Сборник рабочих тетрадей по «Электродинамике»

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ПРИМОРСКОГО КРАЯ КРАЕВОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «УССУРИЙСКИЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ» В ХАНКАЙСКОМ ФИЛИАЛЕ.

Сборник рабочих тетрадей по «Электродинамике».

Для студентов 1 курса.

Дисциплина: ОДП.03 «Физика»

По профессии 19063. 01 «Автомеханик»

Разработала:

Одобрено:

Утверждаю:

Преподаватель учебной дисциплины:

Рыжих Татьяна Маратовна

«___»______2014г.

На заседании ЦК _учебных дисциплин

Председатель: _Т. М. Рыжих

Протокол №1 от «__» ___ 2014г.

Подпись: _____________

заведующая учебно-производственной частью С. И. Храмылёва

«__»______201__г.

Подпись: _______________

Аннотация.

Сборник рабочих тетрадей по физике для выполнения лабораторно - практических работ является частью основной профессиональной образовательной программы по дисциплине ОДП.03 «Физика» для студентов 1 курса по профессии 19063. 01 «Автомеханик» в соответствии с требованиями ФГОС СПО третьего поколения.

Методические указания по выполнению лабораторно-практических работ созданы для студентов очной формы обучения.

Методические указания включают в себя: учебную цель, перечень образовательных результатов, заявленных во ФГОС СПО третьего поколения, задачи, обеспеченность занятия, краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме, вопросы для закрепления теоретического материала, задания для практической (лабораторной) работы студентов и инструкцию по ее выполнению, методику анализа полученных результатов.

Пояснительная записка.

В данном сборнике я привожу примеры применения практико-ориентированных технологий, на конкретных уроках, которые предполагают в образовательном процессе изменения в учебной деятельности, а именно уменьшения доли репродуктивной деятельности и увеличения самостоятельной работы учащегося.

Введение федеральных образовательных стандартов СПО, направлено на соответствие качества подготовки специалистов к требованиям регионального рынка труда. Работодатели требуют подготовки квалифицированного, конкурентоспособного специалиста:

1. компетентного, обладающего достаточным уровнем компетенции;

2. свободно владеющего своей профессией;

3. способного быстро адаптироваться к изменениям производственного процесса.

В ядро ФГОС входит способность: успешно действовать на основе практического опыта, умений и знаний при решении задач общих и профессиональных компетенций.

В стратегии модернизации российского образования в стандартах третьего поколения заявлено о необходимости реализации компетентностного подхода в образовании.

Компетентностный подход - это стремление привести в соответствие профессиональное образование и потребности рынка труда. Компетентностный подход состоит из личностного и деятельностного аспекта. Процесс усвоения готовых знаний меняется на самостоятельную, активную, познавательную деятельность каждого студента, с учетом его особенностей и возможностей. Преподаватель, реализуя эти технологии, меняет подход к процессу обучения и отношение к студенту. Он осознает, что в образовательном процессе ученик является центральной фигурой. Самостоятельное приобретение и, особенно, применение полученных знаний становятся приоритетными. Размышления, самостоятельная практическая работа, исследования, а не запоминание, имеют значение для развития личности учащегося.

Большое значение в практико-ориентированной деятельности имеет организация и проведение практических и лабораторных работ, на которых преподаватель становится консультантом, организатором различных видов деятельности студента, руководителем и куратором работ, определителем цели, а не транслятором учебной информации.

Основная цель работ: в результате практической деятельности развить у студентов следующие умения и навыки:

1. Познавательные. К ним относятся умения формулировать проблему; умения самостоятельно создавать способы решения проблем творческого и поискового характера; умения и навыки наблюдения; проведения экспериментов; умения давать определение понятиям; умения классифицировать; умения делать выводы и умозаключения; выдвигать гипотезы; умения видеть проблемы.

Познавательные умения приводят к развитию логического мышления. Учащиеся учатся анализировать, синтезировать, устанавливать причинно-следственные связи, доказывать и выдвигать гипотезы, а так же их обосновывать.

2. Коммуникативные. Развиваются при исследовательском подходе к обучению умения: сотрудничать; выражать свои мысли; прислушиваться к мнению других участников учебного процесса; умения защищать свои идеи и выводы.

3. Личностные. Учащийся приучается к самооценке, самоконтролю, нравственно- этическому оцениванию своей деятельности.

