Методические материалы для лабораторных работ по учебной дисциплине ОДП 02. ФИЗИКА

ОГБПОУ «Кораблинский агротехнологический техникум»                                                                                                        Лабораторные работы по учебной дисциплине ОДП 02. ФИЗИКА ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта г. Кораблино 1«РАССМОТРЕНО» на заседании метод. комиссии Протокол №____  от «___» ______________201  г. Председатель _______________ Карпухина Л.Н. Разработчик: Ванина Наталья Викторовна, преподаватель. 2Пояснительная записка Лабораторные работы разработаны в соответствии с рабочей программой учебной дисциплины «Физика».  Цель   проведения   лабораторных   работ:   формирование   предметных   и метапредметных   результатов   освоения   обучающимися   основной образовательной программы базового курса физики. Все   представленные   работы   имеют   подготовительные   и   контрольные вопросы.   Вводные,   подготовительные   вопросы   акцентируют   внимание обучающихся на материале, знание которого  необходимо для сознательного выполнения   работы.   Это   позволяет   сформулировать   цель   работы   и гипотезу. деятельности.  Контрольные   вопросы  помогают   оценить   результаты Нормы   оценок   обучающимся   заранее   известны,   поэтому   каждый осуществляет   выбор   объема   и   содержания   работы   в   соответствии   с собственными учебными возможностями. Задачи проведения лабораторных работ: № п/п 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Формируемые результаты Владение навыками учебно­ исследовательской деятельности. Понимание физической сущности наблюдаемых явлений. Владение основополагающими физическими понятиями, закономерностями, законами.  Уверенное пользование физической терминологией и символикой Владение основными методами научного познания, используемыми в физике: измерение, эксперимент Умение обрабатывать результаты измерений.  Умение обнаруживать зависимость Требования ФГОС Метапредметные результаты Предметные результаты Предметные результаты Предметные результаты Предметные результаты Предметные результаты Предметные Базовые компетенции Аналитические Аналитические Регулятивные Регулятивные Аналитические Социальные Аналитические 38. между физическими величинами. Умение объяснять полученные результаты и делать выводы. результаты Предметные результаты Самосовершенствования Отчет  по лабораторной работе должен содержать следующие разделы: 1. Название работы. 2. Краткое теоретическое обоснование  или ответы на вопросы для  самопроверки. 3. Цель работы (указанная в методической разработке цель работы может  быть дополнена учащимся). 4. Оборудование и материалы. 5. Рисунок  или схема установки. Особенности подключения приборов,  важные для проведения эксперимента. 6. Краткое изложение технологии выполнения работы (Описание  процедуры измерений). 7. Таблица результатов измерений и вычислений. 8. Расчеты, измеряемых косвенно величин. 9. Графики (если они необходимы). 10.Оценка погрешностей измерений. 11.Выводы, в соответствии с целью работы. Ваши пожелания по  усовершенствованию эксперимента. 12.Ответы на вопросы к лабораторной работе. Оформление лабораторной работы Лабораторная работа № __ Название работы Цель работы: Приборы и материалы: 4Формулы   и   теоретические   сведения,   необходимые   для   выполнения Теоретическое обоснование лабораторной работы   1) Определяем   цену   деления   измерительных   приборов,   вычисляем абсолютную погрешность. 2) Таблица, в которую заносятся результаты измерений и вычислений. В   Заголовке   таблицы   пишутся   наименования   физических   величин   с указанием единиц измерения. В ячейках таблицы пишутся числа без единиц измерений. 