Фізика і астрономія. Рівень стандарту. 11 клас. Засєкіна

Практикум

ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРОЄМНОСТІ КОНДЕНСАТОРА

Обладнання: конденсатор електролітичний (10-30 В, 2000 мкф), мікроамперметр (0-100 мкА або 0-200 мкА), вольтметр (0-6 В), резистор (50-100 кОм), джерело постійного струму (4 В), ключ, з’єднувальні провідники, секундомір.

Вказівки щодо виконання роботи

1. Складіть електричне коло за схемою (мал. 79).

Мал. 79

2. Замкнувши коло, зарядіть конденсатор до напруги джерела U.

3. Розімкніть коло. Вимірюйте силу струму в колі в різні моменти часу в процесі розряджання конденсатора через резистор і мікроамперметр.

4. Побудуйте графік залежності сили струму в колі від часу й обчисліть площу фігури, обмеженої осями та графіком залежності. Ця площа відповідатиме заряду q, який пройшов через мікроамперметр за час розряджання конденсатора.

5. Обчисліть електроємність конденсатора як відношення заряду q конденсатора до напруги U на його обкладках.

ВИМІРЮВАННЯ ЕРС І ВНУТРІШНЬОГО ОПОРУ ДЖЕРЕЛА СТРУМУ

Обладнання: гальванічний елемент (акумулятор або батарейка), лабораторний амперметр, лабораторний вольтметр, реостат (6-8 Ом, 2 А), ключ, з’єднувальні провідники.

Вказівки щодо виконання роботи

1. Складіть електричне коло за схемою, зображеною на малюнку 80.

Мал. 80

2. Запишіть покази вольтметра при розімкнутому вимикачі К. Ця напруга приблизно дорівнює ЕРС джерела за умови, що опір вольтметра значно перевищує внутрішній опір джерела.

3. Замкніть коло й реостатом відрегулюйте силу струму так, щоб відлік амперметра дорівнював цілому числу поділок.

4. Запишіть значення сили струму I й напруги на зовнішній ділянці кола U.

5. Обчисліть напругу на внутрішній ділянці кола UB = ε - U.

6. Визначте внутрішній опір джерела струму за формулою

7. Змінюючи положення повзунка реостата, повторіть дослід тричі. Виконайте обчислення. Визначте середнє значення внутрішнього опору джерела струму.

ДОСЛІДЖЕННЯ ЯВИЩА ЕЛЕКТРОМАГНІТНОЇ ІНДУКЦІЇ

Обладнання: котушка з 1200 витками, дві котушки з осердями, два підковоподібні магніти, гальванометр демонстраційний, джерело постійного струму на 5-6 В, реостат на 30 Ом, реостат на 10 Ом, ключ, з’єднувальні провідники.

Вказівки щодо виконання роботи

1. Приєднайте котушку з 1200 витків до гальванометра. Швидко вставте магніт у котушку, спостерігаючи при цьому за показами приладу. Залишіть магніт у котушці й спостерігайте за стрілкою приладу. Потім швидко витягніть магніт з котушки, спостерігаючи за показами гальванометра. Зробіть висновок.

2. Повільно вставте в котушку, яка замкнена на гальванометр, або витягніть з неї два магніти, складені однойменними полюсами. Повторіть дослід, збільшивши швидкість руху магнітів. З’ясуйте, у яких випадках сила індукційного струму більша та як змінюється напрямок струму під час досліду.

3. Повторіть досліди, рухаючи котушку відносно нерухомого магніту Зробіть висновок.

4. Послідовно з гальванометром приєднайте ще й реостат і приблизно з однаковою швидкістю вставляйте в котушку (або витягуйте з неї) магніт. При цьому реостат спочатку виведіть на нуль (R = 0), а в іншому досліді введіть повністю (R = 10 Ом). Зафіксуйте покази гальванометра й зробіть висновок.

5. Складіть електричне коло за схемою (мал. 81).

Мал. 81

6. Використовуючи ключ, замкніть і розімкніть коло, зафіксуйте при цьому напрямок відхилення стрілки гальванометра. За напрямком відхилення стрілки визначте напрямок індукційного струму, напрямок індукції магнітного поля цього струму, а за полярністю джерела струму — напрямок струму в первинній котушці та напрямок індукції магнітного поля цього струму. Поясніть, який напрямок має індукційний струм порівняно з індукуючим під час замикання й розмикання індукуючого струму, а також під час збільшення та зменшення індукуючого струму. Перевірте виконання в цих дослідах правила Ленца.

7. Використовуючи те само коло, повністю виведіть реостат, замкніть коло й за допомогою реостата швидко збільшуйте й зменшуйте опір кола. Зафіксуйте максимальне відхилення стрілки гальванометра в момент замикання кола, під час швидкого та повільного зменшення опору кола. Зробіть висновок про значення ЕРС індукції в цих дослідах.

8. Вставте й вийміть з обох котушок сталеве осердя. Увесь час спостерігайте за показами гальванометра.