Лабораторная работа "Сборка электрической цепи и измерение сил тока в её различных участках". Сборка электрической цепи и измерение силы тока в её различных участках Как собрать электрическую цепь лабораторная работа
Сборка электрической цепи и измерение силы тока в ее различных участках.
Цель работы: убедиться на опыте, что сила тока в различных последовательно соединенных участках цепи одинакова.
Это первая ваша лабораторная работа по электричеству. Вообще, лабораторные работы по электричеству не более опасны, чем замена батарейки в фонарике или электронной игрушке. Но навыки работы с электрическими цепями и электроприборами вам, вероятно, потребуется применять и в будущем, как на лабораторных работах в старших классах, так и в быту. Поэтому рекомендуем внимательно прислушаться к тому, что учитель рассказывает о технике безопасности. В жизни пригодится.
Итак, в этой лабораторной работе нам предстоит измерять силу тока в цепи. Мы помним из учебника, что сила тока равна отношению электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения.
Если применять аналогию с желобом, по которому течет вода, то силой тока можно назвать отношение объема воды проходящего через сечение желоба ко времени его прохождения. Если вода течет по желобу свободно, нигде не скапливаясь, то время прохождения одного итого же объема воды через сечение желоба одинаково в любом его месте. Точно так же обстоят дела с электрическим током. Сила тока в различных участках цепи, где все приборы соединены последовательно, одинакова. В чем нам предстоит убедиться на опыте.
Пример выполнения работы.
1. Что обозначают знаки «+» и «-» возле клемм прибора?
Эти знаки обозначают полюса источника тока, к которым нужно подключать прибор.
2. Какую максимальную силу тока можно им измерять?
3. Какова цена деления его шкалы?
Какую наименьшую силу тока можно измерить этим прибором?
$C = 0.05 A$; $I_{min} = \frac{0.05}{2} = 0.025 A$.
2. Сборка электрической цепи и измерение силы тока в ней.
1. Соберите электрическую цепь согласно рисунку. Проверьте правильность сборки с учителем! Замкните цепь.
2. Начертите схему цепи и сплошной стрелкой укажите на ней направление тока в цепи, а пунктирной — направление дви-жения носителей заряда.
3. Измените на противоположное направление тока в цепи. Проверьте цепь с учителем! Напишите, как вы это сделали и повлияло ли изменение направления тока на силу тока и на свечение лампочки.
Поменяли местами провода на источнике тока и амперметре. Сила тока не изменилась.
4. Измерьте и занесите в таблицу значения силы тока проте-кающего между клеммой «+» источника тока и ключом (уча-сток 1); силы тока протекающего между ключом и лампочкой (участок 3); силы тока I4, протекающего между лампоч-кой и клеммой «-» источника тока (участок 4). Сделайте вы-воды о значении силы тока на различных участках цепи.
$I_1 = 0.5 A$;
$I_2 = 0.5 A$;
$I_3 = 0.5 A$;
$I_4 = 1.25 A$.
5. Начертите схемы цепей при измерениях силы токов $I_3$ и $I_4$.
Схема 2 и Схема 3
6. Замените в последней цепи лампочку сначала резистором на панельке, затем резистором на держателях. Измерьте и зане-сите в таблицу значения силы токов в них $I_4"$ и $I_4"$.
7. Сравните значения силы токов $I_4$, $I_3"$ и $I_4"$ и сделайте выводы.
$I_1 = I_2 = I_3$;
$I_3 < I_4$.
Включение амперметра в различных точках цепи не изменяет силы тока, а замена лампочки на резистор изменяет силу тока.
3. Ответы на контрольные вопросы/
1. Почему сила тока в различных участках цепи одинакова?
Потому что в разных участках цепи ток проходит за одинаковое время.
2. Отразится ли на свечении-лампочки исключение из цепи ам-перметра? Почему?
Нет, не отразится. Потому что амперметр имеет маленькое сопротивление и практически не потребляет электричества.
Лабораторные работы → номер 1
Оборудование: источник питания, лампочка на подставке, амперметр, ключ, соединительные провода.
Указания к выполнению работы
1. Рассмотрите амперметр. Обратите внимание на знаки « + » и « — » у его зажимов. Перечертите шкалу амперметра (без стрелки) в тетрадь. Определите цену деления прибора.
2. Начертите схему электрической цепи, состоящей из последовательно соединенных приборов, перечисленных в списке оборудования. Соберите эту цепь. Для этого расположите на столе все приборы в том же порядке, в каком они изображены на схеме, после чего соедините их проводами.
3. Измерьте силу тока в цепи. На шкале амперметра, которая была нарисована в тетради, изобразите стрелку, указывающую соответствующую силу тока. Показания амперметра запишите в тетрадь.
