11 класс лабораторные работы по физике

11 класс

Лабораторный практикум №1.

Измерение заряда электрона.

Оборудование, необходимые измерения, средства измерений

Схема измерительной установки показана на рисунке 205. Для проведения эксперимента можно использовать водный раствор сульфата меди (CuSO₄), а в качестве электродов - медные пластины.

Заряд электрона может быть определен по формуле,

е = ;

полученной из закона Фарадея для электролиза. Здесь m - масса выделившегося на электроде вещества, М - молярная масса ве­щества, п - валентность этого вещества, N- постоянная Авогадро, I - сила тока, прошедшего через раствор электролита, - время прохождения тока. Масса выделившейся на катоде меди определяется путем взвешивания катода до и после проведения опыта (m ₁ и m ₂ соот­ветственно).

Поэтому т = m ₂ - т₁ и формула для определения заряда электрона примет вид:

е пр =

Для измерения силы тока используют школьный амперметр (шкала 0-2А; класс точности 2,5), время измеряется часами (электронными или с секундной стрелкой). Реостат в цепи необходим для регулирования силы тока.

Максимальные относительная и абсолютная погрешности измерения заряда электрона определяются по формулам

; ; ; ;

Подготовка к проведению работы

1. Подготовьте бланк отчета со схемой электрической цепи и таблицей для записи результатов измерений и вычислений.

2. Взвесьте катод, предварительно сделав на его верхней части риску, чтобы в дальнейшем не перепутать с анодом. Укрепите электроды в держателе и, не вставляя электроды в банку с раствором, соберите электрическую цепь согласно рисунку 205. Проверьте надежность электрических контактов, правильность подключения электродов к источнику тока, правильность подключения амперметра.

Проведение эксперимента, обработка результатов измерений

1. Опустите электроды в банку с раствором, замкните ключ, установите с помощью реостата силу тока в цепи не более 1 А. Процесс электролиза проводите в течение 20мин, поддерживая с помощью реостата силу тока в цепи неизменной. По окончании опыта разомкните ключ, выньте и обсушите над электроплиткой медный катод и взвесьте его.

2. Вычислите , максимальные абсолютные и относительные погрешности измерений силы тока и времени;

Определите абсолютную погрешность измерения массы.

Вычислите максимальные погрешности (относительную и абсолютную) измерения величины заряда электрона

3. Запишите результат измерения заряда электрона:

Сравните полученное значение заряда электрона с табличным.

4. Заполните таблицу:

Измерено

Вычислено

m кг

m кг

I, А

с

m кг

кг

кг

кг

А

А

А

%

-

Контрольный вопрос

Можно ли, используя данный метод измерения заряда электрона, повысить точность результата? Как?