Лабораторная работа №10 (часть 2)


НазваниеЛабораторная работа №10 (часть 2)
страница2/11
Дата публикации03.07.2013
Размер1.15 Mb.
ТипЛабораторная работа
userdocs.ru > Физика > Лабораторная работа
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

1. С помощью левой кнопки мыши перетащите красный заряд Q1 в точку X1, синий заряд Q2 - в точку X2. Все параметры зарядов и расстояния указаны в вашем варианте.

Следует помнить, что это предварительная грубая установка зарядов, а поэтому необходимо перейти к следующей - точной.

2. Для точной установки зарядов Q1 и Q2 сначала откройте окно "Параметры зарядов" с помощью пункта "Параметры зарядов" в ниспадающем меню "Свойства". После этого необходимо "переписать" данные вашего варианта в окно "Параметры зарядов".

а) Начните с закрепленного красного заряда Q1. Для этого в окне "Параметры зарядов" с помощью маленьких кнопок со стрелками переключателя "вверх-вниз" установите справа от слов "Заряд" номер заряда "1". В последующих нижних полях с помощью аналогичных переключателей установите точные значения Q1, Y1. Остальные поля, кроме массы заряда (ее не изменяйте), должны содержать нули. Особое внимание обратите на то, чтобы X-координата первого и второго зарядов была равно нулю. Если она отлична от нуля, то с помощью соответствующего переключателя обязательно установите ее нулевое значение.

б) Поставьте в окошке переключателя "Заряд" цифру "2", соответствующую закрепленному синему заряду Q2. Установите точные значения Q2, Y2 в соответствующих полях и нулевое значение X-координаты синего заряда, не изменяя его массы.

3. Итак, теперь параметры зарядов соответствуют вашему варианту задания, координаты точек A и B известны. Кроме двух зарядов перед вами должно находится окно "Описание лабораторной работы".

Для определения работы A сил поля по перемещению заряда Q их точки A в точку B воспользуйтесь соотношением A = Q*(VA - VB), где VA - потенциал поля, созданного зарядами Q1 и Q2, в точке A и VB - потенциал поля, созданного зарядами Q1 и Q2, в точке B.

Откройте пункт "Электрическое поле, потенциал" в ниспадающем меню "Вид" (это можно сделать также, щелкнув мышью по кнопке :/ на панели инструментов).

а) Поместите конец курсора мыши в точку А (XA,YA).

Из окна "Электрическое поле (E) потенциал (V)" , в котором при правильном положении курсора мыши в окошке "X (м)" должно быть значение координаты XA , а в окошке "Y (м)" - координаты YA, запишите в лабораторную тетрадь из окошка снизу от "Потенциал" искомое значение потенциала VA в вольтах.

б) Поместите конец курсора мыши в точку B (XB,YB).

Из окна "Электрическое поле (E) потенциал (V)" , в котором при правильном положении курсора мыши в окошке "X (м)" должно быть значение координаты XB , а в окошке "Y (м)" - координаты YB, запишите в лабораторную тетрадь из окошка снизу от "Потенциал" искомое значение потенциала VB в вольтах.

Теперь, подставьте значения Q, VA и VB в формулу A = Q*(VA - VB) и вычислите искомую работу сил поля, совершаемую при перемещении заряда Q из точки A с координатами (XA,YA) в точку B с координатами (XB,YB).

Все результаты, полученные вами в ходе выполнения лабораторных заданий, представьте преподавателю.

Контрольные вопросы


  1. Сформулируйте закон Кулона.

  2. Что называется напряженностью электрического поля.

  3. Сформулируйте принцип суперпозиции электрических полей.

  4. Что называют разностью потенциалов.

  5. Чему равна работа по перемещению заряда в электрическом поле.

  6. Как связаны между собой напряженность поля и разность потенциалов для однородного электрического поля.


ЛИТЕРАТУРА



  1. Моделирование физических процессов и явлений: Лабораторный практикум. – Новосибирск, 1986. – 92 с.

  2. Физический практикум. – под ред. Ивероновой В.И. – М.: Наука, 1967.

Ч. I. Механика и молекулярная физика. – 352 с.

Ч. II. Электричество и оптика. – 815 с.
Лабораторная работа № 11 (часть 1).

Закона Ома для цепи постоянного тока.
^ 1. Замкнутая электрическая цепь.
Простейшая электрическая цепь состоит из источника электрической энергии, ее потребителя и соединительных проводов. Кроме того, в электрическую цепь обычно включаются электроизмерительные приборы и приборы для замыкания и размыкания цепи.

Любая замкнутая электрическая цепь делится на две части: внешнюю, называемую внешним участком цепи, и внутреннюю, называемую внутренним участком цепи.

