Время выполнения : 1 час.

Дидактическое обеспечение, оборудование (материалы): источник тока, вольтметр, миллиамперметр, провода.

Вывод расчётных формул

Согласно закону Ома для полной цепи ЭДС ε источника тока, его внутреннее сопротивление r, сила тока I в цепи и сопротивление R внешнего участка цепи связаны соотношением ε = IR + Ir. С учётом того, что напряжение на внешнем участке цепи U = IR, получим ε = U + Ir. Если выполнить непосредственные измерения силы тока I1 и I2 и напряжения U1 и U2 при двух различных значениях сопротивления внешнего участка цепи, то получим систему, состоящую из двух уравнений:

ε = U₁ + I₁r

ε = U₂ + I₂r

Отсюда выразим r.

Ход работы

№	U, В	I, А	r, Ом	<r>, Ом	ε, В	< ε >, В

1. Установите движком на источнике тока выбранное напряжение.

2. Соберите электрическую цепь согласно следующей схеме:

Проверьте правильность соединения проводников. Проверьте работу цепи при разомкнутом и замкнутом выключателе.

3. Обдумайте, каким образом в данной цепи с помощью вольтметра можно измерить ЭДС источника тока, и приведите цепь в соответствующее состояние.

4. Занесите результаты измерения ЭДС источника тока ε с вольтметра в таблицу.

5. Приведите цепь в нормальное состояние для измерения внутреннего сопротивления r _пр.

6. Выберите положение движка реостата для получения наибольшей точности измерения внутреннего сопротивления.

7. Снять показания амперметра I _пр.

8. Снять показания вольтметра U _пр.

9. Введите в таблицу значения:

По данным таблицы рассчитайте внутреннее сопротивление источника тока, используя формулу:

r = , где ε – ЭДС источника тока

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вычислите относительную погрешность измерения внутреннего сопротивления источника тока:

ε=

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольный вопросы:

1.Объясните, почему для изготовления нагревательных элементов применяют проводники с большим удельным сопротивлением, а для проводящих проводников - с малым.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Дайте определениеЭДС источника тока

________________________________________________________________________________________________________________________

Выводы:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторная работа № 5

«Изучение колебаний груза на нити»

Цель: изучение зависимости характеристик математического маятника от амплитуды колебаний, массы груза, длины нити.

Дидактическое обеспечение, оборудование (материалы):: два математических маятника с подвесами (шариками различной массы), штатив с зажимом, линейка, секундомер, весы, разновес.

Ход работы

1. Найдите массу шарика первого маятника путем взвешивания: m₁=____г =________кг.

2. Измерьте длину маятника (от точки подвеса до центра шарика). Длина должна быть не менее 1м. l ₁=____см =____м.

3. Изучите зависимость периода колебаний маятника от амплитуды его колебаний

4. По результатам измерений и вычислений сделайте вывод, зависит ли период малых колебаний маятника от амплитуды его колебаний.

Выводы: _________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________

Таблица 1.

№	l₁, м	m₁, кг	N	, м	, с	T, c	T_средн, c

5. Найдите массу шарика второго маятника путем взвешивания: m₂=…г =…кг.

Таблица 2.

№	l₁, м	m₂, кг	N	, м	, с	T, c	T_средн, c

6. Сравните полученное значение периода колебаний с полученным в таблице 1. По результатам измерений и вычислений сделайте вывод, зависит ли период малых колебаний маятника от массы шарика.

Выводы: _________________________________________________________

7. Измените длину маятника: сначала l₂ =75см и затем l₃ =50см. Повторите измерение периода колебаний, оставив неизменными массу m₂ шарика и амплитуду его колебаний.

Таблица 3.

№	l, м	m₂, кг	N	, м	, с	T, c	T_средн, c

8. По результатам измерений и вычислений сделайте вывод, зависит ли период колебаний маятника от его длины.

Выводы: _________________________________________________________

Контрольные вопросы:

1) Какую длину имеет математический маятник, период колебаний которого π

секунд?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

2)Как изменится период колебаний маятника, если массу шарика уменьшить в 3 раза, а длину нити маятника увеличить в 3 раза?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Выводы:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Суперзадание. Изготовьте математический маятник длиной 1 м. Экспериментально определите период его колебаний. Результат проанализируйте и сделайте вывод.

Лабораторная работа № 6

«Изучение ускорения свободного падения с помощью математического маятника»

Цель: измерение ускорения свободного падения с использованием формулы Гюйгенса для расчета периода колебаний математического маятника.

Оборудование: математический маятник, штатив с зажимом, линейка, секундомер.