4. Регулятивные. Развиваются умения планировать свою деятельность, ставить цели и задачи своей работы, а так же умения корректировать и оценивать результаты своего труда.

Рабочие тетради созданы по разделу физики «Электродинамика» для 1 курса. В них вошли темы: «Электростатика», «Постоянный ток», «Электрический ток в различных средах». В каждой работе подобран физический эксперимент или виртуальный, или с реальными приборами. Некоторые работы состоят из двух вариантов. Студент может самостоятельно выбирать вариант работы, который посилен для него.

Значение практико-ориентированных технологий.

Практико-ориентированные технологии способствуют формированию конкурентоспособного специалиста, обладающего достаточным уровнем компетенции, способного быстро адаптироваться к постоянно меняющимся условиям производственного процесса. В рамках практико-ориентированного подхода повышается эффективность обучения, благодаря повышению личностного статуса учащегося и практико-ориентированному содержанию изучаемого материала; развивается интерес учащихся к творчеству, позволяет им познать радость творческой деятельности.

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ПРИМОРСКОГО КРАЯ КРАЕВОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «УССУРИЙСКИЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ» В ХАНКАЙСКОМ ФИЛИАЛЕ.

Рабочая тетрадь.

Дисциплина Физика.

Темы: « Электростатика». « Постоянный ток».

Студента______________________________________________________________________

Курс_______________________________________________________________________

Группа__________________________________________________________________

Лабораторно - практическая работа

Тема «Изучение качественной зависимости между величинами в законе Кулона».

1 вариант.

Цель работы:

• изучить, как зависит сила взаимодействия меду зарядами от величины зарядов и расстояния между ними.

• пронаблюдать влияние проводниковых материалов на электрическое поле заряженных тел.

Оборудование: две полоски из полиэтилена; две бумажные полоски; стрелка бумажная или из фольги на острие; линейка измерительная из оргстекла; кусок капроновой ткани или лист полиэтилена; пластинка жестяная; учебник физики 10 кл. Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев.

Ход работы.

1. Повторение теоретического материала. Ответьте на вопросы:

• Какие два рода знаков заряда существуют? ---------------------------------------------

• Нарисуйте, как взаимодействуют между собой два отрицательных заряда; два положительных; один положительный заряд и другой отрицательный?

• Как называется сила взаимодействия между двумя заряженными телами?

----------------------------------------------------------------------------------------------------

• Что означает наэлектризовать тело?

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

• Какие способы электризации существуют?-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

• Как обозначается заряд?----------------------------------------------------------------------

2. Выполните эксперимент «Изучение качественной зависимости между величинами, входящими в закон Кулона».

Порядок выполнения работы.

• Положите на столе две полиэтиленовые плёнки (параллельно друг другу). Проведите по ним один раз рукой. Поднимите плёнки за концы, разведите их и медленно сближая, пронаблюдайте за их взаимодействием. Как и почему взаимодействуют заряженные плёнки?-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

• Повторите опыт с этими же плёнками, натерев их сильнее рукой. Как изменилась сила взаимодействия плёнок? ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

• Проделайте аналогичные опыты с полиэтиленовой плёнкой и бумажной полосой. Для их электризации положите на бумажную полоску полиэтиленовую плёнку и потрите их рукой (первый раз слегка, а второй - сильнее). Каждый раз разводите полоски и, медленно поднося, их друг к другу, наблюдайте за их взаимодействием. Как взаимодействуют заряженные полоски?-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

• На основании двух опытов сделайте вывод о том, как зависит сила взаимодействия между зарядами от величины зарядов и расстояния между ними.-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

3. Запишите закон Кулона, назовите величины, входящие в закон Кулона.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

4. Проделайте эксперимент «Наблюдение экранирующего действия проводника».

Цель эксперимента: пронаблюдайте влияние проводниковых материалов на электрическое поле заряженных тел.

Оборудование: бумажная стрелка (или из фольги) на острие, линейка измерительная из оргстекла; кусок капроновой ткани или лист полиэтилена; пластинка жестяная.

Порядок выполнения работы.

1. Наэлектризуйте линейку, потерев её о кусок капроновой ткани.

2. Поднесите конец заряженной линейки на некоторое расстояние к стрелке и, перемещая линейку то вправо, то влево, наблюдайте за движением стрелки.

3. Расположите металлическую пластинку вертикально между стрелкой и концом заряженной линейки. Затем снова перемещайте конец линейки около стрелки.

