СКАЧАТЬ:
Комплекс отчетов
по лабораторным работам
по физике
СОДЕРЖАНИЕ
1.Электростатика и постоянный ток..............................................................................3
1.1. Лабораторная работа №1. «Электроизмерения»………………………………........3
1.2. Лабораторная работа №3. «Изучение электростатических полей методом моделирования»………………………………………..…………………………………..6
1.3. Лабораторная работа №5. «Исследование распределения мощности в цепи постоянного тока»…………………………………………………………………………..8
2.Электромагнетизм…………………………………………………………………………….11
2.1. Лабораторная работа №7. «Исследование токовых явлений в вакууме»……….11
2.2. Лабораторная работа №10. «Определение удельного заряда электрона по действию магнитного поля на движущийся заряд»…………………………………13
2.3. Лабораторная работа №12. «Исследование магнитного поля соленоида»…….14
2.4. Лабораторная работа №13. «Определение напряженности магнитного поля Земли»………………………………………………………………………………..16
1. Электростатика и постоянный ток
1.1. Лабораторная работа № 1. «Электроизмерения»
Задание №1. Изучение вольтметра.
|
Для заданных напряжений (,) вычислили величину добавочного сопротивления:
, ,
Установили на магазине сопротивлений получившуюся величину () магазин подключили к клеммам 2, 3 панели с прибором МЭС. Клеммы 1,3 получившегося вольтметра подключили к клеммам 2,4 установки.
Таблица 1. Результаты измерения Таблица 2.
U,B |
, мкА |
с=U/, В/дел |
3,0 |
100 |
0,0300 |
2,8 |
98 |
0,0286 |
2,6 |
91 |
0,0286 |
2,4 |
84 |
0,0286 |
2,2 |
77 |
0,0286 |
2,0 |
70 |
0,0286 |
1,8 |
63 |
0,0286 |
1,6 |
56 |
0,0286 |
1,4 |
49 |
0,0286 |
1,2 |
41 |
0,0293 |
U,B |
, мкА |
с=U/, В/дел |
5,0 |
100 |
0,0500 |
4,8 |
99 |
0,0480 |
4,6 |
95 |
0,0480 |
4,4 |
92 |
0,0478 |
4,2 |
88 |
0,0477 |
4,0 |
84 |
0,0476 |
3,8 |
80 |
0,0475 |
3,6 |
76 |
0,0475 |
3,4 |
72 |
0,0472 |
3,2 |
68 |
0,0470 |
|
и вычисления значений Ц.Д.
Вычислили среднее значение цены деления вольтметра . Ее погрешность
1.B/дел. , B/дел
2.,
3., p=0,95 ; f=10; =2,26 ; В/дел, В/дел.
2. Определить сопротивление вольтметра установки. Если последовательно с V включить вольтметр, внутреннее сопротивление которого известно (, то ток, протекающий через приборы, будет одинаков, падение на каждом из вольтметров равно: . Возьмем отношение этих величин: , отсюда выразим : =.
Разомкнули перемычку К2, к клеммам 6,7 последовательно подключим изучаемый вольтметр. Потенциометром П1 установили 10 значений напряжения U. Показания U и занесли в Таблицы 3,4
|
|||
|
|||
,B |
,B |
|
4,0 |
41 |
1,9598 |
3,8 |
39 |
1,8642 |
3,6 |
37 |
1,7686 |
3,4 |
35 |
1,6730 |
3,2 |
33 |
1,5774 |
3,0 |
31 |
1,4818 |
2,8 |
29 |
1,3862 |
2,6 |
27 |
1,2906 |
2,4 |
25 |
1,1950 |
2,2 |
23 |
1,0994 |
,B |
,B |
|
3,0 |
32 |
0,9216 |
2,8 |
29 |
0,8352 |
2,6 |
27 |
0,7776 |
2,4 |
25 |
0,7200 |
2,2 |
23 |
0,6624 |
2,0 |
21 |
0,6048 |
1,8 |
19 |
0,5472 |
1,6 |
17 |
0,4896 |
1,4 |
15 |
0,4320 |
1,2 |
13 |
0,3744 |
=
=97656,25 Ом
=99206,34 Ом
=96153,85 Ом
=Ом
= Ом
=Ом
Найдем погрешность определения :
1. =99391,74 Ом
2.
3. =, p=0,95 ; f=10; =2,26 ; =2038,8 Ом
1.2. Лабораторная работа №3. «Изучение электростатических
полей методом моделирования»
Цель работы: исследование распределения силовых линий и эквипотенциальных поверхностей электростатического поля на модели с электропроводной бумагой .
Экспериментальная установка и методика измерения.
Схема установки приведена на рис. 1. Делитель напряжения состоит изm последовательно соединенных одинаковых сопротивлений , полное сопротивление ( на рис. 1m=4 ).
I. Изучение поля плоского конденсатора.
1. Замкнуть ключ . Подключив вольтметр V переключателемк клемме I, .измерить напряжение U между А и В. Учитывая, что потенциал определяется с точностью до произвольной аддитивной постоянной, определить эту постоянную можно так, чтобы потенциал электрода А был равен , тогда потенциал электрода В будет равен .
