите, зависит ли от этого скорость вращения якоря.

8. Зарисуйте схему установки в тетрадь и укажите на ней направление тока в двигателе.

9. Измените направление тока в двигателе, поменяв местами соединительные провода на его па­
нели.

10. Установите, изменилось ли при этом направление вращения якоря.

11. Сделайте вывод о том, от чего зависит скорость и направление вращения якоря электродвига­
теля постоянного тока.

 

Рис 1

 

Ход работы

1. Зарисуйте в тетрадь электрическую схему установки, изображенной на рисунке 1.

2. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

 

т, кг	h1, м	h 2, м	h, м	Ат Дж	I, А	U, В	t, с	А 3 Дж	, %

Pu с1

3. Соберите установку, как показано на рисунке 1.
Электродвигатель установите у кромки металличе­
ского планшета. Планшет разместите на рабочем
столе так, чтобы вал двигателя выступал на 1 - 2 см
за край стола.

4. Измерьте массу груза m.

5. Отрегулируйте длину нити так, чтобы груз, подве­
шенный к валу двигателя, находился на высоте в
2 - 3 см от пола.

6. Проведите несколько пробных пусков. С помощью
переменного сопротивления установите такой ре­
жим работы двигателя, при котором груз поднимался бы равномерно и с минимальной скоро­
стью.

7. Измерьте высоту центра груза в нижнем положении h₁.

8. Измерьте высоту центра груза при полностью намотанной нитке h₂.

9. Вычислите высоту, на которую будет поднят груз с помощью двигателя h = h ₂ – h₁.

10. Включите двигатель и определите величину тока, который протекает в двигателе при подъеме
груза I.

11. Включите двигатель и определите величину напряжения, приложенного к двигателю при
подъеме груза U.

12. Включите двигатель и определите время t подъема груза из нижней точки в верхнюю.

13. По данным измерений вычислите полезную работу, совершенную двигателем при подъеме
груза: А_п = mgh, где g = 9,8 м/с², а также работу, затраченную двигателем на подъем груза:

A_з=IUt

14. Вычислите коэффициент полезного действия электродвигателя = А_п/ А₃х100%.

Ход работы

1. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

E, B	UR,B	I,А	r, Ом

2. Начертите в тетради схему для измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника.

3. После проверки схемы соберите электрическую цепь. Ключ разомкните.

4. Измерьте величину ЭДС источника.

5. Замкните ключ и определите показания амперметра и вольтм

 

Рис.1.

 

 

етра.

6. Вычислите внутреннее сопротивление источника.

 

 

ГРАФИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Цель работы:

Оборудование:

изучить измерения ЭДС, внутреннего сопротивления и тока короткого замы­кания источника тока, основанный на анализе графика зависимости напряже­ния на выходе источника от силы тока в цепи.

• гальванический элемент • амперметр • вольтметр • резистор r₁

• переменный резистор • ключ • зажимы • металлический планшет

• соединительные провода.

Из закона Ома для полной цепи следует, что напряжение на выходе источника тока зависит прямо пропорционально от силы тока в цепи: Е

так как I =  , то IR + Ir = Е, но IR = U, откуда U + Ir = Е или U = Е - Ir (1).

Если построить график зависимости U от I, то по его точкам пересечения с осями координат можно определить Е, I _к._з. -силу тока короткого замыкания (ток, который потечет в цепи источни­ка, когда внешнее сопротивление R станет равным нулю).

ЭДС определяют по точке пересечения графика с осью напряжений. Эта точка графика со­ответствует состоянию цепи, при котором ток в ней отсутствует и, следовательно, U = Е.

Силу тока короткого замыкания определяют по точке пересечения графика с осью токов. В этом случае внешнее сопротивление R = 0 и, следовательно, напряжение на выходе источника U = 0.

Внутреннее сопротивление источника находят по тангенсу угла наклона графика относи­тельно оси токов. (Сравните формулу (1) с математической функцией вида У = АХ +В и вспомни­те смысл коэффициента при X).

Ход работы

1. Исходя из перечня оборудования, рекомендованного для выполнения работы, составьте схем установки для исследования зависимости напряжения на выходе источника тока от силы toi в цепи.

2. Для записи результатов измерений подготовьте таблицу:

U(_B)
I(A)

 

После проверки схемы преподавателем соберите электрическую цепь. Ползунок переменного резистора установите в положение, при котором сопротивление цепи, подключенной к источ­нику тока, будет максимальным.

