Материально- техническое обеспечение

Электродинамика

Занятие 1 (2 час.)

Измерение электродвижущей силы элемента методом компенсации

Цель: освоить методику точного определения ЭДС и исследовать электрические схемы с помощью правил Кирхгофа.

На лабораторном занятии формируются:

знания:

- основных физических явлений и законов механики, молекулярной физики и термодинамики, электричества и магнетизма, оптики, атомной и ядерной физики и их математического описания ;

- размерностей основных физических величин и связей между ними, способов их измерений и обработки;

умения:

- решать стандартные физические задачи с проверкой размерности и проводить измерения основных физических величин ;

- используя различные информационные источники выявлять физическую сущность явлений и процессов в устройствах различной физической природы и исследовать их теоретически и экспериментально;

- логично и в наглядных формах представлять результаты физических исследований .

владения:

- физико-математическими методами решения инженерных задач.

При изучении физики у обучающихся формируются следующие

компетенции:

ОПК- 2 - способность применять соответствующий физикоматематический аппарат, методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при решении профессиональных задач

План

1. Входной контроль - тестирование.

2. Выполнение общих заданий.

3. Выполнение индивидуальных заданий.

4. Подведение итогов. Анализ и сравнение решений с решениями преподавателей,

Глоссарий

Выучите определения следующих понятий:

Первое правило Кирхгофа, второе правило Кирхгофа, закон Ома для участка цепи, закон Ома для полной цепи, падение напряжения, внутреннее сопротивление источника тока, ЭДС источника тока, сила тока.

Вопросы для обсуждения:

1. Для чего служит в цепи источник тока?

2. Какие процессы происходят внутри источника тока?

3. Какие силы называются сторонними и почему именно они работают в источнике тока?

4. Какова природа сторонних сил?

5. Какую работу выполняют сторонние силы?

6. Что называется ЭДС источника тока?

7. Что называется напряжением?

8. В каких единицах измеряется ЭДС и напряжение?

9. Что такое вольт?

Задания

Общие

1. Составьте глоссарий по изучаемой теме. Включите в него следующие и

другие (самостоятельно подобранные по данной теме) термины:

электродвижущая сила (Э.д.с.), метод компенсации, реохорд.

2. Собрать цепь. Расположить двухполюсной переключатель П так, чтобы в цепь был включен испытуемый элемент. Подвижный контакт реохорда ставят в произвольное положение.

Замкнув ключи Ki и К2, перемещают движок реохорда в такое положение, при котором стрелка гальванометра будет стоять на нуле.

Разомкнув ключи К1 и К2, отсчитывают расстояние АС = 1 1. Значение записывают в таблицу 3.1.

Перекинув рукоятку переключателя П, включают эталонный элемент и в том же порядке измеряют АД = 1 2. Значение заносят в таблицу 3.1.

Измерение 1 1 и 1 2 проделывают не менее четырех раз.

№ п/п	11. 1 (мм)	^ЛА. 1 (мм)	(Л ¹1, )² (мм2)	1т 1 (мм)	^{Л 1}2 1 (мм)	(Л /2, )² (мм2)	Sn B	^SN = ^SX±^X	Р %
1 2 3 4 5							1,01900

l X (^Д^/1,)² К X )²

Определите среднее значение 1 1 и 1₂ и по формуле (2.7) вычислить

неизвестную ЭДС s _x .

Определить по формуле

X (А12, )² стандартное

а 2 - л----------- У n(n -1)

X )²

n (n -1)

отклонение ^l₁ и l₂ от истинного значения.

Зная надежность результата W = 0.95 по данному числу измерений найти коэффициент Стьюдента и вычислить абсолютную ошибку Л1 1 = аа \ и Л1 2 =аа 2 Вычислитьошибкуизмеренийнеизвестной ЭДС по формуле

'S У ^s n J

Л1₂т² У ^z2 7

ff У ¹ 7

Вычислить ошибку абсолютную неизвестной ЭДС по формуле Л^х = P'S_XОтносительную ошибку выразить в % и записать результат в виде: S x = S x ± ЛЕх с Р = ... %

Индивидуальные

1. Объясните на основе физических закономерностей и математических преобразований, почему ЭДС аккумулятора должна быть больше, чем ЭДС испытуемого и эталонного элементов

2. Выведите с помощью правил Кирхгофа расчетную формулу.

Цели :

учебная - изучение и применение законов постоянного тока, измерение электродвижущей силы элемента методом компенсации;

воспитательная - воспитание культуры мышления;

развивающая - развитие способности к самоорганизации.

При решении задачи формируются

знания:

- устройства и принципов действия электроизмерительных приборов;

- основных принципов построения электрических схем, соединения электроизмерительных приборов;

- основных правил техники безопасности при работе с электричеством;

- основных понятий, формул и формулировок законов, изучаемых в разделах электричество и магнетизм;

- физических явлений, лежащих в основе лабораторных опытов, способов их подтверждения теорией и применения в повседневной жизни;

умения:

- применять формулы для обработки результатов;

- планировать и организовывать процесс самостоятельной работы;

- выделять и разбираться в существенном материале, дающем ключ к пониманию остального;

- контролировать степень понимания и степень прочности усвоения знаний;

- адекватно оценивать результаты своей учебной деятельности;

- совершенствовать методы и формы своей познавательной деятельности;

владения:

- операциями анализа, синтеза, сравнения, обобщения;

- физико-математическими методами решения инженерных задач.