2. Установив переключатель на клемму 2, подать на гальванометр G потенциал и перемещать измерительную иглу по поверхности электропроводной бумаги до тех пор, пока стрелка гальванометра G не остановится на нуле. Точку, которой касается игла в этот момент, отмечают карандашом. Отсутствие тока через гальванометр Gозначает, что потенциал этой точки равен . Не меняя положения , найти еще четыре точки с таким же потенциалом . Соединить эти точки линией - это и будет эквипотенциальная линия.
3„ Переключая &> на следующие клеммы, построить эквипотенциальные линии
m=4, U=12B
; ; ;
На электропроводной бумаге получается графическое изображение эквипотенциальных линий электрического поля между электродами А и B.
4. Вычислить значение напряженности и потенциала электростатического поля для точек, указанных преподавателем.
Величина напряженности поля в точке между i-й и i+1-и эквипотенциальными линиями вычисляется по формуле: , где -кратчайшее расстояние между i-й и i+1-й эквипотенциальными линиями. Потенциал точки можно найти следующим образом . Учитывая, что линии вектора Е ортогональны эквипотенциальным линиям построить силовые линии поля.
5. Оценить погрешность определения напряженности и потенциала поля и .
6. Данные измерений и результаты вычислений занести в Таблицу №1.
№ точки |
||||
А |
0,035 |
85,7 |
2,78 |
1,06 |
0,036 |
91,0 |
|||
0,034 |
88,2 |
|||
0,033 |
91,0 |
|||
0,034 |
88,2 |
Таблица №1.
№ точки |
||||
В |
0,020 |
150,0 |
6 |
-4,6 |
0,022 |
136,4 |
|||
0,021 |
143,0 |
|||
0,021 |
143,0 |
|||
0,021 |
143,0 |
7. Зная скалярное поле потенциала (x, y ) вычислить работу сил поля при перемещении положительного единичного заряда между точками, указанными преподавателем.
1.3. Лабораторная работа № 5. «Исследование распределения мощности
в цепи постоянного тока»
Цель работы: исследование зависимости полной мощности, полезной мощности, мощности тепловых потерь на внутреннем сопротивлении источника и коэффициента полезного действия от тока и внешнего сопротивления в замкнутой электрической цепи.
Экспериментальная установка и методика измерений. Рис. 1
I. Собрать установку в соответствии со схемой, изображенной на рис. 1. Здесь E- источник постоянного тока.V - вольтметр, А - амперметр, R - реостат
(сопротивление внешней цепи ), К – ключ.
2. При разомкнутом ключе К записать показание вольтметра, соответствующее ЭДС E источника тока.
3. Замкнуть ключ К и изменяя реостатом R ток в цепи (от наименьшего до наибольшего значения ), снять зависимость U=f(I). Замеры провести не меньше, чем при десяти значениях I. Измерения по пп. 2 и 3 повторить три раза. Найти среднее значение величин, характеризующих режимы электрической цепи.
4. Вычислить для каждого устанавливаемого значения тока величины полной P, полезной Р и мощности потерь р , а также коэффициенты полезного действия . Данные наблюдений занести в Таблицу №1
1) P=E I; 2)P=UI; 3) p= P-I
I, А |
U, B |
P, Bт |
P, Bт |
p, Bт |
, % |
R, Oм |
0,770 |
0 |
3,388 |
0 |
3,388 |
0 |
0,00 |
0,550 |
1,200 |
2,420 |
0,659 |
1,761 |
0,272 |
2,18 |
0,460 |
2,100 |
2,024 |
0,960 |
1,064 |
0,474 |
4,57 |
0,360 |
2,400 |
1,584 |
0,860 |
0,724 |
0,543 |
6,67 |
0,320 |
2,700 |
1,408 |
0,860 |
0,548 |
0,610 |
8,44 |
0,280 |
2,900 |
1,232 |
0,812 |
0,420 |
0,660 |
10,36 |
0,260 |
3,000 |
1,144 |
0,780 |
0,364 |
0,680 |
11,54 |
0,230 |
3,100 |
1,012 |
0,712 |
0,300 |
0,703 |
13,48 |
0,210 |
3,200 |
0,924 |
0,672 |
0,252 |
0,730 |
15,24 |
0,200 |
3,300 |
0,880 |
0,660 |
0,220 |
0,750 |
16,50 |
0,196 |
3,400 |
0,862 |
0,660 |
0,202 |
0,760 |
17,35 |
0,183 |
3,350 |
0,805 |
0,613 |
0,192 |
0,765 |
18,31 |
0,173 |
3,330 |
0,761 |
0,577 |
0,184 |
0,770 |
19,25 |
0,166 |
3,460 |
0,730 |
0,574 |
0,156 |
0,785 |
20,84 |
0,156 |
3,500 |
0,680 |
0,540 |
0,140 |
0,794 |
22,44 |
0,148 |
3,560 |
0,651 |
0,526 |
0,125 |
0,807 |
24,05 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
||||||||||||
|
|||||||||||||
|
|||||||||||||