3) Под   таблицей   должны   быть   приведены   все   расчёты,   которые   вы проводили  в лабораторной  работе  с указанием  физической  величины, которую вы находите, и единицы измерения. Пример:  4) Если   требуется   в   работе,   пишется   ответ   –   результат   вычисления физической величины. Вывод:  В выводе необходимо ответить на вопросы: ­ что вы делали, в чём цель вашей работы; ­ какие результаты вы ожидали получить; ­ совпали ли результаты вашей работы с ожидаемыми результатами. Критерии оценивания лабораторной работы: Сборка установки (схемы) Настройк а устройств + + + + + Демонстрация умений. Снятие показани Расчё т значени й + + й + + + Вывод по работ е + Заполнение таблиц, построение графиков  + + +   Оценка «5» «4» «3» Рекомендованные источники: 1. http://phscs.ru/physics10/lab 2. https://infourok.ru/klass­laboratornie­raboti­po­fizike­960134.html 53. https://videouroki.net/look/diski/fizika10/index.html?utm_source=alexandr­ direct&utm_medium=cpc&utm_campaign=поиск_физика&utm_content=лаборат орные%20работы%20по%20физике %2010%20класс&utm_term=other.1&yclid=437983577529134600 Погрешности измерений Измерение­   это   нахождение   числового   значения   физической   величины   опытным путем с помощью средств измерений (линейки, вольтметра, часы и т.д.).          Измерения могут быть прямыми и косвенными.          Прямое   измерение­   это   нахождение   числового   значения   физической   величины непосредственно   средствами   измерений.   Например,   длину   ­   линейкой,   атмосферное давление­ барометром.          Косвенное измерение­ это нахождение числового значения физической величины по формуле,   связывающей   искомую   величину   с   другими   величинами,   определяемыми прямыми   измерениями.   Например   сопротивление   проводника   определяют   по   формуле R=U/I, где U и I измеряются электроизмерительными приборами.                Рассмотрим пример измерения.  Измерим длину бруска линейкой (цена деления 1 мм). Можно лишь утверждать, что длина бруска   составляет   величину   между   22   и   23   мм.   Ширина   интервала   “неизвестности составляет   1мм,   те   есть   равна   цене   деления.   Замена   линейки   более   чувствительным прибором, например штангенциркулем снизит этот интервал, что приведет к повышению точности измерения. В нашем примере точность измерения не превышает 1мм.          Поэтому измерения никогда не могут быть выполнены абсолютно точно. Результат любого   измерения   приближенный.   Неопределенность   в   измерении   характеризуется погрешностью ­ отклонением измеренного значения физической величины от ее истинного значения. 6Перечислим некоторые из причин, приводящих к появлению погрешностей.          1. Ограниченная точность изготовления средств измерения.          2.   Влияние   на   измерение   внешних   условий   (изменение   температуры,   колебание напряжения ...).          3. Действия экспериментатора (запаздывание с включением секундомера, различное положение глаза...).          4.   Приближенный   характер   законов,   используемых   для   нахождения   измеряемых величин.          Перечисленные причины появления погрешностей неустранимы, хотя и могут быть сведены к минимуму. Для установления достоверности выводов, полученных в результате научных исследований существуют методы оценки данных погрешностей. Абсолютные и относительные погрешности   Для   количественной   оценки   качества   измерений   вводят   понятия   абсолютной   и относительной погрешностей измерений.          Как уже говорилось, любое измерение дает лишь приближенное значение физической величины, однако можно указать интервал, который содержит ее истинное значение:   Аизм ­  А < Аист < Аизм+ А             Величина  А   называется   абсолютной   погрешностью   измерения   величины   А. Абсолютная   погрешность   выражается   в   единицах   измеряемой   величины.   