Внешний участок, или, как иногда говорят, внешняя цепь, состоит из одного или нескольких потребителей электрической энергии, соединительных проводов и различных приборов, включенных в эту цепь. Внутренний участок (внутреннюю цепь) представляет собой сам источник электрической энергии.
Опыт 1.
Соберем замкнутую электрическую цепь, взяв, например, в качестве источника электрической энергии батарею аккумуляторов с ЭДС величины E, а в качестве потребителя электрической энергии - электрическое сопротивление R. Включим в цепь амперметр и выключатель, при помощи которого можно замыкать и размыкать цепь. (Напомним, что для помещения соответствующего элемента в схему необходимо сначала установить в поле "Элементы" точку напротив этого элемента с помощью щелчка мыши, затем поместить курсор в виде кисти руки между двумя точками, где вы собираетесь установить этот элемент, и щелкнуть левой кнопкой мыши. Затем, если необходимо, можно установить значение этого элемента с помощью линейки выбора.)

Когда выключатель разомкнут, т.е. когда электрическая цепь разорвана,
bm226
показания амперметра равны нулю, т.е. электрического тока в цепи нет. Убедитесь в этом, нажав на кнопку "Счет". Замкнув цепь,
bm227
нетрудно убедиться, что показания амперметра будут отличны от нуля, что свидетельствует о наличии электрического тока в цепи.

Из этого опыта можно сделать вывод, что электрический ток проходит только по замкнутой цепи. Следовательно, непременным условием наличия электрического тока в цепи является надежное соединение проводниками источника электрической энергии с ее потребителями.

Источниками электрической энергии для питания различной аппаратуры служат гальванические элементы, аккумуляторы, генераторы и т.д.

Потребителями электрической энергии в различных устройствах являются лампы, электродвигатели и т.д. Для соединения источников и потребителей электрической энергии применяются металлические проводники различной формы, длины и толщины, изолированные один от другого.
Опыт 2.
Вернемся вновь к простейшей замкнутой цепи. Соберем схему, показанную на рисунке.
bm228
Заметим, что, куда бы не был включен амперметр, он покажет одну и ту же величину тока.

Исходя из этого можно сделать такой вывод: в замкнутой электрической цепи, не имеющей ответвлений, величина тока на всех участках цепи одинакова.
^ 2. Закон Ома для всей цепи.

Закон Ома устанавливает зависимость между током в цепи, электродвижущей силой источника электрической энергии и электрическим сопротивлением всей цепи. Определим эту зависимость опытным путем.
Опыт 3.
Соберем электрическую цепь, состоящую из электрической лампы (потребитель - сопротивление R), амперметра A, соединительных проводов и источника электрической энергии E с внутренним сопротивлением r = 0. Подключим к источнику электрической энергии вольтметр В, как указано на рисунке.
bm229
Включим "Счет" и запишем показания приборов в этом случае.

Затем увеличим ЭДС источника электрической энергии вдвое. Включим "Счет" и увидим, что показания вольтметра увеличились вдвое и ток в цепи увеличился, причем также в два раза.

Если затем в какое-то число раз уменьшить ЭДС источника, то можно убедиться, что и ток в цепи уменьшится в такое же число раз.

Из этого опыта можно сделать следующий вывод: при неизменном сопротивлении цепи с увеличением ЭДС источника электрической энергии ток в цепи увеличивается, а с уменьшением ЭДС уменьшается, или величина тока в цепи изменяется прямо пропорционально ЭДС источника электрической энергии, т.е. во сколько раз увеличивается или уменьшается ЭДС, во столько же раз увеличивается или уменьшается величина тока.
Опыт 4.
Восстановим в схеме предыдущего опыта 3 исходные значения E и R.
bm230
Если теперь изменять величину сопротивления R, то по показаниям амперметра можно убедиться, что ток в цепи уменьшается во столько раз, во сколько раз увеличивается сопротивление и, наоборот, ток увеличивается во столько раз, во сколько раз уменьшается сопротивление.

В математике такая зависимость, когда с увеличением (уменьшением) одной величины в какое-то число раз другая величина уменьшается (увеличивается) в такое же число раз, называется обратно пропорциональной.

Следовательно, мы можем сказать, что ток в цепи обратно пропорционален ее сопротивлению.

Суммируя результаты наших опытов 3 и 4 с замкнутой электрической цепью, мы приходим к выводу, что ток в цепи зависит как от электродвижущейся силы источника электрической энергии, так и от сопротивления всей цепи. Эта зависимость сформулирована в виде закона, который носит название закона Ома и является основным законом электротехники.

Закон Ома гласит:

Величина тока I в замкнутой электрической цепи прямо пропорциональна электродвижущей силе источника электрической энергии E и обратно пропорциональна полному сопротивлению всей цепи R .