Ход работы

1. Измерьте длину маятника (от точки подвеса до центра шарика). Длина должна быть не менее 1м. l =____см =____м.

2. Отклоните маятник на 5-10см и отпустите его.

3. Измерьте не 5 раз время 50 полных колебаний маятника.

№	, с	, с	, м	N	g, м/с²
			–	–	–
			–
			–
			–
			–
среднее

Таблица 1.

4. Вычислите среднюю абсолютную погрешность измерения времени:

5. Вычислите среднее значение ускорения свободного падения:

6. Сравните полученное значение

со значением

и рассчитайте относительную

и абсолютную

погрешности измерений по формулам:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Запишите результат измерения ускорения свободного падения и относительную погрешность его измерения в виде:

Контрольные вопросы:

1. Одинаково ли ускорение свободного падения на полюсе Земли и на ее экваторе? Ответ обоснуйте.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Можно ли измерить ускорение свободного падения с помощью математического маятника в условиях невесомости? Ответ обоснуйте.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Выводы:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторная работа № 7

«Измерение жесткости пружины на основе закономерностей колебаний пружинного маятника»

Цель: измерение жесткости пружины с помощью груза.

Дидактическое обеспечение, оборудование (материалы):: набор грузов, пружина, штатив, линейка, секундомер, весы, разновес.

Ход работы

1. Определите массу груза с помощью весов.

2. Отклоните груз на пружине вниз приблизительно на 2 см и отпустите его.

3. Измерьте не менее пяти раз время 20-ти полных колебаний.

4. Вычислите период колебаний T.

№	m, кг	N	, с	T, с	, Н/м





средн.

Таблица 1.

5. Выведите формулу для нахождения жесткости пружины через формулу периода колебаний пружинного маятника:

6. Вычислите среднюю жесткость пружины :

Выводы:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольные вопросы:

1. По какому закону происходят колебания тела, подвешенного на пружине?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Зависит ли частота колебаний пружинного маятника от амплитуды колебаний?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Каким бы был результат выполнения данной работы в условиях невесомости?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Выводы:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Суперзадание.

Как изменится период колебания груза на пружине, если две пружины соединить параллельно? Последовательно? Ответ обоснуйте теоретически и проверьте экспериментально.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторная работа № 8

«Измерение длины световой волны с помощью дифракционной
решетки»

Цель: измерение периода дифракционной решетки при помощи лазера, измерение длины световой волны для красной и фиолетовой границ спектра при помощи дифракционной решетки.

Дидактическое обеспечение, оборудование (материалы): набор дифракционных решеток с различным периодом; лазер с известной длиной волны; лампочка; источник тока; экран с миллиметровыми делениями, собирающая линза, линейка.

Вывод расчетных формул:

где –длина волны излучения; –период дифракционной решетки; –порядок дифракционного максимума ().

При малом значении угла , т.е. при первом максимуме (m=1), . Тогда:

где – расстояние от нулевого до первого дифракционного максимума; – расстояние от дифракционной решетки до экрана.

Период дифракционной решетки можно выразить через количество штрихов N на 1 мм длины:

Ход работы

Цвет света (Красный)	l,м	L,м	,м	λ,м	ε



Среднее значение

Цвет света (фиолетовый)	l,м	L,м	,м	λ,м	ε



Среднее значение

1. Направьте свет от лазера с длиной волны 655нм на первую дифракционную решетку. Примечание: в оправе на одном стекле находятся сразу четыре дифракционных решетки с различными периодами.

2. Установите экран на расстоянии 15-45 см от дифракционной решетки. Измерьте L(мм) линейкой. ____________________

3. Откорректируйте положение экрана так, чтобы центральный максимум находился по центру экрана со шкалой.

4. Измерьте расстояние (мм) от центрального максимума до первого максимума._________ Примечание: Чтобы не ошибиться измерьте это расстояние как справа, так и слева от центрального максимума (оно должно быть одинаковым).

5. Рассчитайте период дифракционной решетки №1 по формуле (3).

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Вычислите длину волны , соответствующую красной границе воспринимаемого глазом спектра. Используйте формулу (4).

7. Вычислите длину волны для фиолетового края спектра. Используйте формулу (4).

Контрольные вопросы:

1. В каком порядке следуют цвета в дифракционном спектре от центрального максимума?

2. Как зависит ширина дифракционного спектра от количества штрихов на 1мм длины (от периода дифракционной решетки)?

Выводы:
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Суперзадание: Как изменится характер дифракционного спектра, если использовать решетку с периодом, в два раза большим, чем в вашем опыте? В два раза меньшим?

Лабораторная работа № 9

Измерение показателя преломления света

Время выполнения : 1 час.

Поиск по сайту