Абсолютная погрешность   равна   модулю   максимально   возможного   отклонения   значения   физической величины   от   измеренного   значения.   Апр­   значение   физической   величины,   полученное экспериментально, если измерение проводилось многократно, то среднее арифметическое этих измерений.          Но   для   оценки   качества   измерения   необходимо   определить   относительную погрешность  ε .                  ε  =  ∆А Аизм  ∙100%          Если при измерении получена относительная погрешность более 10%, то говорят, что произведена лишь оценка измеряемой величины. В лабораториях физического практикума рекомендуется проводить измерения с относительной погрешностью до 10%.    Погрешности средств измерений   Эти   погрешности   называют   еще   инструментальными   или  приборными.   Они обусловлены   конструкцией   измерительного   прибора,   точностью   его   изготовления   и градуировки.   Обычно   довольствуются   о   допустимых   инструментальных   погрешностях, сообщаемых   заводом   изготовителем   в   паспорте   к   данному   прибору.   Эти   допустимые погрешности регламентируются ГОСТами. Это относится и к эталонам. Если сведений о допустимой   погрешности   не   имеется   (например   у   линейки),   то   в   качестве   этой погрешности можно принять половину цены деления.          При   взвешивании   абсолютная   инструментальная   погрешность   складывается   из инструментальных   погрешностей   весов   и   гирь.   В   таблице   приведены   допустимые погрешности наиболее часто встречающихся в эксперименте средств измерения. Средства измерения линейка ученическая Предел  измерения до 50 см Цена  деления 1 мм Допустимая погрешност ь 1 мм 7линейка демонстрационная лента измерительная мензурка гири 10,20, 50 мг гири 100,200 мг гири 500 мг гири 1 г гири 2 г гири 5 г гири 10 г гири 20 г гири 50 г гири 100 г штангенциркуль микрометр динамометр весы учебные Секундомер барометр­анероид термометр лабораторный амперметр школьный вольтметр школьный 100 см 150 см до 250 мл                     150 мм 25 мм 4 Н 200 г 0­30 мин 720­780 мм  рт.ст. 0­100 градусов  С 2 А 6 В 1 см 0.5 см 1 мл                     0.1 мм 0.01 мм 0.1 Н   0.2 с 1 мм  рт.ст 1 градус 0.5 см 0.5 см 1 мл 1 мг 2 мг 3 мг 4 мг 6 мг 8 мг 12 мг 20 мг 30 мг 40 мг 0.05 мм 0.005 мм 0.05 Н 0.1 г 1с за 30 мин 3 мм рт.ст 1 градус 0.1 А 0.2 В 0.08 А 0.16 В   Приборная погрешность определяется конструкцией прибора. приборную     по   погрешность   Аmax 100 , Каждый   прибор   имеет   класс   точности   γ ,   зная   который   можно   определить формуле абсолютную ∆Апр  =  γ где   Аmax   ­ максимальное значение величины, которое может быть измерено данным прибором.  Класс точности прибора указывается на шкале прибора и/или в его паспорте.  Используемые обычно приборы имеют следующие классы точности: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4.  ПРИМЕР. Вольтметр имеет класс точности 1,5 и измеряет максимальное напряжение , 100 мВ. Приборная погрешность при измерении напряжения данным вольтметром составит ∆Апр = 1,5∙ 100 100  = 1,5 мВ Абсолютная погрешность отсчета  ∆Аотсч Погрешность отсчета получается от недостаточно точного отсчитывания показаний средств измерений. 8В большинстве случаев абсолютную погрешность отсчета принимают равной половине цены   деления.   Исключения   составляют   измерения   стрелочными   часами   (стрелки передвигаются рывками).  Максимальная абсолютная погрешность  Максимальная   абсолютная   погрешность   измерения   физической   величины   равна сумме абсолютных погрешностей средства измерения (приборная погрешность) и процесса отсчета:  ∆А=∆Апр +  ∆Аотсч Полная абсолютная погрешность прямых измерений   При   выполнении   прямых   измерений   физической   величины   А   нужно   оценивать следующие погрешности:  иА,  оА и  сА (случайную). Конечно, иные источники ошибок, связанные   с   неправильной   установкой   приборов,   несовмещение   начального   положения стрелки прибора с 0 и пр. должны быть исключены.          