4. Сделайте вывод:

• Влияет ли электрическое поле заряженной линейки на стрелку, если между стрелкой и заряженной линейкой поместить металлическую пластину?----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

• Как можно объяснить наблюдаемое явление?----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

5. Решите задачи по теме «Строение атома». Заполните таблицу

№ варианта.

Число частиц в ядре

Число протонов

Число нейтронов

Число электронов

1.

атома золота 197

79

2.

атома урана 238

92

3.

атома свинца 207

82

4.

атома цинка 65

30

5.

атома серебра 107

47

6.

атома меди 63

29

Сделайте вывод о проделанной работе.

Виртуальная лабораторно - практическая работа

Тема «Изучение качественной зависимости между величинами в законе Кулона».

2 вариант.

Цель работы:

• изучить, как зависит сила взаимодействия меду зарядами от величины зарядов и расстояния между ними.

• Научиться решать задачи на закон Кулона.

Оборудование: компьютер, проектор, интерактивные лабораторные работы по физике. Учебник физики 10 кл. Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев.

Ход работы:

1. Изучите теорию к интерактивной модели « Опыт Кулона».

1. Ответьте на вопросы:

• Что называют электрическим зарядом?---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

• Кем и когда был открыт закон взаимодействия неподвижных зарядов?----------------------------------------------------------------------------------------------------------

• Запишите закон Кулона для точечных заряженных тел---------

• Продолжите фразу в Международной системе СИ за единицу заряда принят --------------------

• Коэффициент k в системе СИ обычно записывают в виде:---

2. Выбирая режим «Зависимость силы от заряда», зафиксируйте расстояние между заряженными шариками в установке. При дальнейшем изменении заряда одного из шариков меняться будет только сила взаимодействия (и сила скручивания нити соответственно). При щелчке по центральному заряженному телу, его заряд переносится на одно из тел в крутильных весах.

Заполните таблицу.

Расстояние между зарядами.

Величина зарядов

Значение кулоновской силы взаимодействия

Сделайте вывод: Как зависит сила взаимодействия между зарядами от величины зарядов? ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------.

3. Выберите режим «Зависимость силы от расстояния».

Изменяйте расстояние, не меняя величины заряда.

Заполните таблицу.

Расстояние между зарядами.

Величина зарядов

Значение кулоновской силы взаимодействия

Сделайте вывод. Как зависит сила взаимодействия между зарядами от расстояния между ними?---------------------------------------------------------------------------------------------------------Решите задачи.

1. Как измениться сила взаимодействия между зарядами, если величина первого заряда увеличиться в 5 р., а остальные величины останутся неизменными?

____________________________________________________________________

2. Как измениться сила взаимодействия между зарядами, если величина первого заряда увеличиться в 2 р., величина второго заряда уменьшиться в 2р., а остальные величины останутся неизменными?

_______________________________________________________________________

3. Как измениться сила взаимодействия между зарядами, если расстояние между зарядами уменьшиться в 3 раза?

____________________________________________________________________

4. Два заряда взаимодействуют с силой 1Н в среде с диэлектрической проницаемостью 81. Определите силу взаимодействия между зарядами в среде с диэлектрической проницаемостью 1, если величина зарядов и расстояние между ними остались неизменными.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Сделайте вывод о проделанной работе.

Лабораторно - практическая работа.

Тема «Определение заряда, ёмкости и энергии конденсаторной батареи.

Цель работы:

• научиться определять емкость конденсаторной батареи, заряд и энергию, запасаемую электрическим полем конденсатора;

• познакомиться с практическим применением конденсаторов.

1. Оборудование: конденсаторы ёмкостью 10мкФ, 4мкФ, реостат (15 Ом, 5А); ключ; амперметр; выпрямитель ВС 4 - 12; соединительные провода. Учебник физики 10 кл. Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев. Книга « Физика в сельском хозяйстве» под редакцией И. В. Галузо.

Ход работы.

2. Изучите применение конденсаторов в сельском хозяйстве.

Широкое применение в сельском хозяйстве получили конденсаторы. Например, зависимость электроёмкости системы, состоящей из двух проводников, от её геометрических размеров и электрических свойств среды используется в ёмкостных датчиках, которые применяются для контроля давления в двигателях внутреннего сгорания. А так же для измерения вращающихся моментов, автоматического контроля размеров обрабатываемых деталей на различных станках, измерения толщины масляной плёнки в подшипниках, для определения влажности воздуха, измерения уровня жидкостей.