компетенции:

Структура задачи:

1. Описание ситуационной задачи

2. Задача группе.

3. Дополнительные материалы:

- таблица с алгоритмом определения доверительного интервала.

Технология проведения

Используется интерактивная технология работы в малых группах.

Функция преподавателя на занятии - инструктаж, консультирование, наблюдение за работой студентов, проверка правильности расчетов, оценка защиты выполненной работы.

Материально- техническое обеспечение

реохорд, источник питания, эталон ЭДС, элемент исследуемый, дополнительное сопротивление, двухполюсный переключатель, два ключа, гальванометр.

Тестовые задания

Выберите правильный ответ

1. Электрическое поле создано одинаковыми по величине точечными зарядами qi и q₂. Если q1=+q, q₂= -q, расстояние между зарядами и от q₂ до точки С равно а, то вектор напряженности поля в точке С ориентирован в направлении....

Ответ:

а) 4;

б) 2;

в) 1;

г) 3.

2. Электрический дипольный момент p (характеристика диполя) это

Ответ:

а) вектор, направленный от отрицательного к положительному заряду p=ql;

б) вектор, направленный от положительного к отрицательному заряду p=q^l;

в) вектор, направленный перпендикулярно плоскости, в которой находятся положительный и отрицательный заряды p=ql.

3. На рисунке представлены графики, отражающие характер зависимости поляризованности Р диэлектрика от времени t при включении электрического поля напряженностью E. Укажите зависимость,

соответствующую ионному и электронному механизмам поляризации.

Ответ:

а) 2;

б) 4;

в) 1;

г) 3.

4. Величина /сила/ тока...

Ответ:

а) скалярная физическая величина, которая показывает, какой заряд

переносится через поперечное сечение проводника в единицу времени;

б) векторная физическая величина, которая показывает, какой заряд

переносится через поперечное сечение проводника в единицу времени;

в) скалярная физическая величина, которая показывает, какой заряд

переносится через поперечное сечение проводника;

г) скалярная физическая величина, которая показывает, какой заряд

переносится в проводнике за единицу времени.

5. Второе правило Кирхгофа гласит: «В любом независимом замкнутом контуре (участке разветвленной цепи) алгебраическая сумма падений напряжений на отдельных участках контура..

Ответ:

а) X i_iR_i > X e_i ;

i i

б) X I.^R.<X Ei;

i i

в) X I.R.=X E,.

i i

6. Общее напряжение при параллельном соединении:

Ответ:

а) и = U + и₂ +... + и_п;

б) и = U1 - и₂ -... - и_п;

в) и = ц = и₂ =... = и.

Литература

Основные учебники и учебные пособия

1. Детлаф А.А. Курс физики: учеб. пособие для втузов / А. А. Детлаф, Б.М.Яворский - 4-е изд., испр. - Москва: Высшая школа, 2002. - 718 с.

Дополнительная литература

1. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики / В.С. Волькенштейн. - Санкт-Петербург: Книжный мир, 2008. - 328 с.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. В 3-х тт. Т.2.: Электричество и магнетизм. Волны. Оптика: учеб. пособие / И.В. Савельев. - Санкт- Петербург: Лань, 2011. - 496 с.

3. Савельев И.В. Курс общей физики. В 3-х тт. Т.3.: Квантовая оптика. Атомная физика. физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц: учеб. пособие / И.В. Савельев. - Санкт- Петербург: Лань, 2011. - 320 с.

4. Мазурова В.А. Физика [Электронный ресурс]: учеб. пособие / В.А. Мазурова. — Москва : КноРус, 2018. — 1044 с. - Режим доступа:

https ://www.book.ru/book/928017

Интернет-ресурсы

1. Электронный учебник по физике [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.physbook.ru/ -

2. Интернет-ресурс: «Мир математических уравнений» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://eqworld.ipmnet.ru/indexr.htm

3. Сайт «Видеолекции и образовательные материалы Физтеха» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://lectoriy.mipt.ru/

4. «ЦОР. Коллекция интерактивных заданий по физике» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://school-collection.edu.ru/catalog/rubr/fb011676-b857-2653-941d-4dbaef589fa5/

5. Сайт «Анимация физических процессов» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://physics.nad.ru/physics.htm

6. Сайт «Виртуальные лабораторные работы по физике» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: - http://www.all-fizika.com/article/index.php?id article=110

7. Сайт «Virtulab» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.virtulab.net/

8. Сайт «Виртуальная лаборатория». [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.physexperiment.narod.ru/virt lab.htm

9. Интернет-тренажеры по дисциплинам

[Электронный ресурс] - Режим доступа: www.i-exam.ru

Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 93; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!