Полная абсолютная погрешность прямого измерения должна включать в себя все три вида погрешностей.          Если случайная погрешность мала по сравнению с наименьшим значением, которое может быть измерено данным средством измерения (по сравнению с ценой деления), то ее можно пренебречь и тогда для определения значения физической величины достаточно одного измерения.  Запись окончательного результата прямого измерения   Окончательный результат измерения физической величины А следует записывать в такой  форме: А=Апр+    А,   ε  =  ∆А Апр  ∙100%  Апр­ значение физической величины, полученное экспериментально, если измерение  проводилось многократно, то среднее арифметическое этих измерений.  А­ полная  абсолютная погрешность прямого измерения.          Абсолютную погрешность обычно выражают одной значащей цифрой.          Пример: L=(7,9 + 0,1) мм,  Погрешности косвенных измерений  Формулы для вычисления относительной погрешности косвенных измерений величины А  (В, С и D ­ величины, входящие в формулу)   9Формула                               Вид функции Х=А+В+С Х=А­В Х=А∙В∙С Х=Аn Х=А/В Х=                                        Абсолютная погрешность косвенных измерений определяется по формуле    А =  ε ∙А      Вычислим погрешность измерения коэффициента трения с помощью  Пример:   динамометра. Опыт заключается в том, что брусок равномерно тянут по горизонтальной  поверхности и измеряют прикладываемую силу: она равна силе трения скольжения.   С помощью динамометра взвесим брусок с грузами: 1,8 Н. Fтр=0,6 Н μ=0,33.  Инструментальная погрешность динамометра (находим по таблице) составляет  Δ и  =0,05Н, Погрешность отсчета (половина цены деления) Δ о =0,05Н  .  Абсолютная погрешность измерения веса и силы трения 0,1 Н. Относительная погрешность измерения (в таблице 5­я строчка)  , следовательно абсолютная погрешность косвенного измерения μ  составляет   0,22∙0,33= 0,074 Ответ:   Сведения о приближенных вычислениях При работе с приближенными числами необходимо соблюдать следующие правила: 101. При сложении и вычитании приближенных чисел в результате следует сохранять столько десятичных знаков, сколько их в числе с наименьшим количеством десятичных знаков. Пример: 1,82 + 14, 368 3 + 5,8 = 1,82 + 14,37 + 5,8 = 22,0. 2. При умножении и делении в результате следует сохранять столько значащих цифр,  сколько их в приближенном числе с наименьшим количеством значащих цифр. Примеры : 83 973 ∙ 0,4 = 84 ∙103 ∙ 0,4 = 33,6 ∙ 103 = 3 ∙104 . 3. При возведении в квадрат и куб в результате следует сохранять столько значащих цифр,  сколько их имеет возводимое в степень приближенное число. Примеры : 1,322 = 1,74;    3,43 = 39. 4. При извлечении квадратного и кубического корней в результате следует брать столько  значащих цифр, сколько их в подкоренном приближенном числе. Примеры :  = 1,89 ∙ 10­4 ;  = 1,61. 5. При вычислении промежуточных результатов следует брать на одну цифру больше, чем  рекомендуют правила. В окончательном результате эта "запасная" цифра отбрасывается. 11Лабораторная работа №1 Измерение ускорения свободного падения с помощью маятника. Цель   работы:  измерить   ускорение   свободного   падения   с   помощью математического маятника. Оборудование:  часы с секундной стрелкой, измерительная лента, груз 100г, нить, стержень штатива с муфтой и лапкой, укладочный пенал.  Теоретическое обоснование. Период   колебаний   математического   маятника  Т   =2р .  Поэтому, измерив   длину   маятника  l  и   период   колебаний  Т,  можно   определить ускорение свободного падения gпо формуле g=  Ход работы 1. Установите штатив на краю стола так, чтобы конец лапки выступал на 5­10   см   за   край   поверхности   рабочего   стола.   