При определении влажности семян используется зависимость ёмкости конденсатора от влажности семян, помещённых между его обкладками. Обкладки представляют собой цилиндрические поверхности, между которыми при измерениях помещают зерно. С увеличением влажности зерна его диэлектрическая проницаемость возрастает, следовательно, будет возрастать и электроёмкость конденсатора.

3. Внимательно изучите рисунок.

4. Соберите электрическую цепь по рисунку.

5. Начертите схему собранной цепи…….

6. Ответьте на вопросы:

• Как соединены конденсаторы на схеме?----------------------------------------------

• Как определяется ёмкость конденсаторной батареи при последовательном соединении?------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

• Как определяется ёмкость конденсаторной батареи при параллельном соединении?--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

• Запишите формулу для расчёта энергии заряженного конденсатора---------------------------------------------------------------------------------------------------------------

7. Определите электроёмкость конденсаторной батареи---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

8. Из закона Ома для участка цепи I = выразите напряжение------------------------------

9. Определите цену деления амперметра-----------------------------------------------------------

10. Измерьте силу тока----------------------------------------------------------------------------

11. Зная сопротивление реостата (смотри рисунок), найдите напряжение на реостате----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

12. Как соединены реостат и конденсаторная батарея?------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

13. Найдите напряжение на конденсаторной батарее---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

14. Рассчитайте электрический заряд на:

• конденсаторной батарее по формуле q= C·U-----------------------------------------

• на первом конденсаторе по формуле q₁= C₁·U-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

• на втором конденсаторе по формуле q₂= C₂·U------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

15. Определите энергию каждого конденсатора---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

16. Ответьте на вопросы профессионально - технического содержания (в случае затруднения найдите ответ в книге « Физика в сельском хозяйстве» под редакцией И. В. Галузо).

• Для чего параллельно контактам нагревателей в системе батарейного зажигания и магнето двигателей внутреннего сгорания включают конденсатор ёмкостью 0,17- 0,35 мкФ?------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

• Одножильный бронированный кабель, используемый в тракторах и автомобилях, можно рассматривать как конденсатор цилиндрической формы. Укажите его обкладки. Что служит диэлектриком этого конденсатора?

Обкладки--------------------------------------------------------------------------------------

Броня-------------------------------------------------------------------------------------------

Диэлектрик-----------------------------------------------------------------------------------

• Почему следует осторожно обращаться с обесточенными цепями, в которых могут быть заряженные конденсаторы?------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

• Конденсатор подключён к источнику напряжения. Разрядиться ли конденсатор, если:

А) отсоединить любую обкладку от источника;

Б) отсоединить обе обкладки от источника;

В) заземлить любую обкладку, не отключая конденсатор от источника;

Г) заземлить любую обкладку, отключив конденсатор от источника;

Д) отключить конденсатор от источника, замкнуть проводником его обкладки.

Ответ:------------------------------------------------------------------------------------------

Сделайте вывод о проделанной работе.

Лабораторно-практическая работа.

Тема «Определение заряда, заряженного шара А по рисунку».

Цель работы: Повторить основные законы электростатики, научиться практическим путём, определять заряд шара.

Оборудование: Рисунок с демонстрацией опыта, линейка.

Ориентировочные сведения.

Порядок выполнения работы.

1. Внимательно изучите рисунок 1. К динамометру подвешен заряженный шар А.

2. Ответьте на вопросы:

-Какую величину измеряет динамометр?__________________________________________

-Какова цена деления динамометра?_____________________________________________

-Какова единица измерения веса?________________________________________________

-Запишите значение веса шара А в тетрадь ________________________________________

3. Изучите рисунок 2. К заряженному шару А поднесли заряженный шар В, как показано на рисунке 2. Известно, что заряды шаров одинаковые, т. е. q_{А =} q_В = q.

4. Ответьте на вопросы:

• Притянулся шар А к шару В или оттолкнулся?_______________________________

• Если оба шара заряжены, то каков знак их зарядов?___________________________

• Как называется сила взаимодействия между шарами?__________________________

• Нарисуйте схему опыта на рис. 2, указав направления действия сил.

