- •Министерство образования и науки
- •Ббк 22.33я73
- •Предисловие
- •Лабораторная работа № 1 Изучение электростатического поля
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 Шунты и дополнительные сопротивления
- •Введение
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 Измерение электроемкости конденсаторов
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 Измерение сопротивления проводников
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5 Изучение зависимости мощности источника тока от сопротивления нагрузки
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 6 Изучение процессов заряда и разряда конденсатора
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 7 Определение заряда электрона
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 8 Изучение эффекта Зеебека
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 9 Изучение температурной зависимости электропроводности германия
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 10 Изучение свойств полупроводникового диода
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 11 Определение горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля Земли
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 12 Изучение магнитного гистерезиса
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 13 Изучение затухающих электромагнитных колебаний
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 14 Изучение закона Ома для цепей переменного тока
- •Введение
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 15 Изучение вынужденных колебаний и резонанса в цепи переменного тока
- •Введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Рекомендуемая литература
- •Приложения
- •Табличные значения некоторых физических величин
- •Условные обозначения на шкалах приборов
- •Определение погрешности измерения, проведенного с помощью электрического прибора
- •Принцип действия некоторых электроизмерительных приборов Измерительный механизм магнитоэлектрической системы
- •Измерительный механизм электромагнитной системы
- •Измерительный механизм электродинамической системы
- •Электростатические приборы
- •Оглавление
- •Общая и экспериментальная
Описание экспериментальной установки
Электрическая схема экспериментальной установки, приведена на рис. 2. В работе используются две термопары, соединенные последовательно. Пару образуют два металла – железо и константан. Один спай помещается в сосуд с водой, имеющей комнатную температуру, другой – в сосуд с водой, нагреваемой в процессе эксперимента с помощью электроплитки. Температура воды в сосудах измеряется жидкостными термометрами. В качестве электроизмерительного прибора используется цифровой вольтметр В7-35. Поскольку вольтметр имеет большое входное сопротивление, его показания будут приближенно соответствовать величине термоэлектродвижущей силы, возникающей в цепи термопар при заданной разности температур их спаев. Во втором упражнении используется лампа накаливания мощностью 100 – 150 Вт. Приемником теплового излучения лампы служит термостолбик, схема которого приведена на рис. 3, б. Термоэдс измеряется цифровым вольтметром.
Измерения и обработка результатов
Упражнение 1. Изучение зависимости термоэдс от разности температур спаев.
Исследуйте зависимость термоэдс Etот разности температур ΔTхолодного (T0) и горячего (T) спаев термопары. При этом нагревание спая проведите до 90-95оС. Величину термоэдс регистрируйте через каждые 5оС. Результаты измерений запишите в табл. 1:
Таблица 1
-
T0, К
T, К
ΔT, К
Et, мВ
α,мВ/К
Постройте график зависимости термоэдс Etот ΔT. По наклону графика вычислите дифференциальную термоэдс - коэффициентα, определяющий чувствительность термопары:
Полученный результат занесите в таблицу.
Упражнение 2. Изучение зависимости мощности теплового излучения лампы накаливания от расстояния до нее.
В данном упражнении используется термостолбик, схема которого приведена на рис. 4. Поглощение термостолбиком теплового излучения сопровождается появлением термоэдс,которая пропорциональна мощности падающего излучения.Это позволяет использовать термостолбик для исследования пространственного распределения теплового излучения.
Включите в сеть лампу накаливания и с помощью термостолбика, подключенного к цифровому вольтметру, исследуйте зависимость мощности ее теплового излучения от расстояния r. При этомrизменяйте от 60 до 20 см с интервалом в 5 см. При каждом выбранном значенииr регистрируйте величину термоэдсEt.
Из элементарных соображений следует, что мощность излучения нагретого тела обратно пропорциональна квадрату расстояния до него. Для проверки этого предположения, постройте график зависимости Etот 1/r2. Предварительно вычислите значения 1/r2для всех экспериментальных точек. Результаты измерений и вычислений занесите в табл. 2:
Таблица 2
-
r, м
1/r2
Et
Какой вывод следует из полученного графика?
Контрольные вопросы
В чем причины возникновения разности потенциалов на контакте двух металлов?
В чем состоит явление Зеебека? Какие количественные закономерности наблюдаются в этом явлении? Какова природа термоэдс?
Как устроен термостолбик?
В чем состоит явление Пельтье? Какие количественные закономерности наблюдаются в этом явлении?
Назовите применения явлений Зеебека и Пельтье.
Прокомментируйте содержание рис. 1 и рис. 4.