На   конце   нити   сделайте петлю, за которую подвести груз. Другой конец нити зажмите в лапке. и закрепите у верхнего конца штатива с помощью муфты кольцо. Подвесьте к нему   шарик   на   нити,   подобрав   длину   нити   так,   чтобы   шарик   висел   на расстоянии нескольких сантиметров от пола. 2. Измерьте расстояние l от точки подвеса до центра груза.      3. Отклоните груз от положения равновесия на 5—10 см и отпустите его одновременно включив секундомер. 4. Измерьте время  t,в течение которого маятник совершает  N  полных колебаний (удобно взять N= 40). 5. Вычислите значение gэксп=  6. Повторите опыт, уменьшив длину нити в два раза. 7. Результат измерений и вычислений запишите в таблицу.  № опыта l, м N tср ,с gэксп, м/с2 gср, м/с2 8. Вычислите gcp,усреднив результаты двух опытов. 9. Сравните полученное значение gcpсо значением g= 9,8 м/с2. 10. Запишите вывод: что вы измеряли и какой получен результат. 12Ответьте на контрольные вопросы. 1.  Если и длину нити математического маятника, и массу его груза увели­ чить в 4 раза, то период свободных гармонических колебаний маятника 1) увеличится в 2 раза 2) увеличится в 4 раза 3) уменьшится в 4 раза 4) уменьшится в 2 раза 2. На рисунке представлен график смещения x тела от положения равно­ весия с течением времени t при гармонических колебаниях.     Чему равны амплитуда   колебаний и период T колебаний? 1)  2)  ,  ,      133)  4)    ,  ,  3. Математический маятник с периодом колебаний Т отклони­ ли на небольшой угол от положения равновесия и отпустили c началь­ ной скоростью равной нулю (см. рисунок). Через какое время после  этого кинетическая энергия маятника во второй раз достигнет максиму­ ма? Сопротивлением воздуха пренебречь. 1)  2)  3)  4)  14Лабораторная работа №2 Определение относительной влажности воздуха. Цель   работы:  сформировать   умение   измерять   относительную   влажность воздуха, основанное на использовании таблицы значений показаний сухого и влажного термометров. Оборудование: термометр, стакан лабораторный, штатив, укладочный короб. Дополнительное оборудование: сосуд с водой комнатной температуры. Теоретическое обоснование.       Влажность воздуха определяют с помощью двух термометров. Резервуар одного из них обернут марлей и опущен в сосуд с водой. Вода, поднимаясь по капиллярам марли, смачивает резервуар термометра. Если воздух не насыщен водяным паром, то вода с марли испаряется, охлаждая термометр, поэтому термометр с влажным резервуаром покажет более низкую температуру, чем термометр   с   сухим   резервуаром.   Чем   суше   воздух,   тем   больше   разность показаний   сухого   и   мокрого   термометров.   По   этой   разности   из психрометрической таблицы определяют относительную влажность воздуха. Если   воздух   насыщен   водяным   паром,   то   показания   термометров   будут одинаковыми,   относительная   влажность   составит   100%,   что   возможно   во время дождя, тумана и т. д. 15Психрометрическая таблица. Показания Разность показаний сухого и влажного термометра, 0С сухого термометра 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Относительная влажность, % , 0С 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 81 84 85 86 87 88 89 89 90 91 91 92 92 92 93 93 63 68 70 73 75 76 78 79 81 82 83 83 84 85 85 86 45 51 56 60 63 65 68 70 71 73 74 76 77 78 78 79 28 35 42 47 51 54 57 60 62 65 66 68 69 71 72 73 11 20 28 35 40 44 48 51 54 56 59 61 62 64 65 67 ­ ­ 14 23 28 34 38 42 45 49 51 54 56 58 59 61 ­ ­ ­ 10 18 24 29 34 37 41 44 47 49 51 53 55 ­ ­ ­ ­ 7 14 20 25 30 34 37 40 43 46 48 50 ­ ­ ­ ­ ­ 5 11 17 22 27 30 34 37 40 42 44 ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ 9 15 20 24 28 31 34 37 39 161. Определить по термометру температуру окружающего воздуха. 2. Спять показания  смоченного термометра и определить разность их  Ход работы показаний. 