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

34893. Поняття людських потреб 28 KB
  Матеріальні потреби це бажання споживачів отримати товари та послуги що приносять їм задоволення. Індивідуальні потреби людини споживчі товари і послуги: а первинні задовольняють життєво необхідні потреби людини фізіологічні об'єкт потреб: предмети першої необхідності; б вторинні задовольняють естетичні та культурні потреби кіно театр спорт книги тощо об'єкти потреб: предмети розкоші. Суспільні потреби потреби урядових установих і громадських організацій фірм що...
34894. Методи економічноі теоріі 32 KB
  Факти описова або емпірична теорія займається збором фактів що відносяться до визначеної проблеми в економіці і співставляє гіпотезу з фактами для підтвердження цієї теорії. Індуктивний метод дослідження це виведення економічних принципів тобто створення теорії на основі добору накопичення систематизації й аналізу конкретних фактів господарського життя. Процес пізнання йде від часткового до загального від фактів до теорії. Дедуктивний метод створення економічної теорії з подальшим...
34895. Ресурси і фактори виробництва 27 KB
  Але задовольнити усі свої потреби одна люди самостійно не може тобто процес виробництва здійснюється не ізольованії: А суб'єктами господарювання а в системі суспільного поділу праці. Процес виробництва носить суспільний характер і в економічі теорії розглядається з двох сторін: 1. ВИРОБНИЦТВО і ресурси фактори виробництва результати функціонуючі...
34896. Процес виробництва,типи відтворення 26.5 KB
  Але задовольнити усі свої потреби одна люди самостійно не може тобто процес виробництва здійснюється не ізольованії: А суб'єктами господарювання а в системі суспільного поділу праці. Процес виробництва носить суспільний характер і в економічі теорії розглядається з двох сторін: 1. Результатом виробництва є підсумок людської діяльності тобто і иорення суспільного багатства .
34897. Кругообіг продуктів (товари і послуги) та доходів 230 KB
  Поділ праці сукупність всіх існуючих операцій і видів трудової 1 діяльності. Основним результатом поділу спеціалізації праці є: а використання регіональних особливостей у рамках країни; б використання міжнародних вигод поділу праці. При виникненні розподілу праці люди стали обмінюватися результатами своєї праці.
34898. Правила власності, типи власності 435.5 KB
  Право володіння тобто право виняткового фізичного контролю на благами. Право використання тобто право застосування корисни1 властивостей блага для себе. Право управління тобто право вирішувати хто і як буд забезпечувати використання благ. Право на прибуток тобто право мати результати від використань благ.
34899. Види підприємств, недоліки і переваги 24.5 KB
  Підприємництво це організація корисної продуктивної діяльної спрямованої на виробництво товарів і надання послуг з метою одержав прибутку. Індивідуальне підприємництво це одноосібнее володії ресурсами і результатами праці тобто самостійне ведення справ і організа бізнесу у своїх інтересах. Колективне підприємництво партнерство це така форма і'ШИІчації бізнесу коли всі господарські операції по володінню і керуванню ■ і іигмством здійснюють дві або більше фізичні і або юридичні особи. Корпоративне...
34900. Основні організацыйно планові форми підприємств 23 KB
  Товариство з обмеженою відповідальністю це така форма організаці підприємства при котрій статутний фонд капітал утворюється за рахунок внесків засновників що несуть обмежену відповідальність по забовязан ях фірми в межах своїх часток. Товариство з додатковою відповідальністю це таке товариств статутний фонд якого формується за рахунок внесків його учасників. Товариство з повною відповідальністю це таке товариство учасники якого вносять пайовий внесок у формування статутного фоі підприємства...
34901. Сутність економічної організації виробництва 25.5 KB
  Сутність економічної організації виробництва У процесі виробництва завжди виникають декілька питань: що як і виробляти. Виробництво коли доцільне максимальні результати забезпечуються мінімальними витратами І мі їй можливо найбільше задоволення потреб при використанні наявних Ч р Ііким чином економічна ефективність характеризує зв'язок між кількістю одиниць рідкісних ресурсів що застосовуються в процесі Цн ніш і кількістю якогось продукту яка одержана в...