5. Снимите показания динамометра на рисунке 2 _______________________

6. Найдите разницу показаний динамометров на рис. 1 и рис. 2. Как вы думаете, чему равна разница этих показаний?___________________________________________________

_____________________________________________________________________________

7. Изучите ориентировочные сведения, запишите закон Кулона в тетрадь, напишите названия физических величин, входящих в формулу.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Найдите значение силы кулоновского взаимодействия из опыта, показанного на рисунке

F = ____________________

9. Для заряженных шаров в опыте закон Кулона можно записать так: F = , так как заряды шаров одинаковы.

10. Выразите из последней формулы заряд q =

11. Рассчитайте величину заряда шара, если = 1 для воздуха, а расстояние между шарами измерьте линейкой: q = ________________________________________________

_____________________________________________________________________________

12. Как измениться сила Кулона, если заряды поместить в керосин? Для ответа на вопрос нужно воспользоваться формулой из ориентировочных сведений: , где F_B в воздухе, а F_с в среде.____________________________________________________________

____________________________________________________________________________

13. Как измениться сила взаимодействия, если заряды поместить в этиловый спирт?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Сделайте вывод о проделанной работе.___________________________________________

Лабораторно-практическая работа.

Тема: Изучение последовательного и параллельного соединения проводников.

Цель работы: проверить следующие законы соединения:

1. Для последовательного соединения проводников: U = U₁ + U₂; I = I₁ = I₂; R = R₁ + R₂,

2. Для параллельного соединения проводников: I = I₁ + I₂ ; U = U₁ = U₂; = +

Вариант 1.

Оборудование: источник тока; два резистора; амперметр; вольтметр; реостат; соединительные провода, учебник физики 10 кл. Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев.

Ход работы.

Изучение последовательного соединения проводников.

1. Укажите цену деления:

• Амперметра____________________________

• Вольтметра_____________________________________________________

1. Укажите пределы измерения:

• Амперметра________________________________________________________

• Вольтметра_____________________________________________________________

2. Соберите цепь для изучения последовательного соединения по схеме, изображённой на рисунке. Меняя положение амперметра в цепи, измерьте силу тока в каждом случае.

3. Заполните таблицу.

I

I₁

I₂

4. Сделайте вывод_______________________________________________________

____________________________________________________________________

5. Подключите вольтметр сначала к первому резистору, затем ко второму резистору и ко всему участку. Измерьте напряжение в каждом случае. Занесите данные в таблицу.

   Значение U

   Значение U₁

   Значение U₂

   
   

6. Проверьте справедливость формулы: U=U₁ +U₂ ____________________________________

7. Запишите закон Ома для участка цепи ___________________________________________

8. Рассчитайте по закону Ома для участка цепи сопротивления

R₁____________________________________________

R₂__________________________________________________

R_____________________________________________________

9. Проверьте справедливость формулы: R =R₁+ R_{2______________________________________}

_{________________________________________________________________________}

Изучение параллельного соединения проводников.

1. Соберите цепь по схеме

2. Измерьте напряжение на участке АВ. Запишите значение U=_______________________

3. Измерьте амперметром силу тока в неразветвленной части цепи. Запишите значение

I =_____________________________________________________________

4. Измерьте амперметром силу тока в первой ветви. Запишите значение

I₁= ____________________

5. Измерьте амперметром силу тока во второй ветви. Запишите значения

I₂ =________________________________________

6. Проверьте справедливость формулы I = I₁ + I₂_____________________

7. Рассчитайте по закону Ома для участка цепи величины сопротивлений: R₁ = _________

R₂ = _______________ R = _____________________

8. Проверьте справедливость формулы: R = : R = _______________________________________________________________________

9. Рассчитайте относительные и абсолютные погрешности измерений силы тока.

10. Рассчитайте относительные и абсолютные погрешности измерений напряжения.

= U+U , где U= 0,15В, U=0,1В.

= = ________________________________________________________

= _______________________________________________________

11. Изучите рисунок и ответьте на контрольные вопросы.

1. Какое соединение проводников изображено на рисунке?_________________________________________________________________

2. Снимите показания приборов.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Найдите силу тока, протекающую через второй резистор_________________________________________________________________________.

4. Определите сопротивление участка цепи, изображённого на рисунке.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Какие изменения произойдут в цепи, если оборвётся провод А? При этом следует считать, что напряжение на источнике сохраниться прежним.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Определите показания приборов для этого случая

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

Сделайте вывод о проделанной работе.

Виртуальная лабораторно-практическая работа.

Тема: Изучение последовательного и параллельного соединения проводников.

Вариант 2.

