ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ
ИНСТИТУТ ИМЕНИ М.Е. ЕВСЕВЬЕВА
КАФЕДРА ФИЗИКИ И МЕТОДИКИ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ
ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА
ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ
Методические рекомендации
к лабораторным работам
Саранск 2009
Оглавление
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 8
«ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ» 8
1.1 АМПЕРМЕТР И ВОЛЬТМЕТР С ГАЛЬВАНОМЕТРАМИ 8
ДЕМОНСТРАЦИОННЫЕ 8
1.2 МЕХАНИЗМ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ 9
1.3 АМПЕРМЕТР ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ 10
1.4 АМПЕРМЕТР ПОСТОЯННОГО ТОКА 10
1.5 АМПЕРМЕТР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 11
1.6 ГАЛЬВАНОМЕТР ПОСТОЯННОГО ТОКА 11
1.7 ВОЛЬТМЕТР ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ 11
1.8 ВОЛЬТМЕТР ПОСТОЯННОГО ТОКА. 12
1.9 ВОЛЬТМЕРТ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 13
1.10 УСИЛИТЕЛЬ К ГАЛЬВАНОМЕТРУ ОТ ДЕМОНСТРАЦИОННОГО АМПЕРМЕТРА 13
1.11 ВАТТМЕТР ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ 14
1.12 РЕОСТАТЫ ПОЛЗУНКОВЫЕ 14
1.13 МАГАЗИН СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ 15
1.14 ТЕРМОСТОЛБИК (учебный) ТС 15
1.15 ФОТОЭЛЕМЕНТ СЕЛЕНОВЫЙ 16
1.17 ГАЛЬВАНОМЕТР ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ М1032-М1 17
(чувствительный) 17
1.18 ТЕРМОМЕТР- ВОЛЬТМЕТР ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ TВ-1 18
20
1.20 Демонстрация 2 «Фототок» 20
1.21 Демонстрация 3 «Возникновение индукционного тока» 21
1.22 Демонстрация №4 «Закон Ома для участка цепи» 21
Лабораторная работа №2 23
ТРАСФОРМАТОР УНИВЕРСАЛЬНЫЙ 23
Демонстрация №1 24
Электросварочный аппарат 24
Демонстрация №2 24
Действие магнитного поля на проводник с током 24
Демонстрация №3 25
Модель намагничивающей установки 25
Демонстрация №3 25
Получение индукционного тока при помощи 25
движущегося магнитного поля 25
Демонстрация №4 27
Получение индукционного тока при замыкании и размыкании 27
тока в первичной катушке 27
Демонстрация №5 29
Получение индукционного тока в неподвижных проводниках 29
изменяющимся по величине магнитным полем 29
Демонстрация №6 30
Индуктивное действие переменного тока 30
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 32
ОСЦИЛЛОГРАФ И ЗВУКОВОЙ ГЕНЕРАТОР 32
3.1 Устройство и принцип действия осциллографа. Осциллограф это прибор для визуального наблюдения и регистрации функциональной зависимости величин, выраженных в форме электрических напряжений или токов. Наиболее широко применяют осциллографы для исследования периодических процессов, а также для изучения вольтамперных характеристик диода и триода, петли гистерезиса и др. 32
• в-третьих, уметь установить их в нужный режим работы. 35
3.2 Задание 1: настройка осциллографа 36
3.3. Задание 2: Изучите осциллограмму переменного тока 37
3.4 Задание 3: Осциллограмма от камертона 38
3.5 Задание4. Изучение процесса возникновения фигур Лиссажу на экране осциллографа и определение с их помощью частоты периодического синусоидального сигнала. 38
Демонстрация №2. Анализ звуковых колебаний. 47
Демонстрация №3. Сдвиг фаз между током и напряжением в цепи с емкостью. 47
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4 49
НАСОСЫ 49
4.1 Масляный насос Комовского. 49
4.2 Тарелка к вакуумному насосу. Ряд опытов с насосом Комовского осуществляется при помощи тарелки с манометром и стеклянным колоколом (рис.6). Тарелка к вакуумному насосу служит для демонстрации опытов при пониженном атмосферном давлении. 50
4.3 Ручной насос. Ручной насос Шинца представляет собой воздушный поршневой насос двойного действия, т. е. нагнетающий воздух в сосуд или создающий в нем разрежение. 51
4.4. Манометр открытый жидкостный демонстрационный. 51
4.5 Микроманометр. 51
4.6 Ротационный вакуумный насос. 52
4.7 Демонстрация 1. 53
Раздувание резиновой камеры под колоколом воздушного насоса. 53
4.8 Демонстрация 2. Магдебургские тарелки. 53
4.9 Демонстрация 3. 54
Продемонстрируйте адиабатное охлаждение при быстром 54
расширении сжатого воздуха. 54
4.10 Демонстрация 4. 54
Измерение давления внутри жидкости. 54
4.11 Демонстрация 5. Падения тела в вакуумной трубке Ньютона. 55
Демонстрация 6. 55
Кипение воды 55
при пониженном давлении. 55
4.14 Демонстрация 7. Ослабление звука в вакууме. 56
4.15 Демонстрация 8. 56
Охлаждение жидкости при испарении. 56
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5 57
Проекционная оптическая апаратура 57
5.1 Оптическая скамья ФОС-67 57
5.4 МИКРОСКОП. 61
5.5 ЭПИПРОЕКТОР 62
5.6 Графопроектор 63
5.7 ДИАПРОЕКТОР 66
Введение
Лабораторные работы являются составной частью курса теории и методики обучения физики. Основными целями лабораторных занятий являются: овладение методикой проведения различных видов школьного физического эксперимента; изучение принципов действия приборов и устройств типового кабинета физики, формирование умений и навыков работы с ними.
