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

66134. ФИНАНСОВЫЕ ПРАВООТНОШЕНИЯ В СФЕРЕ ОБРАЗОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ РЕГИОНАЛЬНОЙ И ГЛОБАЛЬНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ИНТЕГРАЦИИ 58 KB
  Система высшего образования России XXI века ориентирована на соответствие мировым стандартам высшего образования. Мировые стандарты высшего образования сегодня это требования заявленные в Лиссабонской Сорбоннской Болонской декларациях...
66135. ПОНЯТИЕ И СУЩНОСТЬ ГОСУДАРСТВЕННЫХ ИНВЕСТИЦИЙ 62.5 KB
  Кроме того важной разновидностью инвестиционной деятельности многие экономисты В. Необходимо отметить наличие требований которые инвестиционные теории предъявляют к субъектам инвестиционной деятельности с иностранным капиталом: использование определенной доли национальных товаров...
66136. КОНТРОЛЬ НАД ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БЮДЖЕТНЫХ ИНВЕСТИЦИЙ И АССИГНОВАНИЙ В ДОРЕВОЛЮЦИОННОЙ РОССИИ (НА ПРИМЕРЕ ВОЕННОЙ СФЕРЫ) 62.5 KB
  Примечательно что в России накоплен обширный опыт финансового контроля над эффективностью бюджетных инвестиционных ассигнований указанного вида который с необходимыми поправками должен быть востребован и в настоящее время.
66137. РАЗГРАНИЧЕНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ И НАДЗОРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В СФЕРЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНОЙ ВЛАСТИ 89 KB
  Следует отметить подобный подход к пониманию объектов управления так как учитывая неразрывную связь категорий управления контроля и надзора они должны пользоваться единым терминологическим аппаратом. Пожалуй наиболее точным определением сущности контроля...
66138. ОРГАНИЗАЦИЯ АДМИНИСТРАТИВНОГО НАДЗОРА В СФЕРЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ 95.5 KB
  Смена формы собственности поставила новые задачи в том числе и в надзорной деятельности. 20 среди которых: государственное регулирование и контроль в отнесенных законодательством Российской Федерации к сферам деятельности субъектов...
66140. Сучасні технології організації готельного та ресторанного обслуговування на ТОВ «САССК» в готелі «Радіссон Блу» 319.5 KB
  Метою практики було оволодіння сучасними технологіями організації готельного та ресторанного обслуговування, методами, формами управління підприємством готельно-ресторанного господарства та його окремими підрозділами, організації праці фахівців індустрії...