Цель работы: проверить следующие законы соединения:

1. Для последовательного соединения проводников: U = U₁ + U₂; I = I₁ = I₂; R = R₁ + R₂,

2. Для параллельного соединения проводников: I = I₁ + I₂; U = U₁ = U₂; = +

Оборудование: интерактивные модели «Последовательное соединение проводников», «Параллельное соединение проводников», компьютер, проектор, экран, учебник физики 10 кл. Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев.

Работа с моделью « Последовательное соединение проводников».

Ход работы.

1. Наведите курсор на кнопку 1 и прочитайте, какие физические законы, и понятия вы повторите и изучите при выполнении работы.

2. Нажмите на кнопку 2. Заполните схему.

Виды соединений проводников.

3. Нажмите на кнопку 3. Начертите схему последовательного соединения проводников.

4. Соедините приборы последовательно. Для этого подведите курсор мышки к клемме любого прибора, например лампочки и, удерживая левую кнопку мыши, тяните проводник к ключу. И таким образом соедините все приборы последовательно. Замкните ключ, щёлкнув левой кнопкой мыши по ключу.

Что вы наблюдаете?__________________________________________________

5. Нажмите на кнопку 4. Сравните токи в различных участках цепи.

Для этого выполните указания в пункте 4 по включению в цепь амперметра в точках А, В, С.

Нарисуйте для каждого случая схемы с включенным амперметром.

Определите цену деления амперметра______________________________________

Снимите показания амперметра. Результаты измерения запишите в таблицу.

I_A

I_B

I_C

Сделайте вывод____________________________________________________________

6. Нажмите на кнопку 5. Прочитайте пояснения и ответьте на вопросы:

• Что показал опыт?_________________________________________________________________________________________________________________

• Почему сила тока в каждом проводнике одинакова?________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Нажмите на кнопку 6. Сравните напряжение на каждом проводнике и общее напряжение цепи. Для этого выполните указания по подключению вольтметра в данном пункте.

Запишите правило подключения вольтметра к резистору._________________________________________________________________________________________________________________________

Зарисуйте все случаи включения вольтметра для измерения напряжения.

Определите цену деления вольтметра_____________________________

Результаты измерения занесите в таблицу.

U_АВ , В

U_ВС, В

U_АС, В

Сделайте вывод________________________________________________

8. Нажмите на кнопку 7. Проверьте правильность своих выводов.

9. Запишите закон Ома для участка цепи___________________________________________

10. Выразите из закона Ома сопротивление R = __________________

11. Укажите единицу измерения сопротивления____________________________

12. Заполните таблицу.

R_АВ, Ом

R_ВС, Ом

R_АС, Ом

13. Проверьте справедливость формулы: R = R₁ + R₂,____________________________

14. Изучите практическое применение последовательного сопротивления проводников, нажав кнопку 9.

Где применяется последовательное соединение проводников?______________________________________________________________________________________________________________________

Можно ли все электроприборы в комнате соединить последовательно?___________________________________________________________________________________________________________________

15. Выполните интерактивное упражнение 10. Ответ запишите в тетрадь____________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольные вопросы:

1. Какая величина одинакова для всех проводников, соединённых последовательно?

_____________________________________________________________________________ 2. Как найти напряжение участка цепи, состоящего из последовательно соединённых проводников, зная напряжение на каждом?____________________________________

3. Как найти общее сопротивление цепи, зная сопротивления отдельных проводников, соединённых последовательно?______________________________________________________

Работа с интерактивной моделью «Параллельное сопротивление проводников».

1. Нажмите кнопку 1. Внимательно прочитайте текст и запишите, что вы должны узнать, проделав работу с этой моделью?_______________________________________________________________

_______________________________________________________________________

2. Нажмите кнопку 2. Изучите рекомендации, соберите электрическую цепь, соединив две лампочки параллельно. Нарисуйте схему в тетрадь.

3. Нажмите кнопку 3. Произведите измерение напряжения.

U = U₁ = U_{2_______________________________________________________________________________}

4. Нажмите кнопку 4. Внимательно прочитайте указания, измерьте силу тока. Заполните таблицу.

I, A

I_1, A

I_2, A

5. Проверьте справедливость равенства. I = I₁ + I₂

____________________________________________________________________________

6. Нажмите кнопку 5. Проверьте правильность своих выводов.

7. Вычислите сопротивления проводников и их обратные величины. Результаты вычислений занесите в таблицу.