Курс лабораторных работ предусматривает изучение студентами технологии физического эксперимента с целью подготовки студентов к производственно-педагогической практике.
На занятиях каждый студент должен овладеть следующими умениями, знаниями и навыками:
уметь собирать опытную установку по схемам;
знать назначение, правила эксплуатации и принцип действия основного оборудования школьного кабинета физики;
овладеть методикой и техникой проведения различных видов физического эксперимента в средней школе;
изучить технику безопасности при работе в школьном кабинете физики.
Методические указания.
Студенты работают на занятиях индивидуально или парами. Выполнение опытов предусматривает два этапа: теоретический и практический. На первом этапе студенты готовятся самостоятельно в удобное для них время по вузовским и школьным учебникам и конспектируют учебный материал.
Прежде чем перейти к практическому выполнению лабораторной работы студенты получают допуск преподавателя.
Допуск включает:
вопросы по методике выполнения эксперимента: цель эксперимента, приборы и материалы, техника проведения, сущность физического явления и полученные выводы;
определить роль и место эксперимента в учебном процессе;
вопросы об устройстве и принципе действия приборов и установок;
правила эксплуатации приборов и техники безопасности школьного кабинета физики.
После получения допуска студент переходит к выполнению лабораторной работы. Эксперимент проводится под наблюдением преподавателем, который фиксирует его выполнение.
Зачет ставиться после выполнения и отчета по всем демонстрациям, предусмотренных в рамках программы.
Требования к оформлению конспекта
В рабочей тетради указываются:
название лабораторной работы;
цель и используемое оборудование к каждой демонстрации;
ход работы;
рисунки и схемы;
выводы;
методические рекомендации.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
«ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ»
1.1 АМПЕРМЕТР И ВОЛЬТМЕТР С ГАЛЬВАНОМЕТРАМИ
ДЕМОНСТРАЦИОННЫЕ
Цель: изучить устройство и принцип действия демонстрационных электроизмерительных приборов.
Амперметр и вольтметр демонстрационные являются измерительными приборами для постоянного и переменного тока. Они по своему устройству
одинаковы и отличаются только элементами электрической схемы и начертанием шкал.
Приборы (рис.1) состоят из следующих основных частей: измерительного механизма магнитоэлектрической системы, сменных шкал, полупроводникового выпрямителя, сменных добавочных резисторов в вольтметре или сменных шунтов в амперметре.
Смонтированы приборы в пластмассовых футлярах. Лицевая сторона футляра застеклена. Это позволяет учащимся видеть шкалу, стрелку и устройство измерительного механизма.
Снизу на лицевой стороне установлено пять зажимов. Три зажима (верхние) черного цвета, два зажима (нижние) красного либо коричневого цвета. У одного верхнего зажима имеется обозначение «~», а у другого (крайнего правого) «+».
Между нижними зажимами нанесена надпись: «Гальванометр». Зажимы служат для присоединения к прибору токопроводящих проводов. Так как зажимы универсальные, то к ним можно подключать как провода с наконечниками, так и провода со штекерами.
В крышке футляра имеются три прямоугольных паза для установки шкал.
Передний паз предназначен для рабочей шкалы, задние два паза: для хранения двух свободных шкал, не используемых при данном измерении.
Шкалы прикреплены к пластмассовым планкам (Пл). С помощью этих планок шкалы могут выниматься или вставляться в футляр. Кроме того, планки предохраняют шкалы от проскальзывания внутрь прибора.
На планках имеются обозначения «~», «-» или «г», соответствующие назначению шкалы. Так, у планки со шкалой, предназначенной для установки при измерении переменного тока, имеется обозначение «~», у шкалы гальванометра - обозначение «г», а у шкалы постоянного тока - обозначение «-».
Задняя сторона футляров также застеклена. Это позволяет преподавателю следить за расположением стрелки во время проведения опытов.
На задней стенке футляров расположена головка корректора (К), вращая которую, устанавливают стрелку прибора в исходное нулевое положение.
В нижней части футляра имеется выдвижной ящик (Я), предназначенный для хранения сменных добавочных резисторов или шунтов.
Внутри каждого прибора укреплена неподвижная дополнительная фоновая шкала (ФШ). С лицевой стороны на этой шкале нанесены буквы «V» в вольтметре и «А» в амперметре, номер прибора и фирменный знак завода, дата выпуска прибора, и надпись учебный. С обратной стороны на шкале нанесены десять равномерных делений. Начало и конец делений соответствуют началам и концам рабочих шкал. Эти деления предназначены для относительного определения положения стрелки и контроля за работой при проведении преподавателем опытов.