Тема. Вивчення конденсаторів

Фізичний практикум

Робота № 1

Тема. Вивчення конденсаторів

Мета роботи: ознайомитися з одним із методів визначення електроємнос­ті конденсатора та виміряти його ємність.

Прилади і матеріали: набір конденсаторів; конденсатор невідомої ємності; ампервольтомметр (авометр) або мікроамперметр; джерело електроживлення; перемикач двополюсний; комплект з'єднувальних провідників.

ІІІ. Хід роботи

1. Складіть електричне коло за схемою, яку зображено на мал., увімкнувши в нього дже­рело постійного струму, конденсатор відомої єм­ності, гальвано метр і двополюсний перемикач.

2. Зарядіть конденсатор. Для цього з'єднайте його на короткий час із джерелом струму. Потім, зосередивши увагу на стрілці приладу, швидко

перемкніть конденсатор на гальванометр і визначте максимальне відхилення (відкид) стрілки, відлічуючи на око десяті частини поділки. Дослід повторіть декілька разів, щоб точніше зняти покази стрілки, і обчисліть коефіцієнт пропорційності к. (Якщо конденсатор постійної ємності заряджати від одного й того ж джерела постійної напруги, а потім розряджати його через гальванометр, то стрілка гальванометра щоразу відкидатиметься по шкалі на те саме число поділок. Якщо змінити ємність конденсатора, то відкид стрілки гальванометра буде іншим. Маючи конденсатори відомої ємності (еталони), на досліді можна переконатися, що ємність конденсатора С прямо пропорційна числу поділок п, на яке відкидається стрілка гальванометра: С = кп. Звідси можна визна­чити коефіцієнт пропорційності к = С/ п, який є електроємністю, що відповідає одній поділці. Знаючи коефіцієнт, можна за відкиданням стрілки гальванометра визначити ємність будь-якого іншого конденсатора, повторивши з ним описаний дослід.)

3. Виконайте досліди з конденсаторами іншої ємності і за знайденими даними обчисліть середнє значення к. Результати вимірювань і обчислень запишіть у таблицю.

Номер досліду	Ємність конденсатора С, мкФ	Число поділок на шкалі гальванометра	Коефіцієнт пропорційності	Середнє значення к

 

4. В електричне коло ввімкніть конденсатор невідомої ємності С і визнач­те, на скільки поділок відхиляється стрілка вимірювального приладу в цьому разі. Знаючи коефіцієнт пропорційності к, обчисліть С за формулою С=кп.

5. За результатами досліджень зробіть висновок.

 

 

Контрольні запитання.

 

1. Чи зміниться енергія зарядженого шкільного розсувного конденсатора, якщо відстань між його обкладками збільшити удвоє? Якщо зміниться, то за рахунок чого? У скільки разів?

2. Візьміть будь-який конденсатор. За написами на ньому визначте: 1) ємність конденсатора; 2) на яку напругу він розрахований; 3) який заряд він може на­копичувати; 4) енергію, яку він може накопичити.

 

 

Фізичний практикум

РОБОТА № 2.

Тема. ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ

Мета роботи: навчитися з'єднувати провідни­ки послідовно і паралельно, визначати опір таких з'єднань, розподіл сил струмів і напруг.

Прилади і матеріали: батарея акумуляторів; дві електролампочки (опори); амперметр по­стійного струму на 2 А; вольтметр постійного струму на 4 В; реостат; перемикач; з'єднувальні провідники.

ІІІ. Хід роботи

1. Складіть електричне коло для вивчення послідовного з'єднання елементів за схе мою (мал. 222).

2. Запишіть покази амперметра.

3. Вольтметр під'єднайте паралельно: а) до опору R1 і запишіть покази вольтметра U1; б) до опору R2 і запишіть покази вольтметра U2? до ділянки кола з обома опорами і запишіть покази вольтметра U.

4. За даними амперметра і вольтметра визначте значення кожного опору і загальний опір кола.

5. Зробіть висновок, чи виконуються закони послідовного з'єднання еле­ментів.

6. Складіть електричне коло для вивчення паралельного з'єднання еле­ментів за схемою (мал. 223).

7. Запишіть покази вольтметра.

8. Амперметр під'єднайте послідовно: а) до опору R1 і запишіть покази амперметра І1; б) до опору R2 і запишіть покази амперметра І2, в) до ділянки кола з R1 і R2 і запишіть покази амперметра І.

9. За даними амперметра і вольтметра визначте значення кожного опору і загальний опір кола.

10. Зробіть висновок, чи виконуються закони паралельного з'єднання елементів.

Контрольні запитання.

Ви маєте три резистори, опір кожного з них 10 Ом. Які опори можна отримати за їх допомогою? Намалюйте ці з'єднання.

Фізичний практикум

РОБОТА №3.

IV. Хід роботи

1. Зберіть вимірювальну установку (мал. 1). Екран встановіть на відстані 50 см від ґратки. Запишіть сталу дифракційної ґратки d =...

2. Дивлячись через дифракційну ґратку і щілину в екрані на джерело світ­ла і пересуваючи ґратку в тримачі, встановіть її так, щоб дифракційні спек­три розташовувались паралельно шкалі екрана.

3. За шкалою екрана визначте відстань b від щілини до лінії спектра визначеного вами кольору.

4. Обчисліть довжину хвилі λ світла в спектрі вибраного вами порядку за формулою

Те саме зробіть для визначення довжини хвилі світла іншого кольору та ін­шого порядку.

5.Виконайте розрахунки і зробіть висновки.

 

Контрольні запитання.

1. Як впливає кількість штрихів дифракційної ґратки на відстані між світлими сму­гами і на їхні розміри в спектрі ґратки?