3. Пользуясь   психрометрической   таблицей,   определить   относительную влажность воздуха. 4. Результаты измерений занести в таблицу. № опыта        Показания  сухого  термометра,  tС, 0С Показания  смоченного  термометра,  tВЛ  , 0С Разность  показаний  термометров  Δt=tС­tВЛ  Относительная  влажность  воздуха,  , %φ 1 2 3 4 5 5. Сделать вывод, указав физический смысл измеренной величины.  Ответьте  на контрольные вопросы. 1 .Какой пар называется насыщенным? Что такое динамическое равновесие;  точка росы? 2.Почему показания смоченного термометра меньше, чем сухого? 3. Как, зная точку росы, можно определить парциальное давление? 4.Почему при продувании воздуха через эфир на полированной поверхности  стенки камеры гигрометра появляется роса? 5.Сухой и влажный термометры психрометра показывают одинаковую  температуру. Какова относительная влажность воздуха? 17Лабораторная работа №3. Изучение закона Ома для участка цепи. Цель:   установить   зависимость   между   силой   тока,   напряжением   и сопротивлением участка цепи. Оборудование:  выпрямитель,   амперметр,   вольтметр,   соединительные провода, элементы планшета: ключ, резисторы 5 Ом и 10 Ом, переменный резистор. Теоретическое обоснование.            Закон Ома для участка цепи открыт в 1826 г.      Закон Ома: сила тока прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению проводника R : I=U/R          Закон Ома определяет силу тока в электрической цепи при заданном напряжении и известном сопротивлении. Он позволяет рассчитать тепловые, химические и магнитные действия тока, так как они зависят от силы тока. Из закона Ома следует, что замыкать обычную осветительную сеть проводником малого сопротивления опасно. Сила тока окажется настолько большой, что это может иметь тяжелые последствия. Ход работы. Задание   1. сопротивлением на участке цепи.   Установите   связь   между   силой   тока,   напряжением   и 1. Соберите цепь по рис. 1, аи б, используя резистор R1сопротивлением 10 Ом 182. Включите цепь и снимите показания измерительных приборов. 3. Вместо резистора R1поочередно включите резисторы R2= 5 Ом и R3= 30 Ом. Каждый раз снимите показания приборов. 4. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу. № опыта  Опыта                      Сопротивление, R, Ом Напряжение, U, В Сила   тока, I,А  ,    А 1 2 3 5. Для каждого случая вычислите отношение напряжения к сопротивлению участка цепи   6. Для каждого опыта сравните вычисленное отношение и измеренную силу тока в цепи I. Сделайте вывод, запишите его словесно и математически. 7. Сравните Ваш вывод с законом, сформулированным Г. Омом для участка цепи. Задание 2.Определите сопротивление участка цепи по закону Ома. 1. Соберите цепь по рис. 1. В качестве участка  R  возьмите поочередно резисторы сопротивлениями 10 Ом, 20 Ом, 30 Ом.  2. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу. Сила тока I, А Напряжение U, В Сопротивление R,  Ом № опыта 1 2 3 3. По показаниям приборов вычислите сопротивления этих резисторов. 4. Сделайте вывод. 19Задание 3. Определите напряжение на участке цепи по закону Ома. 1. В схеме к заданию 1 (рис. 1) отключите вольтметр и вместо участка R поочередно включайте резисторы 10 Ом, 20 Ом, 30 Ом. 2. Зная сопротивление участка по надписи на резисторе и силу тока по показанию   амперметра,   по   закону   Ома   для   участка   цепи   вычислите ожидаемое напряжение. 3. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу. R, Ом I, А U, В № опыта 1 2 3 4. Ваши   расчеты   проверьте   экспериментально,   подключив   вольтметр   к участку R. 5.   Сделайте   вывод   о   том,   как   на   основании   закона   Ома   можно вычислить напряжение на участке цепи. 20Лабораторная работа №4. Изучение последовательного соединения проводников. Цель   работы:  экспериментально   доказать   утверждение   о   том,   что   в последовательной  цепи значение силы тока одинаково  на любом  участке. Общее   напряжение,   приложенное   к   цепи,   равно   сумме   напряжений   на отдельных участках. Оборудование:   выпрямитель,   амперметр,   вольтметр,   соединительные провода, элементы планшета: ключ, постоянные резисторы R1, R2. Теоретическое обоснование.      