4. Определите значение силы тока в цепи и напряжение на зажимах источника при максимальной величине сопротивления переменного резистора. Данные измерений занесите в таблицу.

5. Повторите несколько раз измерения силы тока и напряжения, уменьшая всякий раз величину переменного сопротивления так, чтобы напряжение на зажимах источника уменьшалось на 0,1В. Измерения прекратите, когда сила тока в цепи достигнет значения в 1А.

6. Нанесите полученные в эксперименте точки на график. Напряжение откладывайте по верти­кальной оси, а силу тока - по горизонтальной. Проведите по точкам прямую линию.

7. Продолжите график до пересечения с осями координат и определите величины Е и I _к.₃.

8. Измерьте ЭДС источника, подключив вольтметр к его выводам при разомкнутой внешней це­пи. Сопоставьте значения ЭДС, полученные двумя способами, и укажите причину возможного расхождения результатов.

9. Определите внутреннее сопротивление источника тока. Для этого вычислите тангенс угла на­клона построенного графика к оси токов. Так как тангенс угла в прямоугольном треугольнике равен отношению противолежащего катета к прилежащему, то практически это можно сделать, найдя отношение Е /I _к.₃..

Рис.1.

Ход работы

1. Для измерения удельного сопротивления проводника собирают электрическую цепь, схема которой показана на рисунке 1.

2. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вы­числений:

Fuel

 

 

L, м	d, мм	U, В	1,А	, Ом* мм2 /м

3. Начертите в тетради схему установки для выполнения работы.

4. С помощью циркуля и линейки измерьте длину одного витка провода, намотанного на каркас панели проволочного сопротивления.

5. Определите число витков провода на каркасе и вычислите его общую длину.

6. Определите диаметр повода.

7. Соберите электрическую цепь.

8. Замкните ключ и измерьте силу тока в цепи и напряжение на проволочном сопротивлении.

9. Вычислите удельное сопротивление проводника.

10. По справочной таблице задачника по физике определите материал провода, из которого изго­товлен резистор.

|                       

 

ИЗУЧЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ.

Цель работы:

экспериментально проверить утверждение о том, что для электрической це­пи, содержащей два последовательно соединенных сопротивления r₁ и R₂,

справедливы равенства: r ₁₂ = r₁ +R₂

U₁₂= U₁ + U₂ и =  где U₁ и U₂ - падения напряжения на соответствующих сопротивлениях

Оборудование:

. • источник электропитания • резистор ri • резистор rz • амперметр

• вольтметр • ключ • соединительные провода.

 

 

Схема установки для выполнения работы показана на рисунке 1. К источнику питания под­ключают электрическую цепь, составленную из двух проволочных сопротивлений, амперметра и ключа, соединенных последовательно. Напряжение измеряют вольтметром, который в ходе опыта подключают к различным участкам цепи.

Сопротивление участков цепи определяют по показаниям амперметра и вольтметра на осно­ве закона Ома для участка цепи R = U/I.

Ход работы

1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

1,А	Ui,B	U2,B	U 12, В	r1, Ом	R2, Ом	R12, Ом	Ui/U2	R2/R1

Нарисуйте в тетради схему электрической цепи (рис.1).

3. Соберите установку и измерьте силу тока в цепи I и на­пряжение U₁ на первом сопротивлении r₁.

4. Измените схему установки так, чтобы она позволяла измерить напряжение на втором сопротивлении. Схему зарисуйте в тетрадь.

5. Измерьте напряжение U₂ на втором сопротивлении R₂.

6. Вычислите сумму напряжений U₁+ U₂.

7. Измените схему установки так, чтобы она позволяла измерить общее напряжение на двух сопротивлениях. Схему зарисуйте в тетрадь.

8. Измерьте общее напряжение на двух сопротивлениях U₁₂.

9. Проверьте, выполняется ли равенство: U₁₂ = U₁ + U₂-

10. По данным проведенных измерений вычислите величины сопротивлений r₁, R₂ R₃

11. Вычислите сумму r₁ + R₂ и проверьте справедливость равенства R₁₂ = r₁ + R₂-                                                                  

12. Вычислите отношения  и

и проверьте справедливость равенства =

 

 

Ход работы

1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

 

2. Измерьте массу m₁ электрода, который в последствии будет подключен к отрицательному по­люсу источника электропитания.