Заняття №10

(лабораторне)

ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕКТРОРУШІЙНОЇ СИЛИ ТА ВНУТРІШНЬОГО ОПОРУ ДЖЕРЕЛА СТРУМУ

Мета: Експериментально визначити внутрішній опір і ЕРС джерела струму за допомогою вольтметра і амперметра.

Обладнання: джерело живлення, реостат, вольтметр, амперметр, вимикач, сполучні провідники.

Питання для повторення

1. Електричний струм.

2. Характеристики електричного струму.

3. Амперметр. Вольтметр.

Основні питання теми заняття

1. Джерела постійного струму.

2. Сторонні сили.

3. Електрорушійна сила джерела струму.

4. Замкнуте електричне коло.

5. Закон Ома для замкнутого електричного кола.

6. Послідовне з'єднання провідників.

7. Паралельне з'єднання провідників.

8. Робота і потужність струму.

9. Теплова дія струму. Закон Джоуля-Ленца.

Інструкція до проведення лабораторної роботи

Завдання

1. Визначити ЕРС і внутрішнього опору джерела струму.

2. Оцінити якість проведеного вимірювання.

Короткі теоретичні відомості

Електрорушійна сила, що діє в колі, визначається роботою сторонніх сил, яка виконується при переміщенні одиничного позитивного заряду по замкнутому колу.

Кожне джерело струму має деякий опір, який називається внутрішнім опором джерела. ЕРС ε і внутрішній опір r залежать від типу джерела струму і з часом змінюються.

При короткочасній експлуатації джерела можна прийняти, що ε і r залишаються незмінними.

Визначення ЕРС і внутрішнього опору джерела струму проводиться на основі закону Ома для повного кола

(1)

де І – сила струму в електричному колі, яка визначається амперметром А.

З формули (1) знаходимо

(2)

де IR=U – спад напруги на зовнішній ділянці кола, що вимірюється вольтметром V при замкнутому вимикачі К.

(3)

Виконавши два вимірювання напруги і сили струму при різних значеннях зовнішнього опору кола (у різних положеннях повзунка реостата R), отримаємо систему рівнянь

Звідки

(4)

Формула (4) є робочою формулою для визначення внутрішнього опору джерела струму. Щоб визначити ЕРС можна використовувати формулу (3).

Рис.1

Порядок виконання роботи

1. Зібрати електричне коло за схемою (Рис.1). Включити реостат R на повний опір і замкнути вимикач К. Записати покази амперметра і вольтметра.

2. Зменшити опір кола за допомогою реостата R (пересуваючи повзунок вліво) і знову записати покази вимірювальних приладів.

3. Виміри повторити ще раз, зменшивши зовнішній опір.

4. Результати вимірів занести в таблицю.

5. Використовуючи робочу формулу (4) для отриманих вимірів, знайти три значення внутрішнього опору.

6. № п/п	U, В	I, А
   1
   2
   3

   Визначити середнє значення внутрішнього опору.

7. Згідно з формулою (3) визначити ЕРС джерела.

8. Зробити висновок.

Література

1. Конспект лекцій.

2. Сиротюк В.Д. Фізика: підручник для 10 кл. загальноосвітніх навчальних закладів: (рівень стандарту)/В.Д. Сиротюк, В.І. Баштовий. – К.: Освіта, 2010. – 303 с.: іл.

3. Гончаренко С.У. Фізика: Пробний навчальний посібник для шкіл ІІІ-ступеня, гімназій і класів гуманітарного профілю. 10 клас. – К.: Освіта, 1994.–272 с.

4. Соколович Ю.А. Фізика: Довідник з прикладами розв’язання задач / Ю.А. Соколович, Г.С. Богданова. – Х.: Веста: Видавництво «Ранок», 2008. – 464 с.

5. Коршак Є.В., Ляшенко О.І., Савченко В.Ф. Фізика. 10 кл.: Підруч. для загальноосвіт.навч. закл. – К.: Ірпінь: ВТФ «Перун», 2002. – 296с.

6. Римкевич А. П. Збірник задач з фізики для 9-11 класів середньої школи. – Х.:Олант, 2005 – 244 с.: мал..

ЗАНЯТТЯ №11

(практичне)

ЕЛЕКТРОМАГНІТНА ІНДУКЦІЯ

Мета: Вивчити зв’язок між електрорушійною силою індукції і швидкістю зміни магнітного потоку в контурі; засвоїти поняття вихрового електричного поля.

Питання для повторення

1. Взаємодія між електричними зарядами.

2. Електростатичне поле.

3. Енергія електричного поля.

Основні питання теми заняття

1. Магнітне поле.

2. Індукція магнітного поля. Потік магнітної індукції

3. Магнітна проникність середовища. Пара-, діа- та феромагнетики.

4. Сила Ампера. Сила Лоренца.

5. Явище електромагнітної індукції. Закон електромагнітної індукції.

6. Напрям індукційного струму. Правило Ленца.

7. Індукційне (вихрове) електричне поле.

8. Явище самоіндукції.

9. ЕРС самоіндукції.

10. Індуктивність.

11. Енергія магнітного поля струму.

Задачі для самостійного розв'язку

1. У контурі виготовленому з алюмінієвого проводу довжиною 10 см і площею поперечного перерізу 1,4 мм², швидкість зміни магнітного потоку 10 мВб/с. Знайти силу індукційного струму.

2. Який заряд q пройде поперечний переріз контуру, опір якого R=0,03 Ом, при зменшенні магнітного потоку всередині витка на ΔΦ=12 мВб?

3. Соленоїд містить N=1000 витків дроту. Сила струму в його обмотці І =1 А, а переріз соленоїда пронизує магнітний потік Φ=0,1 Вб. Визначити енергію W_M магнітного поля в соленоїді.

Література