Лабораторная работа: «Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника электрической энергии"

Тема занятия: Лабораторная работа: «Определение ЭДС и  внутреннего сопротивления источника   электрической энергии" Вид занятия ­  смешанный. Тип занятия комбинированный. Учебные цели занятия:  научиться измерять ЭДС (E) источника тока и косвенными измерениями определять его внутреннее сопротивление. Задачи занятия:   Обучающая – Исследовать   электростатическое   поле,   графически   изобразить сечение   эквипотенциальных   поверхностей   и   силовые   линии   для   некоторых конфигураций поля.  Развивающая – Продолжить работу по формированию навыков самостоятельной и   групповой   работы   с   большими   массивами   информации,   поиска   и   переработки, выполнение   умозаключений   по   выполненным   опытам,   а   также   практического применения этой информации.  интереса к опытам. Планируемые образовательные результаты:  В результате изучения темы обучающиеся должны знать: потенциал, разность потенциалов, работа электрического поля,  эквипотенциальные поверхности. уметь: графически изображать эл. Поле Воспитательная   – Продолжить   формирование   навыков   рефлексии.   развитие Планируемые результаты Предметные Метапредметные Личностные   Знать, что такое ЭДС и  внутреннее  сопротивление источника эл. энергии; уметь определять ЭДС и  внутреннее  сопротивление источника эл. энергии;    понимать и принимать учебную задачу урока, осуществлять  решение учебной задачи под  руководством учителя; слушать вопросы учителя и  соучеников и отвечать на них; развивать владение навыками  «смыслового чтения».    проявлять интерес к  предмету; учиться слушать собеседника  и вести диалог,  аргументировать свою точку  зрения, ориентироваться в  ситуации ; самостоятельно планировать  собственную деятельность,  определять время для ее  осуществления. Межпредметные связи:  математика. Ход занятия: 1. Организация начала урока (отметка отсутствующих, проверка готовности студентов к уроку, ответы на вопросы студентов по домашнему заданию) – 2­5 мин. 2. Актуализация знаний (формулировка темы занятия вместе с обучающимися) – 2­3 мин. 3. Проверка выполнения домашнего задания и опрос студентов (указать формы опроса и по каким вопросам программы, методы активизации работы студентов и др. –10­15 мин. Допуск к лабораторной работе № 6  1. Какая физическая величина определяется отношением работы, совершаемой сторонними силами, при перемещении заряда q по всей замкнутой электрической цепи, к значению этого заряда?  А.) сила тока;                   Б.) напряжение;            В.) электрическое сопротивление; Г.) удельное электрическое сопротивление;        Д.) электродвижущая сила.  2. . Какая из приведенных ниже формул применяется для вычисления работы электрического тока?  ;                     Б.)  А.)  I  U R I    rR ;              В.)   IUA t ;   Г.)  IUP  ;   Д.)  t  1(0  . ) 3. Какая из приведенных ниже формул применяется для вычисления мощности электрического тока?  А.)  I  ;       Б.)  I  U R   rR ;        В.)   IUA t ;         Г.)  ;       Д.)  IUP  t  1(0  . ) 4.. По какой схеме (см. рис. 18) при включении амперметр наиболее точно измеряет силу тока, протекающего через резистор R? 5.. Какая из приведенных ниже формул выражает закон Ома для участка цепи?                   А.)  ;                Г.)  ;                  Б.)  ;                 В.)  IUP  A  IUt R  U I . I  U R 6.. Определить общее сопротивление цепи (рис.21), если       R1=1 Ом, R2=R3=R4=3 Ом.  А.) 10 Ом; Б.) 1 Ом; В.) 0,5 Ом; Г.) 2 Ом. 7.. При напряжении 12 В через нить электролампы течёт ток 2 А. Сколько тепла выделит нить за пять  минут?  А.) 7200 Дж;         Б.) 120 Дж;        В.) 60 Дж;       Г.) 3600 Дж. 8. Определите напряжение на проводнике R1, если сила тока в проводнике R2 равна 0,2 А (см. рис. 22), где  R1=60 Ом, а R2=15 Ом.  А.) 3 В;  Б.) 12 В;  В.) 30 В.  9. Найти сопротивление участка цепи, если R=3 Ом (рис. 24). 