Методические указания по проведению лабораторных работ по курсу «Физика» (для студентов и преподавателей) (стр. 7 из 13)

8. Все вычисления подробно записать .

Таблица 1

№

(м³)

трубки

(м)

капли

(м)

(Н/м)

----

Контрольные вопросы

Вариант1.

1. Почему поверхностное натяжение зависит от вида жидкости ?

2. В двух одинаковых пробирках находится одинаковое количество капель воды. В одной пробирке вода чистая , а в другой - с прибавкой мыла. Одинаковы ли объемы отмеренных капель ? Ответ обоснуйте.

3 . Изменится ли результат вычисления, если диаметр канала трубки будет меньше ?

4. Какую жидкость можно налить в стакан выше краев ?

5. Между двумя столбами натянута веревка. Как изменится прогиб веревки, если она намокнет от дождя ?

Вариант 2.

1. Почему и как зависит поверхностное натяжение от температуры ?

2. Изменится ли результат вычисления поверхностного натяжения, если опыт про водить в другом месте Земли ?

3. Почему мокрое платье становится узко ?

4. Должны ли смазочные материалы смачивать трущиеся металлы ?

5. Изменится ли высота поднятия жидкости в капиллярной трубке, если ее наклонить?

Рекомендуемая литература

1. Кикоин А.К, Кикоин И.К. Физика: учебник для 10 класса для школ с углубленным изучение физики. – М.: Просвещение, 1998. (Стр.76-90)

2. Омельченко В.П., Антоненко Г.В. Физика.- Р., 2005. (Стр. 121-126)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА

Цель работы: научится измерять электроемкость конденсатора.

Оборудование:

1. Набор конденсаторов.

2. Микроамперметр.

3. Источник постоянного тока

4. Соединительные провода.

Теория

Часть1

Важнейшей характеристикой любого конденсатора является его электрическая емкость С. Электроемкость проводника показывает зависимость заряда наэлектризованного проводника от размеров, формы проводника и внешних условий. Измеряется отношением заряда С конденсатора к разности потенциалов U между его обкладками:

С=

(1)

Выражается С в фарадах(Ф).

Конденсатор - это прибор для накопления зарядов и энергии .Формула емкости плоского конденсатора

С= ε ε₀ S/ d (2)

где ε₀- диэлектрическая проницаемость вакуума, ε- диэлектрическая проницаемость среды (относительная), S -площадь обкладки конденсатора, d - расстояние между обкладками конденсатора.

Емкость конденсатора можно определить опытным путем.
Часть2.

Если заряжать конденсатор постоянной емкости от одного источника токи, а затем разряжать его через гальванометр, то стрелка гальванометра всякий раз будет отбрасываться по шкале на одно и то же число делений. У конденсатора другой емкости отброс стрелки гальванометра будет иным. Имея конденсаторы известной емкости, можно убедиться, что емкость конденсатора прямо пропорциональна числу делений n, на которое отбрасывается стрелка гальванометра:

n=kС (3)

Порядок выполнения работы

1. Составить электрическую цепь по схеме (рис. 1) В цепи установить один из конденсаторов известной емкости.

Рис.1

2. Зарядить конденсатор, затем быстро разрядить его на гальванометр и заметать по его шкале максимальное отклонение стрелки, отсчитывая число делений n.

3. Опыт повторить для более точного определения числа делений 2-3 раза и найти
отношения найденного количества делений к известной емкости взятого конденсатора

k=n/С (4)

4. Выполнить опыт с конденсатором неизвестной емкости, найти ее, используя формулу:

С_x= n_x/k (5)

Результаты измерений и вычислений записать в отчет.

Контрольные вопросы

Вариант 1

1. Конденсатор в переводе - «сгуститель». По какой причине прибору дано такое название?

2. Почему емкость конденсатора постоянна?

3.Отчего и как зависит ёмкость простейшего конденсатора? Запишите формулу той емкости.

4.Как изменится электроемкость конденсатора, если уменьшить площадь одной из го обкладок в два раза, а расстояние между обкладками в три раза?