2. Чим відрізняється дифракційний спектр від дисперсійного?

3. Як зміниться вигляд спектрів дифракційної ґратки, якщо її занурити у воду?

 

Фізичний практикум

РОБОТА №4.

IV. Хід роботи

1. Поставте на краю стола штатив. Біля його верхнього кінця закріпіть за допомогою муфти кільце і підвісьте до нього кульку на нитці

2. Виміряйте довжину нитки l маятника.

3. Відхиліть маятник від положення рівноваги на 5—8 см і відпустіть його.

4. Виміряйте час коливань (N = 40—60 коливань).

5. Визначте період коливань маятника за формулою T=t/N

6. Результати досліду занесіть у таблицю:

7. Після проведення наступних дослідів обчисліть середнє значення пері­оду коливань маятника.

8. Порівняйте визначене середнє значення g з табличним значенням g = 9,81 м/с² і обчисліть похибки вимірювання:

9. Зробіть висновки.

 

Контрольні запитання.

1. У розрахунках, що не потребують високої точності, формулу періоду математич­ного маятника можна записати так: Т = 4 l. Обґрунтуйте це наближення.

2. До кульки математичного маятника вздовж нитки прикладено деяку силу F. Чи вплине це на період коливання маятника?

 

Фізичний практикум

РОБОТА №5.

IV. Хід роботи

На фотографії видно треки ядер легких елементів (останні 22 см їх пробігу) (мал., І—IV — треки різних частинок). Ядра рухалися в магнітному полі, індукція якого 2,17 Тл, напрямленому перпендикулярно до фотографії. Початкові швидкості всіх ядер однакові і перпендикулярні до ліній поля.

Завдання:

1. Визначте напрям вектора індукції магнітного поля. Поясніть, чому траєкторіями частинок є дуги кіл. Яка причина відмінності в кривизні траєк­торій різних ядер? Чому кривизна кожної траєкторії змінюється від початку до кінця пробігу частинки?

2. Поясніть причини відмінності в товщині треків різних ядер. Чому трек кожної частинки товстіший наприкінці пробігу, ніж на його початку?

3. Виміряйте радіуси кривизни трека частинки І приблизно на початку і наприкінці пробігу і визначте, на скільки змінилася енергія частинки за час пробігу, якщо відомо, що частинка I ідентифікована як протон.

4. Виміряйте радіус кривизни трека частинки III на початку її пробігу. Знаючи, що початкова швид­кість цієї частинки дорівнює початковій швидкості протона (нижній трек), обчисліть для частинки III відношення заряду до маси. За отриманим значенням визначте, ядром якого елемента є ця частинка.

 

Додаткове завдання.

Решта треків належить ядрам дейтерію і тритію. Якому саме ядру належать трек II і трек IV?

 

Фізичний практикум

Робота № 1

Тема. Вивчення конденсаторів

Мета роботи: ознайомитися з одним із методів визначення електроємнос­ті конденсатора та виміряти його ємність.

Прилади і матеріали: набір конденсаторів; конденсатор невідомої ємності; ампервольтомметр (авометр) або мікроамперметр; джерело електроживлення; перемикач двополюсний; комплект з'єднувальних провідників.

ІІІ. Хід роботи

1. Складіть електричне коло за схемою, яку зображено на мал., увімкнувши в нього дже­рело постійного струму, конденсатор відомої єм­ності, гальвано метр і двополюсний перемикач.

2. Зарядіть конденсатор. Для цього з'єднайте його на короткий час із джерелом струму. Потім, зосередивши увагу на стрілці приладу, швидко

перемкніть конденсатор на гальванометр і визначте максимальне відхилення (відкид) стрілки, відлічуючи на око десяті частини поділки. Дослід повторіть декілька разів, щоб точніше зняти покази стрілки, і обчисліть коефіцієнт пропорційності к. (Якщо конденсатор постійної ємності заряджати від одного й того ж джерела постійної напруги, а потім розряджати його через гальванометр, то стрілка гальванометра щоразу відкидатиметься по шкалі на те саме число поділок. Якщо змінити ємність конденсатора, то відкид стрілки гальванометра буде іншим. Маючи конденсатори відомої ємності (еталони), на досліді можна переконатися, що ємність конденсатора С прямо пропорційна числу поділок п, на яке відкидається стрілка гальванометра: С = кп. Звідси можна визна­чити коефіцієнт пропорційності к = С/ п, який є електроємністю, що відповідає одній поділці. Знаючи коефіцієнт, можна за відкиданням стрілки гальванометра визначити ємність будь-якого іншого конденсатора, повторивши з ним описаний дослід.)

3. Виконайте досліди з конденсаторами іншої ємності і за знайденими даними обчисліть середнє значення к. Результати вимірювань і обчислень запишіть у таблицю.

Номер досліду	Ємність конденсатора С, мкФ	Число поділок на шкалі гальванометра	Коефіцієнт пропорційності	Середнє значення к

 

4. В електричне коло ввімкніть конденсатор невідомої ємності С і визнач­те, на скільки поділок відхиляється стрілка вимірювального приладу в цьому разі. Знаючи коефіцієнт пропорційності к, обчисліть С за формулою С=кп.

5. За результатами досліджень зробіть висновок.

 

 

Контрольні запитання.

 

1. Чи зміниться енергія зарядженого шкільного розсувного конденсатора, якщо відстань між його обкладками збільшити удвоє? Якщо зміниться, то за рахунок чого? У скільки разів?

2. Візьміть будь-який конденсатор. За написами на ньому визначте: 1) ємність конденсатора; 2) на яку напругу він розрахований; 3) який заряд він може на­копичувати; 4) енергію, яку він може накопичити.

 

 

Фізичний практикум

РОБОТА № 2.