10. Электрический чайник имеет две спирали. При каком соединении ­ параллельном или последовательном  спиралей вода в чайнике закипит быстрее?  А.) 13 Ом;   Б.) 3,9 Ом;   В.) 5,5 Ом;   Г.) 1,9 Ом. А.) при последовательном;                    Б.) при параллельном; В.) тип соединения не играет роли;                      Г.) не знаю.   Теория.  Возникновение   разности   потенциалов   на   полюсах   любого   источника   тока является результатом разделения в нём положительных и отрицательных зарядов. Это разделение происходит благодаря работе совершаемой сторонними силами. Сторонние силы ­ силы, действующие против электрического поля и выполняющие работу за счет какой­либо энергии, подведённой извне. Величина,   измеряемая   работой,   совершаемой   сторонними   силами   при   перемещении единицы положительного заряда внутри источника тока, называется электродвижущей силой источника тока (э.д.с). Если цепь разомкнута, то работа сторонних сил превращается в потенциальную энергию источника тока. При замкнутой цепи эта потенциальная энергия расходуется на работу по перемещению зарядов во внешней цепи с сопротивлением  r  и во внутренней части цепи с сопротивлением r0, т.е. Э.Д.С. = Uвнеш + Uвнут, или Э.Д.С. = I r + I r0 Величины Е и г0 можно определить опытным путём. Приборы   и   принадлежности:  аккумуляторная   батарея,   амперметр,   вольтметр, магазин сопротивлений, ключ замыкания тока, провода. Порядок выполнения работы. 1.     Изучить шкалу амперметра и определить цену одного деления. 2.1. Собрать электрическую цепь по схеме (рис.2.1.). Для  этого нужно учесть, что: 2.2. Амперметр в электрическую цепь подключается последовательно.                                                                                                  Рисунок.2.1. 2.3. Переключатель должен находится в разомкнутом состоянии. 3.    Работа с электрической цепью. 3.1.  Замкнуть   электрическую   цепь   с   первоначальным   сопротивлением  R  =  R1  и определить с помощью амперметра силу тока I1. 3.2.  Заменяем в цепи сопротивление  R1  на  R2  вновь определяем силу тока в цепи  I2  с помощью амперметра. 4.    Определяем внутреннее сопротивление источника, для этого сопоставить:  4.1.  Сопоставить   полученные   данные   при   двух   различных   сопротивлениях   внешней цепи: 4.2.  источника не зависящие от состава внешней части  электрической цепи. rIRI + 1 1 01 rI rI + 01 02 I(r )I + 0 2 ЭДС   и   внутреннее   сопротивление   данного электрической энергии – величины постоянные,   Учесть,   что RI 1 1 RI 2 2 rI 01 rI 02 = = = .)1.4( .) .( 24 2 + rIRI 2 02 RIRI 2 1 RIRI 2 1 1 1 2 2   1        4.3.  Используя формулу (4.2.) найти r0 по формуле (4.3.): r 0 .)3.4(  RI 1 1 I 2 RI 2 2 I 1   5.     Определяем ЭДС источника тока, для этого нужно: 5.1.  В одно из уравнений системы( 4.1.) подставить найденное значение r ; 0 5.2.  Сопротивление   вольтметра   очень   велико   по   сравнению   с   внутренним сопротивлением r ;  0 5.3.  Значением   падения   напряжения   внутри   источника   электрической   энергии  I  r 0 можно пренебречь; 5.4. Отсюда следует, что IR, т.e.  U.  5.5. Подключив вольтметр к зажимам аккумуляторной батарее, находим . 6.    Результаты  измерений и вычислений занести в таблицу 6.1. Таблица 6.1. № / № R, Ом I, А , В r , Ом 0  U, В 1 2 7.  Сделать вывод о проделанной работе. 8.  Ответить на контрольные вопросы.  Контрольные вопросы: 1.  Определить   сопротивление   внешнего   участка   цепи,   пользуясь   результатами полученных измерений. 2.  В   каком   случае   результат   работы   получится   более   точным:   для   батарейки карманного фонаря или для кислотного аккумулятора? 3.  В  каком   случае   вольтметр,  включённый   на   зажимы   генератора  (источника   тока), показывает ЭДС генератора и в каком случае напряжение на концах внешнего участка цепи? Можно ли это напряжение считать также и напряжением на концах внутреннего участка цепи? Домашнее   задание:   сам.   раб.   №   17   «Электрическое   сопротивление. Сверхпроводимость» Преподаватель _________________________________