13407

Методика і техніка шкільного демонстраційного експерименту з розділу «Електричний струм» (11 кл.).

Лабораторная работа

Физика

Тема: Методика і техніка шкільного демонстраційного експерименту з розділу Електричний струм 11 кл.. 1. ЕРС. Внутрішній опір джерела струму. Закон ома для повного кола. Обладнання: 1гальванічний елемент демонстраційний 2 вольтметр демонстраційний з додатковим о...

Украинкский

2013-05-11

4.05 MB

7 чел.

Тема: Методика і техніка шкільного демонстраційного експерименту з розділу «Електричний струм» (11 кл.).

1. ЕРС. Внутрішній опір джерела струму. Закон ома для повного  кола.

 Обладнання: 1)гальванічний елемент демонстраційний, 2) вольтметр демонстраційний з додатковим опором на 1 В, 3) амперметр демонстраційний з шунтом на 1 А, 4) реостат на 20 Ом, 5) два щупа, 6) додатковий опір 9 кОм, 7) вимикач демонстраційний, 8) проводи з’єднувані.

Перед дослідом готують гальванічний елемент. У прозору прямокутну посудину розміром приблизно 24Х2,5Х10 см наливають розчин сірчаної кислоти і двохромовокислого калію

Мідний і цинковий електроди попередньо очищають наждачним папером.

Потім електроди закріплюють в пластмасових тримачах з гвинтовими затискачами. На таких же тримачах закріплюють два щупа, зроблені з мідного дроту діаметром 0,8 мм. З одного боку проводу ізоляція зрізана. Такі щупи можуть бути опущені в розчин і підведені дуже близько (на товщину ізоляції) до пластин елементу. Тримачі разом з пластинами і щупами легко знімаються і можуть бити закріплений зовні ванни, коли елементи не працює.

Для досліду установку з гальванічний елементом збирають по малюнку 3-41. Не замикаючи  коло ключем, поміщають на короткий час в електроліт цинкову і мідну пластинки і вимірюють покази вольтметра (1,02 В). Переміщуємо електроди всередині елемента ближче один до одного, а також змінюємо глибину занурення їх у електроліт і знову спостерігаємо, що покази вольтметра не змінюються. Отже, ця напруга - це деяка постійна величина, що характеризує дане джерело струму і не залежить від його геометричних розмірів. Цю величину прийнято називають ЕРС джерела.

Потім замикають ключ і відзначають, що по колу пішов струм, а

вольтметр показує тепер іншу, меншу величину - напругу. Залишаючи зовнішній опір постійним, змінюють знову положення пластин в електроліті і спостерігають за показами амперметра. Встановлюють на досліді, що величина струму в колі змінюється. Це пов'язано зі зміною опору між пластинами, тобто зі зміною тільки внутрішнього опору елементу, так як зовнішнє коло залишалося незмінним. Збільшують або зменшують зовнішній опір і звертають увагу на зміну величини напруги на затискачах джерела струму.

Продовжуючи дослід, вимірюють одночасно падіння напруги на зовнішній і внутрішній ділянках кола. В якості другого вольтметра на 1 В беруть гальванометр від амперметра (шкала 0-10) і підключають до нього додатковий опір 9 кОм. Цей вольтметр приєднують до затискачів. Схема з'єднань показана на малюнку 3-42.

Замкнувши коло, вводять такий опір реостата, щоб вольтметр V1 на зовнішній ділянці показує, наприклад, 0,9 В, і відмічають покази вольтметра V2 яке дорівнює 0,12 В. Потім зменшують опір навантаження, щоб напруга, V1 була 0,8 В. При цьому вольтметр V2 показує 0,23 В. Таким чином роблять кілька вимірів і результати записують в таблицю:

З таблиці видно, що сума падінь напруги на зовнішньому і внутрішньому ділянках кола в межах допустимих похибок досліду є величина постійна і рівна ЕРС джерела

Отже,

або

Звідси отримують математичне вираження закону Ома для повного кола:

2. Провідність атмосферного повітря за норм умов

Покажіть, що гази (атмосферне повітря) в природньому стані є поганими провідниками електричного струму.