Последовательным   называют   такое   соединение,   когда   ток   по   очереди проходит   через   соединенные   друг   за   другом   участки   цепи.   Схема   таких соединений двух участков дана на рис. 1. При последовательном соединении: ­ сила тока в любых частях такой цепи одна и та же, т. е. I=I1,=I2; ­ полное напряжение цепи равно сумме напряжений на отдельных участках цепи, т. е. U=U1+U2; ­ общее сопротивление равно сумме сопротивлений отдельных участков, т. е. R=R1+R2.           На   практике   часто   одного   источника   тока   в   цепи   не   достаточно (например, он не создает  необходимого напряжения). Поэтому несколько одинаковых   источников   тока   соединяют   в   батареи,   используя   при   этом последовательное соединение.      В случае последовательного соединения источников тока отрицательный полюс первого источника соединяют с положительным полюсом второго и т. д.    Ход работы. 211. Соберите  электрическую цепь. 2. Измерьте   напряжение   U1  на   резисторе   R1,   напряжение   U2  на резисторе   R2  и   общее   напряжение   U,   приложенное   к   двум резисторам. 3. Отключите вольтметр и измерьте амперметром значение силы тока на трех участках цепи: между резистором и отрицательным полюсом выпрямителя   I1,   между   двумя   резисторами   I2,   а   также   между резистором и положительным полюсом выпрямителя I3. 4. Данные измерений занесите в таблицу. I1, А I2, А I3, А U1, В U2, В U1+ U2, В U, В 5. Вычислите суммарное значение напряжений на двух участках цепи. 6. По итогам измерений и вычислений сделайте вывод. Ответьте на контрольные вопросы. 1. Какое соединение проводников называют последовательным? 2.   Какая   из   электрических   величин:   сила   тока,   напряжение, сопротивление   ­   одинакова   для   всех   проводников,   соединенных последовательно? 3.   При   последовательном   соединении   потребителей,   какую   связь можно ожидать между: ­ полным напряжением на концах цепи и напряжением на отдельных ее участках? ­ общим сопротивлением такой цепи и сопротивлением отдельных ее участков? 4. Как объяснить с точки зрения теории, почему I =I1=I2, R=R1+R2? 5.  Как записывается закон Ома для участка цепи? 6. Как включают в электрическую цепь амперметр и вольтметр? 22Лабораторная работа №5. Изучение параллельного соединения проводников. Цель   работы:  экспериментально   доказать   утверждение   о   том,   что   в параллельной цепи общее значение силы тока равно сумме значений силы тока в   каждой   из   ветвей.  Напряжение   на   каждой   из   параллельных   ветвей   цепи одинаково. Оборудование:  выпрямитель,   амперметр,   вольтметр,   соединительные провода, элементы планшета: ключ, постоянные резисторы R1, R2. Теоретическое обоснование.      Электрическую цепь могут образовать параллельно соединенные участки. При таком соединении одни концы всех проводников собирают в один узел, например, в точке А (рис. 1), а вторые концы ­ в другой узел, например, в точке   В.   Поэтому   напряжение  U  на   всем   участке   АВ   и   на   концах   его параллельных ветвей R1 и R2 должно быть одним и тем же:U= U1 = U2.   Ток же I в первой точке соединения А       разветвляется на два тока I1, и I2, которые   вновь   сходятся   в   общий   поток   в   точке   В.   Поэтому   сила   тока   в неразветвленной части цепи должна быть равна сумме сил токов в отдельных ветвях: I= I1 + I2. 23При параллельном соединении общее сопротивление цепи уменьшается, т. к. у тока   появляется   несколько   путей,   что   равносильно   использованию проводника с большим сечением. Поэтому оно должно становиться меньше сопротивления   каждой   ветви.   