5.Одна из пластин плоского конденсатора соединена с электрометром, вторая заземлена. Как изменятся показания электрометром а)при сближении пластин; б) при введении диэлектрика.

Вариант 2

1.Какой конденсатор называется плоским? Чему равна его емкость?

2. Какую опасность представляют собой обесточенные цепи с имеющимися в них конденсаторами?

3.Измениться ли разность потенциалов пластин плоского конденсатора, если одну из них заземлить?

4.Два конденсатора емкостью 5 и 7 мкФ последовательно подсоединены к источнику с разностью потенциалов 200 В. Каковы будут заряды и разность потенциалов батареи, если конденсаторы отсоединить от источника и соединить параллельно?

5. Одна из пластин плоского конденсатора соединена с электрометром, вторая заземлена. Как изменяться показания электрометра при перемещении одной из пластин параллельно другой пластине?

Рекомендуемая литература

1. Кикоин А.К, Кикоин И.К. Физика: учебник для 10 класса для школ с углубленным изучение физики. – М.: Просвещение, 1998. (Стр.170-183)

2. Омельченко В.П., Антоненко Г.В. Физика.- Р., 2005. (Стр. 147-176)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА

Цель работы: научиться на практике рассчитывать удельное сопротивление проводника.

Оборудование

1. Реохорд.

2. Микрометр.

З. Амперметр и вольтметр.

4. Источник электрической энергии.

5. Ключ.

6. Соединительные провода.

Теория

Электрическое сопротивление проводников обусловлено тем, что свободные электроны при своем движении сталкиваются с положительно заряженными ионами кристаллической решетки металла.

Одной из важнейших характеристик проводника является также его удельное электрическое сопротивление ρ, которое показывает каким сопротивлением обладает проводник длиной 1м и площадью поперечного сечения 1м²

Для однородного цилиндрического проводника с сопротивлением R, длиною 1, площадью поперечного сечения S

ρ =RS/ l (1)

где ρ - удельное сопротивление проводника, выражается в Ом ∙ м.

В электротехнике чаще применяется единица измерения удельного сопротивления проводника 1 Ом∙мм²/м. Это Сопротивление проводника длиной 1м и площадью поперечного сечения 1 мм².

Удельное сопротивление различных материалов, главным образом металлов и их сплавов, определяют лабораторным путем.

Порядок выполнения работы

1. Микрометром измерить диаметр проволоки d реохорда и рассчитать площадь поперечного сечения по формуле:

S=π d²/ 4 (2)

3. Со6рать электрическую цепь по схеме рис. l

Рис 1.

3. После проверки цепи преподавателем, замкнуть ключ, измерить силу тока в цепи и напряжение на концах реохорда (сопротивления).

4. Используя закон Ома для участка цепи рассчитать сопротивление R проволоки реохорда:

R=U / I (3)

5. Измерить длину проволоки l .

6. Вычислить удельное сопротивление проводника ρ по формуле (1).

7.Сравнить полученный результат с табличным значением ρ_табли вычислить относительную погрешность.ρ_табл (константана) =4 ,7 10^-7 Ом∙м .

8.Написать вывод и ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

Вариант 1

1. Зависит ли удельное сопротивление от температуры?

2. Удельное сопротивление фехраля 1.1 *10^-6 Ом*м. Что это значит? Где можно использовать такой материал?

3. Чем обусловлено сопротивление проводников?

4. Как изменится напряжение на участке цепи, если медную проволоку на этом участке заменить никелевой такой же длины и площади поперечного сечения?

5. Как изменится напряжение на участке цепи, если проволоку на этом участке заменить проволокой из такого же материала, такой же длины, но с площадью поперечного сечения в три раза меньшей?

Вариант 2

1. Почему удельное сопротивление проводника зависит от рода его материала?

2. Определите сопротивление и длину медной проволоки массой 89 г сечением 0,1 мм².

3. В чем состоит явление сверх проводимости?

4. Назвать известные вам методы определения сопротивления резистора.

Рекомендуемая литература

1. Кикоин А.К, Кикоин И.К. Физика: учебник для 10 класса для школ с углубленным изучение физики. – М.: Просвещение, 1998. (Стр.189-217)