  •  встановіть на столі електрометр з кулею на стержні, зарядіть електрометр позитивним зарядом, а потім негативним, і покажіть, що заряд (незалежно від знаку) практично залишається незмінним з часом.
  •  розсувний конденсатор, обкладки якого зєднують з електрометром (одну зі стержнем, а другу з корпусом), встановіть на ізоляційну лавку. Зарядіть електрометр наелектризованою паличкою. Покажіть, що різниця потенціалів практично залишається незмінною з часом.

3. Іскровий розряд

Збирають установку для демонстрації іскрового розряду зі застосуванням високовольтного перетворювача «розряд – 1», який підключають у випрямляч БС-4-12, дотримуючись полярності. Перемикач напруги перетворювача встановлюють в положення «25 кВт». Вмикають випрямляч і перетворювач. Спостерігаючи іскру при різних відстанях борнами.

4. Несамостійний розряд

  1.  Пластини розкладного конденсатора з’єднують з корпусом і стержнем електрометра. Відстань між пластинами встановлюють 2-3 см. З допомогою ебонітової палички (або іншим способом), заряджають електрометр і одночасно конденсатор. Спостерігають відсутність спадання стрілки електрометра. Знизу до пластин конденсатора підносять горючий сірник, спостерігають що відбувається. Роблять висновки.
  2.  Установку збирають по рисунку, а схему по рис 2. Включають перетворювач. Підносять знизу до пластин конденсатор горючий сірник. Спостерігають явище. Роблять висновки.

5. Залежність опору напівпровідників від температури

Установку збирають по рисунку 214.

З термістора знімають нагрівач з дротини. Напругу джерела струму підбирають так, щоб при замиканні кола, стрілка гальванометра відхилилась на 2-4 поділки. Звертають увагу на покази гальванометра. Коли термістор знаходиться при кімнатній температурі, його опускають в склянку з гарячою водою (50-600с) і слідкують за показами гальванометра. Роблять висновок про залежність опору напівпровідників від температури. Переносять термістор в склянку з холодною водою, відмічають покази гальванометра.

6. Залежність опору напівпровідників від освітленості.

Установка збирають по рис. 215.

Замикають ключ і відмічають покази гальванометра (2-4 поділки). Вмикають електричну лампу, що знаходиться на відстані 0,5 м від фото резистора, і повільно наближають її до фото резистора, і слідкують за показами гальванометра.

7. Дія напівпровідникового фотоелемента

Фотоелемент підключають до гальванометра зберігаючи полярність. Електричну лампочку розміщують на відстані 1 м від фотоелемента. При денному освітлені гальванометр показує певну силу струму. Якщо включити електричну лампочку, то сила струму гальванометра зросте. Зменшенням відстані між лампою і фотоелементом сила струму збільшується.

8. Одностороння електропровідність напівпровідникового діода

Обладнання: 1) діоди напівпровідникові Д7Ж на підставці, 2) лабораторний прилад з напівпровідниковим діодом Д7Ж 3) гальванометр демонстраційний від амперметра, 4) батарея акумуляторів напругою 4В, 5) реостат на 3000 Ом, 0,3 А, 6) провідники , 7) навчальна таблиця «Діод».

Перед демонстрацією досліду учням слід дати поняття про електронно-діркові переходи і способи їх отримання, а також розглянути фізичну суть процесів, що призводять до утворення закриваючого шару. Ці відомості необхідні для кращого розуміння досліду.

Напівпровідниковий діод Д7Ж складається з монокристалічної пластинки германію 6, що володіє електронно-дірковою провідністю. У верхню частину пластинки вплавлена крапля індію 5, а нижня частина припаяна оловом 7 до металевого корпусу 4. В процесі плавлення атоми індію дифундуватимуть всередину германію та утворять поверхневу область з дірковою провідністю. Інша частина пластинки, куди атоми індію не потрапили, залишилася з електронною провідністю. В результаті в пластині утворилися дві різко відділеної області з різним видом провідності, тобто електронно-дірковий перехід товщиною в декілька мікрон.