   R₁

   R₂

   

   

   

   
   

   
   

8. Проверьте справедливость равенства = +

_______________________________________________________________________

9. Нажмите кнопку 7. Выполните интерактивное задание. Запишите, при каких условиях будут работать цепи, состоящие из последовательных или параллельных участков.___________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

10. Нажмите кнопку 8. Выполните упражнения на изучение смешанного соединения проводников. Подчеркните правильный рисунок в каждом опыте.

Задание 1. Рисунки: 1, 2, 3.

Задание 2. Рисунки: 1, 2, 3.

Задание 3. Рисунки: 1, 2, 3.

11. Контрольные вопросы:

Какая величина одинакова для всех проводников, соединённых параллельно?

______________________________________________________________________

Как найти силу тока в цепи до её разветвления через силы токов в отдельных ветвях разветвления?

_______________________________________________________________________

Как найти общее сопротивление параллельно соединённых проводников?

______________________________________________________________________

Сделайте общий вывод о проделанной работе по изучению параллельного и последовательного соединения проводников.

_______________________________________________________________________

Лабораторно - практическая работа.

Тема «Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока».

Цель работы: изучить закон Ома для полной цепи; научиться измерять ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока.

Оборудование:

• 1 вариант. Работа с приборами: источник тока, реостат, ключ, соединительные провода, амперметр, вольтметр;

• 2 вариант. Работа с интерактивной моделью «Законы Ома». Цепь 3 из интерактивных лабораторных работ по физике;

• Приложение к работе « Как вычислять погрешности измерений».

• Учебник физики 10 кл. Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев.

Краткая теория.

Немецкий физик Георг Симон Ом (16.03.1787-7.07.1854) в 1826 году экспериментально установил, что сила тока I, текущего по однородному металлическому проводнику, пропорциональна напряжению U на концах проводника: I =

Величину R принято называть электрическим сопротивлением.

Для участка цепи, содержащего ЭДС, закон Ома записывается в следующей форме:

Выберите для себя приемлемый вариант работы.

1вариант работает с приборами и собирает цепь по схеме.

2 вариант работает с моделью « Законы ОМА». Выберите «Цепь 3». Цепь 3 предназначена для изучения темы «Закон Ома для полной цепи». На схеме присутствует источник питания (батарейка), имеется возможность изменять его внутреннее сопротивление. Можно замыкать и размыкать цепь с помощью ключа, изменять сопротивление реостата, снимать показания с вольтметра и амперметра.

1. Ответьте на вопросы:

• Электрический ток это___________________________________________

_______________________________________________________________________

• Закон Ома для участка цепи имеет вид______________________________________

• Закон Ома для полной цепи _______________________________________________

• Каким прибором измеряют ЭДС?___________________________________________

• Каким прибором измеряют силу тока?___________________________________

• Определите цену деления амперметра___________________________________

• Определите цену деления вольтметра__________________________________

3. Измерьте ЭДС (вольтметром при разомкнутом ключе). Замкните ключ, снимите показания приборов. Данные занесите в таблицу.

Е, B

I, A

U, B

4. Рассчитайте внутреннее сопротивление источника тока по формуле: r =

_____________________________________________________________________

5. Вычислите абсолютную погрешность измерения ЭДС источника E = (т. к. R). В случае затруднения вычисления погрешностей прочитайте приложение к лабораторной работе « Как вычислять погрешности измерений».

= U+U , где U= 0,15 В, U=0,1В.

E = =___________________________________

6. Вычислите относительную погрешность измерения ЭДС источника.

= ·100%, =____________________________________________

7. Вычислите относительную погрешность измерения внутреннего сопротивления

= +, где I + I; I=I = 0.05 A =____________________________

=________________________________________________________________

8. Вычислите абсолютную погрешность измерения внутреннего сопротивления по формуле: , = ________________________________

9. Запишите результаты измерений ЭДС и внутреннего сопротивления в виде:

Е = ЕE , Е =_________________________________________________________

r = r, r = ________________________________________________________________

10. Дополнительное задание. Снимите показания амперметра и вольтметра при двух различных положениях ползунка реостата. Данные занесите в таблицу.

I₁

I₂

U₁

U₂

Вычислите r = = _______________________________________________

E = U₁+I₁·r =_________________________________________

Сделайте вывод о проделанной работе.

Лабораторно - практическая работа.

Тема «Определение к. п. д. установки с электрическими нагревателями».