4. Измерьте силу тока на другом участке цепи. Для этого отключите источник питания, переставьте амперметр в другое место цепи и снова включите цепь. Сравните показания амперметра с предыдущим. Сделайте вывод.
Первая работа в лабораторном практикуме очень простая и не займет у вас много времени. В ней вы соберете простейшую последовательную электрическую цепь и измерите силу тока на различных ее участках с помощью амперметра. Так как цепь последовательная, то следует ожидать, что сила тока, измеренная на разных участках, одинакова (в пределах погрешности). Если это не так, то это значит, что вы ошиблись и вам следует переделать работу.
Пример выполнения работы:
Цена деления амперметра:
Показания амперметра в первом случае: I1 = 0,5 A. Показания амперметра во втором случае: I2 = 0,5 A.
Вывод: сила тока на различных участках последовательной цепи одинакова.
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО КРУГОМ, ПОЛОН ИМ ЗАВОД И ДОМ, ВЕЗДЕ ЗАРЯДЫ: ТАМ И ТУТ, В ЛЮБОМ АТОМЕ «ЖИВУТ». А ЕСЛИ ВДРУГ ОНИ БЕГУТ, ТО ТУТ ЖЕ ТОКИ СОЗДАЮТ, НАМ ТОКИ ОЧЕНЬ ПОМОГАЮТ, ЖИЗНЬ КАРДИНАЛЬНО ОБЛЕГЧАЮТ! УДИВИТЕЛЬНО ОНО, НА БЛАГО НАМ ОБРАЩЕНО, ВСЕХ ПРОВОДОВ «ВЕЛИЧЕСТВО» ЗОВЕТСЯ «ЭЛЕКТРИЧЕСТВО!»
: Продолжите предложения: Источник тока, приемники, замыкающие устройства, соединенные между собой проводами, составляют… Чтобы в цепи был ток, она должна быть… Чертежи, на которых изображены способы соединения электрических приборов в цепь, называются…
I=q/t, где I- сила тока, q - электрический заряд, t - время. Впервые определение силы тока дал Андре-Мари Ампер () – французский ученый, физик и математик.
В повседневной жизни нас окружают электроприборы, мы ими пользуемся, поэтому необходимо знать, какой должна быть сила тока в электрической цепи, чтобы приборы работали в нормально режиме Мы должны знать, какой максимальный ток мы можем подать в тот или иной провод, иначе он или расплавится, или сгорит. Также учитывают силу тока при производстве электромонтажных и электроремонтных работ.
При включении в цепь амперметр, как всякий измерительный прибор не должен влиять на измеряемую величину, при его включении в цепь сила тока в ней почти не изменяется. Амперметры используются с разной ценой деления (определите цену деления амперметра). На какую максимальную силу тока он рассчитан? Превышать силу тока нельзя, иначе прибор будет испорчен.
Прежде чем приступить к выполнению задания, повторим правила техники безопасности при работе с электроприборами: 1. Будьте внимательны и дисциплинированны, точно выполняйте указания учителя. 2. Не приступайте к выполнению работы без разрешения учителя. 3. При проведении опытов не допускайте предельных нагрузок измерительных приборов. 4. При сборке электрической цепи избегайте пересечения проводов. 5. Собранную цепь включайте только после проверки и с разрешения учителя. 6.По окончании работы отключите источник электропитания, после чего разберите электрическую цепь.
Домашнее задание Конструкторское задание: Составьте проект электрической схемы освещения помещения. Схема должна обеспечить выполнение таких условий: помещению дают свет три лампы с отдельным включением, при перегорании или выключении одной лампы остальные не гаснут, существует автоматическое отключение цепи от источника тока при коротком замыкании; источник тока - гальванический элемент.
При работе с электрическими приборами необходимо строго и неуклонно соблюдать меры предосторожности, иначе ваша жизнь будет подвергаться опасности. Сила тока при частоте 50 ГцЭффект действия тока 0-0,5 мАОтсутствует 0,5-2 мАПотеря чувствительности 2-10 мАБоль, мышечные сокращения мАРастущее воздействие на мышцы, некоторые повреждения мАДыхательный паралич 100 мА-3 А необходима срочная реанимация Более 3 АОстановка сердца. Тяжелые ожоги. (Если шок был кратким, то сердце можно реанимировать)
"Отгадайте слова" РЕМАП (единица физической величины) ЛУНОК (единица физической величины) РОЗОЛТИЯ (тело, которое сделано из диэлектрика) СЛЕКЭРПООКТ (физический прибор) НОРТКЕЛЭ (частица, обладающая самым маленьким зарядом в природе)
Виды самостоятельной работы:
Составление презентаций или докладов «Электрическое поле» в моей будущей профессии.