Пластинка германію поміщена в герметично закритий металевий корпус 4, який ізолює її від атмосферного повітря і світла, забезпечуючи роботу електронно-діркового переходу при зміні вологості навколишнього середовища. Від пластинки зроблені два виходи 3, причому один з них проходить у металевій трубці 1, ізольованій від корпусу склом 2. Розглянувши пристрій діода, приступають до демонстранті залежності опору його електронно-діркового переходу від полярності прикладеної напруги. Для цього спочатку збирають демонстраційний омметр за схемою, показаної на рис 3-104, і за допомогою реостата встановлюють в колі струм такої величини, щоб стрілка гальванометра відхилилася до останнього розподілу шкали «0-10» (нуль омметра).

Потім в коло омметра включають напівпровідниковий діод в пропускному напрямків, як показано на схемі пунктиром, і отримують установку, зображену на малюнку 3-105. Омметр показує, що опір діода в пропускному напрямів мало.

За схемою (рис. 3-106, а) пояснюють результати цього досліду. При дії зовнішнього електричного поля, спрямованого від діркового напівпровідника до електронного, основні носії заряду в кожному напівпровіднику рухаються до межі їх розділу і руйнують замикаючий шар, збагачуючи його вільними носіями заряду. Це призводить до зменшення його опору. Електричний струм, створений основними носіями заряду, називають прямим струмом діода

Основні носії заряду відділяються від межі напівпровідника, товщина закриваючого шару збільшується і опір його зростає.

На схемі напівпровідникового діода основні носії заряду в кожному напівпровіднику зображені великими кружечками, а неосновні носії заряду - маленькими.

Висновки:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

45102. The Judicial System of Great Britain 17.32 KB
  The courts in Gret Britin re divided into two lrge groups: criminl division nd civil division. Criminl courts re Mgistrtes Courts nd Crown Courts. The mjority of ll criminl cses re delt with in the Mgistrtes courts by mgistrtes who re lso clled Justice of Pece. Mgistrtes courts normlly consist of three JPs up to seven.
45103. Legal profession in Russia 15.84 KB
  I wаnt to tell you bout min kinds legl profession in Russi. dvocte is licensed lwyer to prctice lw nd independent dviser on legl issues. He should hve higher legl eduction t lest two yers of legl experience nd to pss qulifiction exms. They consult clients on legl issues; drft documents present clients in ll kinds of civil dministrtive litigtions provide criminl defense; nd do ll other legl services.
45104. London 13.53 KB
  London is the capital of the Great Britain. Population of London is about 8 million people. It’s one of the largest cities in the world. It’s one of the most important commercial, cultural and political centers in the world
45105. Police 12.84 KB
  Police is the gency of community or government tht is responsible for mintining public order preventing nd detecting crime. The bsic police mission preserving order by enforcing rules of conduct lws. The conception of the police force s protective nd lw enforcement orgniztion developed from the use of militry bodies s gurdins of pece such s the Pretorin Gurd bodygurd of the ncient Romn Emperors.
45106. Ural State Law Academy and study work 27.5 KB
  Im second yer student of the Url Stte Lw cdemy. Now I wnt to tell some words bout the history our cdemy. The Lw cdemy is one of the biggest higher eductionl institutions in our country. Now it is clled the Url Stte Lw cdemy.
45107. Judicial system of the Russian Federation 27 KB
  Usully these tke the form of hierrchy of courts. In Russi there re bout 14000 judges in 2500 courts of generl jurisdiction on vrious levels. There re courts of first nd second instnce. court of second instnce is one which exmines ppels nd protests ginst sentences nd decisions of courts of first instnce.
45108. The Russian Federation 16.87 KB
  The country is multintion stte. Stte structure The Russin Federtion is democrtic federl stte with republicn form of power. The Hed of Stte is president. The stte emblems re two heded egle three colored flg with: white red nd blue stripes.
45109. The Ural State Law Academy 15.26 KB
  Lter it ws reorgnized into the Siberin Institute of Soviet Lw. In 1934 the Institute moved into Sverdlovsk got the nme of the Sverdlovsk Institute of Lw nd bore this nme till 1992 Now it is clled the Urls Stte Lw cdemy. Till 1976 there ws only one fculty t the Sverdlovsk Lw Institute the Lw fculty. The cdemy hs three Institutes t the dy deprtment: the Institute of the Prosecutors Office the Institute of Justice nd the Institute of Business nd Lw.