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

35147. Информационные системы. Общие сведения 10.58 MB
  К средствам извлечения информации относятся: штатные средства ручного ввода клавиатура мышь; средства автоматизированного ввода с твердых копий сканеры; специализированные средства ручного ввода дигитайзеры световые перья сенсорные экраны; средства ввода речевой информации; средства ввода данных с аппаратуры датчики измерительные устройства аппаратура связи. Это программное обеспечение может быть как достаточно простым и предполагать только передачу операционной системе данных от аппаратных компонентов так и сложным...
35148. редства удалённого выполнения заданий в Windows 38 KB
  Планировщик заданий Windows осуществляет настройку как для локального компьютера так и для удаленной системы. На удаленных системах эта возможность обеспечивается совместной работой нескольких служб и программ: Планировщик заданий это стандартная служба Windows управляющая планировщиком заданий. Создание заданий на локальном компьютере осуществляется через: ПускВсе программыСтандартныеНазначенные задания Создание заданий на удаленном компьютере осуществляется через: Сетевое окружениеОтобразить компьютеры рабочей группывыбираем...
35149. Средства удалённого доступа к сети в Windows 40 KB
  в ОС Windows XP имеются встроенные инструменты для организации таких подключений : Remote Desktop Удаленный рабочий стол Remote ssistnce Удаленный помощник. Remote ssistnce Remote ssistnce позволяет пригласить другого пользователя друга знакомого специалиста для оказания помощи. При этом приглашенный участник в отличие от использования Remote Desktop может наблюдать за действиями пользователя. При этом Remote ssistnt самостоятельно управляет настройками соединения подстраивая объем передаваемых данных под возможности канала...
35150. Виртуальные частные сети. Архитектура и протоколы 42.5 KB
  VPN англ. В зависимости от применяемых протоколов и назначения VPN может обеспечивать соединения трёх видов: узелузел узелсеть и сетьсеть. Уровни реализации Обычно VPN развёртывают на уровнях не выше сетевого так как применение криптографии на этих уровнях позволяет использовать в неизменном виде транспортные протоколы такие как TCP UDP. Пользователи Microsoft Windows обозначают термином VPN одну из реализаций виртуальной сети PPTP причём используемую зачастую не для создания частных сетей.
35151. Методы повышения надёжности хранения данных. Технология RAID 50.5 KB
  Технология RID Одна из причин ведущих к утрате информации аппаратные сбои и поломки. RID это акроним от Redundnt rry of Independent Disks. Этим набором устройств управляет специальный RIDконтроллер контроллер массива который инкапсулирует в себе функции размещения данных по массиву; а для всей остальной системы позволяет представлять весь массив как одно логическое устройство ввода вывода. В зависимости от уровня RID проводится или зеркалирование или распределение данных по дискам.
35152. Цели и задачи администрирования 25 KB
  чтобы предоставить пользователям ИС наилучшее возможности по эффективному использованию ресурсов ИС при объективных ограничениях. 3 квалифицируемая помощь пользователям. Здесь задача состоит в том чтобы реализовать в ИС выбранную стратегию ИБ на базе 1 или нескольких политик безопасности обеспечить использование ИС только санкционированным пользователям предусмотреть резервное копирование и восстановления отдельных ресурсов или всей ИС.
35153. Сетевое администрирование. Основные понятия. Сетевые ОС 26.5 KB
  Компьютерные сети – это совокупность компьютеров связанных коммуникационной системой необходимым программным обеспечением позволяющей пользователям и приложениям получить доступ к ресурсам компьютеров сети. клиентская часть средство запроса на доступ к удаленным серверам транспортные средства сетевой ОС обеспечивающие передачу доступных между компьютерами Среди компонентов сети выделяют сетевые службы – это программные модули работающие в установленном режиме которые предоставляют доступ к конкретным ресурсам компа через сеть....
35154. Модели управления доступом к ресурсам 27 KB
  Основными компонентами ролевой модели разрешения права пользователя Разрешение – определяет тип доступа к объекту или его свойству дается пользователям или группам . разрешения применяются к защищенным объектам Рекомендуется назначать разрешения группам. Существуют группы разрешений которые являются основными или обязательными чтение разрешения смена разрешения смена владельца удаление разрешения Существует специальный вид разрешения – владения которое назначается при создании объектов. Какие бы разрешения не были установлены для...
35155. Администрирование сетей Microsoft. Средства анализа состояния сети в Windows 29 KB
  Средства анализа состояния сети в Windows. Базовые принципы: 1 необходимо иметь точную схему и документацию сети: текущая топологическая схема подробная информация обо всем его сетевом оборудовании его конфигурации и использующихся протоколах IPадресах каналах связи WU сервера и сегментах пользовательских локальных сетей. 2 перед изменениями в сети а так же после этих изменений необходимо оценивать работу в сети для того чтобы делать выводы об отрицательном или положительном влиянии внешних изменений . В Windows отдается приоритет...