Составление презентаций или докладов «Электромагнитные явления» в моей будущей профессии.
Литература:
Мякишев Г.Я., Бухоцев Б.Б. Физика 10 М.: Просвещение. 2000,с 91-128,133-146,150-162
Мякишев Г.Я., Бухоцев Б.Б. Физика 11 М.: Просвещение. 2000,с 4-19, 94-129
Дмитриева В.Ф. Физика: Учебник для средних специальных учебных заведений М.: Академия, 2010, с.117-138
Средства обучения:
Тема 1.4. Строение атома и квантовая физика
Требования к знаниям:
механизм теплового излучения;
квантовую природу света, гипотезу Планка;
законы внешнего фотоэффекта;
уравнение Эйнштейна для фотоэффекта, давление света;
сущность опытов Резерфорда, модель атома Резерфорда и Бора, состав атомного ядра;
экспериментальные методы регистрации заряженных частиц;
сущность радиоактивности, состав радиоактивного излучения и его характеристики;
физическую сущность природы ядерных сил и дефекта массы;
механизм деления тяжелых атомных ядер, принцип работы ядерного реактора;
развитие атомной энергетики и проблемы экологии;
сущность термоядерного синтеза;
достижения ученых в решении проблемы управляемой термоядерной реакции, строение солнца и звёзд, основные этапы эволюции звёзд.
Требования к умениям:
решать задачи с использованием уравнения фотоэффекта, на вычисление энергии и импульса фотона;
формулировать постулаты Бора;
объяснять свойства элементарных частиц;
решать задачи на использование закона радиоактивного распада, на использование дефекта массы и энергии связи в ядре, на составление уравнений ядерных реакций;
рассчитывать энергетический выход термоядерной реакции;
решать задачи на сохранение баланса энергии при термоядерных реакциях.
Фотоэффект и корпускулярные свойства света. Использование фотоэффекта в технике. Строение атома: планетарная модель и модель Бора. Поглощение и испускание света атомом. Квантование энергии. Принцип действия и использование лазера.
Строение атомного ядра. Радиоактивные излучения и их воздействие на живые организмы. Энергия расщепления атомного ядра. Ядерная энергетика и экологические проблемы, связанные с ее использованием.
Демонстрации
Фотоэффект.
Фотоэлемент.
Излучение лазера.
Счетчик ионизирующих излучений.
Виды самостоятельной работы:
Составление опорного конспекта «Строение атома»
Литература:
Мякишев Г.Я., Бухоцев Б.Б. Физика 11 М.: Просвещение. 2000,с 160-170, 185-220
Дмитриева В.Ф. Физика: Учебник для средних специальных учебных заведений М.: Академия, 2010, с.348-362,367-412
Средства обучения: Необходимое оборудование для лабораторных работ, Интерактивная доска, ПК, слайдовые презентации.
Раздел 2. Химия с элементами экологии
Тема 2.1 Вода, растворы
Требования к знаниям:
загрязнение вод, способы очистки;
опреснение воды;
вода и её биологическая роль;
роль воды в жизни клетки и организма;
круговорот воды в природе;
химические и физические свойства воды;
растворение веществ в воде;
водные ресурсы Земли;
применение воды в промышленности, сельском хозяйстве и быту;
Требования к умениям:
определение загрязнений в воде;
определение жёсткости воды и способы её устранения;
свойства воды;
минеральные вещества.
Вода вокруг нас. Физические и химические свойства воды. Растворение твердых веществ и газов. Массовая доля вещества в растворе как способ выражения состава раствора.
Водные ресурсы Земли. Качество воды. Загрязнители воды и способы очистки. Жесткая вода и ее умягчение. Опреснение воды.
Демонстрации Физические свойства воды: поверхностное натяжение, смачивание. Зависимость растворимости твердых веществ и газов от температуры. Способы разделения смесей: фильтрование, дистилляция, делительная воронка.
Лабораторная работа № 6. Приготовление растворов с заданной массовой долей растворенного вещества.
Лабораторная работа №7. Очистка загрязненной воды.
Виды самостоятельной работы студента: Подготовить проект по режиму экономии бытового потребления воды. Какую информацию несут этикетки на бутылках с минеральной водой.
Литература: Габрилян О.С. Химия. – М..: Дрофа, 2009 -223 с.
Средства обучения: схема круговорота воды в природе; прозрачный плоскодонный стеклянный цилиндр, диаметром 2-2,5 см. высотой 30 – 35см, мерный цилиндр на 250 мл, дистиллированная вода.