Определяют   его   из   формулы:   1. Соберите  электрическую цепь. Ход работы. 2. Измерьте значение общей силы тока I. 3. Амперметр   соедините   последовательно   с   резистором   R1  и определите силу тока I1 в этой цепи. 4. Амперметр   соедините   последовательно   с   резистором   R2  и определите силу тока I2 в этой цепи. 5. Запишите показания вольтметра U1  ,подключив его непосредственно к выводам резистора R1, потом к резистору R2  (U2) и к гнездам, на которые подается напряжение от выпрямителя (U). 6. Данные измерений занесите в таблицу. I1, А I2, А I1+ I2, А I, А U1, В U2, В U, В 7. Вычислите суммарное значение силы тока в  двух ветвях цепи. 8. По итогам измерений и вычислений сделайте вывод. Ответьте на контрольные вопросы. 1. Какое соединение проводников называют параллельным? 242. Какая электрическая характеристика цепи одинакова для всех  проводников, соединенных параллельно? 3. Как найти силу тока в неразветвленной цепи, зная силу тока в каждом из  параллельно соединенных проводников? 4. Как рассчитать сопротивление участка цепи, состоящего из двух  параллельно соединенных проводников? Лабораторная работа №6. Определение показателя преломления стекла. Цель   работы:  отработать   прием   измерения   относительного   показателя преломления   вещества,   основанный   на   измерении   углов   падения   и преломления. Оборудование: пластина с параллельными гранями, коврик, булавки. Дополнительное оборудование:  лист бумаги, линейка, тонко отточенный карандаш, транспортир, таблица значений тригонометрических функций. Теоретическое обоснование. В геометрической оптике чаще рассматриваются точечные источники света, т.е. источники, размерами которых можно пренебречь. Направление световой волны изображается в виде светового луча. В   геометрической   оптике   рассматривается  три   закона   распространения света: 1. В однородной среде свет распространяется прямолинейно.  Доказательством этого закона служат примеры образования тени и  полутени, а также солнечное и лунное затмения. 2. Закон отражения света: Луч падающий, луч отраженный и  перпендикуляр, проведенный в точке падения луча к отражающей  поверхности, лежат в одной плоскости. Угол падения равен углу  отражения.     α β       25В   плоском   зеркале   получается   изображение:   мнимое,   равное,   прямое   и удаленное на такое же расстояние от зеркала, как и предмет. А А1 B     B1 3. Закон   преломления   света:   Луч   падающий,   луч   преломленный   и перпендикуляр, проведенный в точке падения луча к границе двух сред, лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных сред.  sinα sinγ= n2 n1 Где n1, n2 – абсолютные показатели каждой среды.  n1/n2= n21 где  n21  –   относительный   показатель   преломления   (показатель преломления второй среды относительно первой). Ход работы. 1. Положите пластинку на лист и обведите карандашом её контуры. 2. Проведите произвольный падающий луч и перпендикуляр в точку  падения. 263. Глядя через нижнее основание пластины на падающий луч, отметьте две  точки, откуда выходит луч. . . 4. Уберите стекло и проведите преломленный луч. 5. С помощью транспортира определите углы падения  6. Используя закон преломления, найдите относительный показатель  α β  и преломления  . преломления стекла. sinn sin   7. Сравните полученный результат с табличным значением (n=1,6) и  сделайте вывод. Ответьте на контрольные вопросы. 271. Световой луч переходит из воздуха в лед. Какой угол больше: угол падения  или преломления?  2.   воздух                                 Построить преломленный луч, отметить угол        стекло падения и преломления. 3. Световой луч переходит из воздуха в стекло и преломляется под углом 28°. Вычисли угол падения  (применить закон преломления света). 28