Математически закон Ома для всей цепи выражается следующей формулой:

I = E / R,

т.е., чтобы определить величину тока (в амперах), надо величину ЭДС (в вольтах) поделить на величину полного сопротивления всей цепи (в омах).

Из формулы закона Ома вытекают два очень важных следствия:

^ Первое следствие. Из формулы закона Ома определим E:

E = I * R ,

т.е. электродвижущая сила источника электрической энергии численно равна произведению величины тока на величину полного сопротивления всей замкнутой цепи.

^ Второе следствие. Из формулы закона Ома определим R:

R = E / I ,

т.е. сопротивление всей замкнутой цепи численно равно электродвижущей силе источника энергии, деленной на величину тока в цепи.
^ 3. Закон Ома для участка цепи.
Очень часто на практике нас интересует не вся электрическая цепь, а какой-либо ее участок.

На следующем рисунке показана замкнутая электрическая цепь, состоящая из источника электрической энергии, двух сопротивлений R1 и R2 и соединительных проводов.

bm231
При помощи вольтметров, включенных так, как показано на схеме, можно измерять напряжения на сопротивлениях R1 и R2.

Закон Ома распространяется и на участок цепи, т.е. для любого участка цепи сохраняется та же зависимость между током, сопротивлением и напряжением, что и для замкнутой электрической цепи. Разница лишь в том, что, рассматривая участок цепи, мы берем не электродвижущую силу источника электрическо й энергии, а только то напряжение (разность потенциалов), которое приложено к крайним точкам участка.

Применяя закон Ома для участка цепи R1 (аналогично можно рассматривать и участок R2), получим:

а). Величина тока I на участке цепи прямо пропорциональна напряжению U1 на участке и обратно пропорциональна сопротивлению R1 этого участка:

I = U1 / R1 .

б). Напряжение U1 на участке равно произведению величины тока I, проходящего через участок, на величину сопротивления R1 этого участка:

U1 = I * R1 .

в). Сопротивление участка R1 равно напряжению на участке U1, деленному на величину тока I , проходящего через этот участок:
R1 = U1 / I .

Задание 1.
Для схемы, изображенной на последнем рисунке, определить показания вольтметров на участках цепи и амперметра при значениях ЭДС и сопротивлений, указанных в таблице.



Вариант

E, В

R1, Ом

R2, Ом

1

1

2

3

2

2

3

4

3

3

4

5

4

4

5

6

5

5

6

7

6

6

7

8

7

7

8

9

8

8

9

10

Лабораторная работа № 11 (часть 2).

Источники тока. Контрольное задание.
^ 4. Зависимость между ЭДС источника электрической энергии и

напряжением на его зажимах.
Полное сопротивление всей замкнутой цепи можно определить по формуле

RПОЛ = R + r ,
где R - сопротивление внешней цепи (внешнее сопротивление);

r - внутреннее сопротивление источника.

Тогда формула закона Ома для всей цепи примет вид

I = E / (R + r),

или
E = I*R + I*r.
Следовательно, мы получили, что ЭДС источника электрической энергии состоит как бы из двух слагаемых. Выясним, что это за слагаемые.

I*R - произведение величины тока на величину сопротивления внешней цепи есть не что иное, как падение напряжения U на внешнем участке цепи, или, иначе говоря, напряжение на зажимах источника электрической энергии;
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Похожие:

Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа №3
Цель занятия: Работа в программе Проводник. Работа в системе окон Мой компьютер; быстрый поиск объектов; настройки пользовательского...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа 2012. Фэф часть 1
Перед выполнением лабораторной работы необходимо изучить «Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Статистика»,...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа №1
Работа в интегрированной среде borland pascal на примере программ линейной структуры
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа Работа с почтовым клиентом
Майкрософт. Office Outlook 2010 помогает пользователям лучше распоряжаться временем и информацией, устанавливать любые контакты,...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа № Работа с массивами и записями
Получить представление о том, что такое массив и научиться разрабатывать алгоритмы решения задач с использованием массивов в среде...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа 3 Теоретическая часть
Оборотные средства — это совокупность оборотных производственных фондов и фондов обращения в денежном выражении. Эти составные части...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа №6 Работа с отчетами
Получить практические навыки работы с отчетами в бд microsoft Office Access 2003, научиться создавать отчеты и задавать параметры...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа №9 Тема: Построение модели межотраслевого баланса
Каждая отрасль является «чистой» − это условная отрасль, которая объединяет все производство данного продукта независимо от ведомственной...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа

Лабораторная работа №10 (часть 2) icon1 Работа в среде Visual Studio. Net 200 Часть II. Программирование на vb – первый уровень 200
Работа с мышью и клавиатурой 201 Часть III. Программирование на vb второй уровень 201
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница