Лабораторная работа по физике по теме"Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока"
опыты и эксперименты по физике (10 класс) по теме

1. Приборы и материалы: источник тока, лампа, два ключа, соединительные проводники.

Задание: придумайте схему проводки, которая давала бы возможность любому из двух пассажиров купе, лежащих на противоположных полках, включить или выключить одну (общую) лампочку; соберите цепь, продемонстрируйте ее в действии. (Возможное решение показано на рис. 7.)

2. Приборы и материалы: источник тока, лампа, соединительные проводники, 4 полоски жести (одна длиной 60 см, три другие по 20 см, ширина полосок ~1 см), небольшая металлическая тележка, доска (длиной 70 см, шириной 15—20 см), 10 кнопок.

Задание: придумайте схему включения сигнальной лампы, которая должна гореть при прохождении поезда через пешеходный переход, а затем гаснуть; из имеющихся материалов изготовьте установку и продемонстрируйте ее в действии. {Возможное решение показано на рис. 8.)

«Рельсы» (полоски жести) прикрепляются кнопками к доске. При прохождении «поезда» (тележки) через «пешеходный переход» колесные пары замыкают цепь и лампочка загорается. Если нет тележки, ее можно заменить металлической пластинкой, которая протягивается вдоль рельсов.

3. Приборы и материалы: лампа, розетка, ключ, электрический прибор, рассчитанный на то же напряжение, что и лампа (электромоторчик, самодельная спираль), соединительные проводники.

Задание: попробуйте усовершенствовать изображенную на рис. 9, а схему электрической цепи с таким расчетом, чтобы пошло как можно меньше провода; соберите и продемонстрируйте установку в действии. (Возможное решение показано на рис. 9, б.)

4. Приборы и материалы: источник тока, две одинаковые самодельные спирали сопротивлением 3-4 Ом, перекидной ключ, амперметр, вольтметр, соединительные проводники.

Задание: придумайте конструкцию спирали электрического нагревателя, мощность которого можно изменять в 2 раза; правильность решения подтвердите опытом. (Возможное решение показано на рис. 10; при перемещении ключа с контакта 1 на 2 мощность нагревателя уменьшится в 2 раза.)

    5. Приборы и материалы: источник тока, электроприбор, рассчитанный нг силу тока не более 2 А (электролампа, самодельная спираль), реостат, ключ, два проводника длиной 8—10 см (один из них перегорает при силе тока чуть меньшей той, на которую рассчитан электроприбор), соединительные проводники.

(Идея решения. Вначале ученики должны проверить, при какой силе тока перегорают выданные им проводники, и отобрать тот, что может быть использован в качестве предохранителя. Цепь состоит из последовательно соединенных источника тока, электроприбора, реостата, амперметра, предохранителя и ключа. После замыкания цепи сопротивление реостата — он вначале введен полностью — постепенно уменьшают, наблюдая, как растет сила тока и увеличивается накал лампы или спирали. В заключение фиксируют силу тока, при которой предохранитель перегорает и цепь размыкается.)

Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока

Задания

1. Выполните работу по описанию в учебнике «Физика-10» Г.Я.Мякишева и Б.Б.Бу-ховцева.
2. Подумайте, как можно определить внутреннее сопротивление источника тока, если в вашем распоряжении имеется только амперметр; предложенный вами способ проверьте на опыте; сравните результаты, полученные при определении внутреннего сопротивления в первом и втором случае.

(Решение. Цепь собирают по схеме, приведенной на рис. 11. Измеряют силу тока при двух различных значениях внешнего сопротивления.

Из формулы / = &/(R + г) и с учетом того, что fi= const, a IR= U, получают уравнение + // = I2R2 + I/. Откуда:

Действие магнитного поля на ток

Приборы и материалы: источник тока, прямоугольная катушка (20-25 витков) из тонкого медного провода, образный магнит, амперметр, реостат, соединительные проводники, ключ.

Задания

1. Выполните лабораторную работу по описанию в учебнике «Физика-10» Г.Я.Мякишева и Б.Б.Буховцева.
2. Исследуйте (качественно), как зависит сила, действующая на участок проводника с током, помещенный в магнитное поле (сила Ампера), от длины проводника (ее можно изменять, меняя число витков в катушке), от силы тока в проводнике и от величины индукции магнитного поля (последнюю можно изменять путем перемещения катушки вдоль ножки-магнита (рис. 12, а).

(Силу, действующую на участок проводника, нетрудно оценить по углу отклонения рамки или просто по

интенсивности ее отброса в момент замыкания цепи.)

Посмотрите, в каком случае опыты получаются более наглядными: когда рамка втягивается внутрь магнита при замыкании цепи или когда она выталкивается из него.

3. Предскажите, как будет вести себя катушка после замыкания цепи, находясь в положениях а нб (рис. 12, б), затем проверьте свои ответы на опыте.
4. В заключение скажите, подтверждается ли (качественно) проделанными вами опытами формула FK- В \1\ Д/ sin а.

Закон электролиза

Приборы и м ате р и ал ы: батарея аккумуляторов, стеклянная банка с раствором медного купороса, электроды медные пластинчатые и угольные цилиндрические на колодке с клеммами (можно использовать набор Горячкина по электролизу), электроплитка, амперметр, часы с секундной стрелкой (или электронные), весы чувствительные, вода, ключ.

Задания

1. Используя выданное оборудование, определите полюса источника тока (во всех опытах, которые вы будете выполнять, сила тока в цепи не должна превышать 1 А).

(Возможное решение: в банку с раствором CuS04 опускают два угольных электрода. При протекании тока через 1—2 мин на стержне, соединенном с отрицательным полюсом батареи, появляется розоватый налет меди.)

2. Возьмите в качестве электродов две медные пластины. Рассчитайте, какое количество меди выделится на катоде в процессе электролиза в течение 25 мин (электрохимический эквивалент меди К = 0,329 мг/Кл). Полученный результат проверьте на опыте.

(Указания: хорошо очистите поверхность пластины-катода сначала наждачной бумагой, затем сухой тряпочкой до ее взвешивания и после опыта — перед повторным взвешиванием, — осторожно сполосните холодной водой и просушите над электроплиткой или над пламенем спиртовки, не поднося ее близко к пламени; время электролиза определите с точностью до 2 с; следите за тем, чтобы сила тока при электролизе не менялась; при необходимости регулируйте ее с помощью реостата.)

3. На основе полученных вами данных определите заряд электрона, используя формулу

\е\- М Ш nNA т

Сравните полученную величину заряда электрона с табличной (1,6 • 10" Кл) и определите абсолютную и относительную погрешности.