Цель работы: изучить тепловое действие электрического тока, научиться определять коэффициент полезного действия электронагревательной установки, электронагревательных приборов.

Оборудование: компьютер, проектор, эл. диск « Постоянный ток», в/ф «Плавкие предохранители», приборы: спираль-резистор, вольтметр на 7,5 В, выпрямитель ВС-4-12, термометр, часы, мерный стакан с водой, соединительные провода, учебник физики 10 кл. Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев.

Порядок выполнения работы.

1. Изучите краткие сведения о применении теплового действия тока.

Электрический ток получил такое широкое применение потому, что он несёт с собой энергию, которая может быть превращена в любую другую форму. Например, нагретый проводник отдаёт тепло окружающим телам, что часто используется в профессионально- технической деятельности.

Широкое применение нашли электронагревательные элементы, выполненные в виде открытых спиралей, лент из нихрома, фехраля. Используются и нагревательные провода, кабели, имеющие токопроводящие жилы из материала повышенного или высокого сопротивления, теплостойкую изоляцию.

В быту нашли применение электрообогреваемые полы и стеновые панели. Электрические нагревательные элементы применяют при обогреве почвы парников и теплиц, производственных и жилых помещений. Для подогрева воды широкое распространение получили различные водонагреватели.

2. Изучите причину нагревания проводника с точки зрения электронной теории по в/ф из электронных уроков и тестов по теме « Постоянный ток».

   1. Ответьте на вопросы:

• Объясните, каким образом происходит нагревание проводника?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. 2. Работа с учебником. Изучите тему «Работа и мощность постоянного тока». Заполните таблицу.

Физическая величина

Обозначение.

Формула.

Работа электрического тока.

Работа эл. тока при последовательном соединении.

Работа при параллельном соединении.

Мощность эл. тока.

Мощность при последовательном соединении

Мощность при параллельном соединении.

Количество теплоты, выделяемое в проводнике.

Определите к. п. д. установки с электрическим нагревателем.

Вы помните, что КПД (коэффициент полезного действия) называется отношение полезной работы к полной работе, выраженное в процентах:

=

В ходе работы мы будем нагревать в калориметре воду при помощи электрического нагревателя.

Полезная работа будет равна количеству теплоты, которое получит вода в результате нагревания.

Полной работой будет работа, совершенная электрическим током за время нагревания воды.

1. Соберите электрическую цепь по рисунку.

2. Определите цену деления амперметра_____________________________________

Определите цену деления вольтметра_____________________________________

3. Налейте в стакан со спиралью резистором 150мл воды.

Определите массу налитой воды:m=_________________________________________________

4. Измерьте первоначальную температуру воды t₁=_______________________________

5. Замкните ключ и в течение 10-15 мин. нагревайте воду. Измерьте конечную температуру воды t₂=______________________________________________________________

6. Измерьте:

• Силу тока: I= _______________________________________

• Напряжение: U=______________________________________________

7. Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагревания воды.

Q= c·m·(t₂-t₁), с=4,2·10³ - удельная теплоёмкость воды.

Q=___________________________________________________________________________

8. Рассчитайте работу, совершённую током.

А =I·U=_________________________________________________________________

- промежуток времени в течение, которого нагревали воду.

9. Вычислите к. п. д. данной установки по формуле: =

_________________________________________________________________________________

3. Решение задач.

1. Автомобильный стартер за 10с работы потребляет 6·10⁴Дж . Какова сила тока в статоре во время запуска двигателя, если напряжение на его клеммах 12В?

2. Определите количество теплоты, выделяемое плиткой за полчаса, если сопротивление спирали 80 Ом, а напряжение в сети 220 В.

Сделайте вывод о проделанной работе.

Содержание.

Название работы

Стр.

1. Изучение качественной зависимости между величинами в законе Кулона.

1. вариант.

2

2. Виртуальная лабораторная работа: Изучение качественной зависимости между величинами в законе Кулона. 2 вариант.

5

3. Определение заряда, ёмкости и энергии конденсаторной батареи.

8

4. Определение заряда шара А по рисунку.

12

5. Изучение последовательного и параллельного соединения проводников 1 вариант.

15

6. Виртуальная работа. Изучение последовательного и параллельного соединения проводников. 2 вариант.

19

7. Измерение Э.Д.С. и внутреннего сопротивления источника тока.

24

8. Определение установки с электрическим нагревателем.

34