Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Волгодонский инженерно-технический институт – филиал НИЯУ МИФИ

Методические указания по выполнению лабораторных работ

по дисциплине «Физический практикум » 3 семестр

для студентов заочной формы обучения

Составители:

Н.В.Ермолаева, А.Н.Чернова

Волгодонск 2012

Содержание

Общие указания к выполнению лабораторных работ по общей физике	3
Лабораторная работа 34. Определение внутреннего сопротивления и цены деления гальванометра	4-6
Лабораторная работа 39. Определение электроемкости конденсатора с помощью баллистического гальванометра	7-12
Лабораторная работа 46 . Исследование. вынужденных электромагнитных колебаний	13-21
Лабораторная работа 46 -1 . . Исследование. затухающих электромагнитных колебаний	22-28
Лабораторная работ № 47 Исследование трехэлектродной лампы (триода)	29-34
Лабораторная работ № 47-1 Изучение явления термоэлектронной эмиссии на примере электровакуумного диода.	35-42
Лабораторная работа № 56 Снятие кривой намагничивания петли гистерезиса с помощью осциллографа	43-51
Лабораторная работ № 201 Изучение электростатического поля	52-58
Лабораторная работ № 202 Определение горизонтальной и вертикальной составляющей напряженности магнитного поля Земли	59-68

Общие указания к выполнению лабораторных работ по общей физике

В течение установочной сессии студенты заочной формы обучения выполняют 2 лабораторные работы из представленного в папке лабораторных работ списка. Отчет по лабораторным работам оформляется в тетради для выполнения лабораторных работ. Отчет по каждой работе должен содержать название, номер работы, цель выполнения работы. , краткую теорию, таблицы с измеренными данными, расчеты, графики, выводы по работе. Номера работ, которые необходимо выполнить, выдаются студенту преподавателем.

Основные этапы работы студента в лаборатории физики следующие:

1. Допуск к лабораторной работе

2. Выполнение лабораторной работы

3. Защита лабораторной работы.

Чтобы получить допуск к работе, следует ознакомиться с содержанием работы, изучить краткую теорию, сформировать представление о том, что в данной работе изучается и какие параметры и значения следует определить, рассчитать. Также следует ознакомится с описанием лабораторной установки \и основными этапами проведения измерений. Всю перечисленную информацию следует устно изложить преподавателю.

Выполнение лабораторной работы следует осуществлять согласно инструкции к выполнению работы.

По результатам работы обязательно следует сделать выводы.

В выводах следует пояснить причины расхождения теоретических данных и результатов измерений (если таковые имеются) и дать оценку результатов проведения работы в целом.

Защита работы состоит в ответах на контрольные вопросы (приведены в конце инструкции к лабораторной работе) и пояснении полученных результатов.

Лабораторная работа № 34 определение внутреннего сопротивления и цены деления гальванометра.

Цель работы: экспериментальное определение внутреннего сопротивления и цены деления гальванометра.

Описание электрической схемы установки:

Электрическая схема, используемая в данной работе, представлена на рис. 1. Здесь -

G исследуемый гальванометр; V – вольтметр; Б – батарея э.д.с.; R₁ – магазин сопротивлений; R₀ и R – постоянные сопротивления, образующие делитель напряжения; К – ключ. При замыкании ключа К в цепи течёт электрический ток. При помощи сопротивлений R₀, R₁, R можно регулировать силу тока на участке АСВ, величина которого определяет степень отклонения стрелки гальванометра от положения равновесия.

Рис 1.

Описание установки:

1. Гальванометр.

2. Вольтметр.

3. Магазин сопротивлений.

4. Тумблер переключения направление тока.

5. Регулятор напряжения.

Рис 2.

Пояснения к работе:

При прохождении тока через гальванометр магнитоэлектрической системы, стрелка гальванометра откланяется пропорционально величине силы тока, проходящего через него (I₁=k_i n (1)). Где n – число делений, соответствующее отклонению стрелки гальванометра; k_i – коэффициент пропорциональности называемый, ценой деления по току.

По закону Ома падение напряжения на гальванометре равно: U_i=I₁ R_g (2), где R_g – внутренне сопротивление гальванометра. Подставив (2) в (1) получим:

U_i=k_i R_g n=k_v n (3)

Величина k_v=k_i R_g называется ценой деления прибора по напряжению.

Согласно закону Ома для участка АС имеем:

U_AC=I R_AC=I (R_AB+R)=I I R, так как R₀<<R_g, то R_AB=R₀.

Тогда при U=const, R=const и R₀=const U_AC=I R₀ также есть величина постоянная.

Пусть при R₁ 0 через гальванометр течёт ток I₁=k_i n₁, при R₁=0 – I₂= k_i n₀. Так как U_AB=const, то I₁ R_g=I₂ (R+R_g) или k_i n₁ (R₁+R_g)= k_i n₀ R_g , откуда:

R_g= (4)

Тогда цена деления гальванометра по току определяется из выражения:

k_i= (5)

А цена деления по напряжению:

k_v=k_i R_g= (6)

Следует помнить, что соотношения 4,5,6 являются приближёнными и получены при условии R_g>>R₀.

Порядок выполнения работы:

1. Включить тумблер «сеть», и регулятором напряжения 5, установить значение напряжения 1В.

2. На магазине сопротивлений установить значение R₁=0.

3. Тумблер 4 переключить в положение «+» и определить установившееся отклонение стрелки гальванометра n₀.

4. Переключить тумблер в положение «-» и повторить опыт.

5. На магазине сопротивлений выставить R₁=10 Ом.

6. Тумблер 4 переключить в положение «+» и определите установившееся отклонение стрелки гальванометра n₁.

7. Переключить тумблер в положение «-» и повторить опыт.

8. Выполнить пункты 5-7 для значений сопротивлений R₁=20 Ом и R₁=30 Ом.

Данные электрической схемы:

Сопротивления R₀= ; R₀ ;

Напряжение U= ; U ;

Таблица измерений

№ опыта	n0	n0	R1=10 Ом		R1=20 Ом			R1=30 Ом
			n1	n1	n1	n1	n1		n1
Среднее Значение

Обработка результатов измерения:

1. По формуле (4) рассчитать величину внутреннего сопротивления гальванометра R_g для трёх экспериментов для различных R₁.

2. Определить относительную погрешность для каждого из трёх экспериментов по формуле:

;

R₁ найти из класса точности магазина сопротивлений; n₁ и n₀ определяются случайными и приборными погрешностями. Приборные погрешности ( n₁)_пр=( n₀)_пр=0,5 дел.

3. Рассчитать среднее значение значения R_g и R_g из величин полученных на основе трёх опытов.

4. По формуле (5) найти цену деления гальванометра по току k_i.

5. Относительную погрешность определить из соотношения:

;

U рассчитать из класса точности вольтметра.

6. По формуле (6) найти цену деления гальванометра по напряжению k_v.

7. Относительную погрешность определить из соотношения:

;

8. Результаты измерений и расчёты занести в таблицу.