Файл: Методические рекомендации по организации и проведению лабораторных работ и практических занятий специальность 21. 02. 01 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Методичка

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.01.2024

Просмотров: 205

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6НАБЛЮДЕНИЕ БРУНОВСКОГО ДВИЖЕНИЯЦель: осуществить наблюдение броуновское движение с помощью школьного микроскопа.Оборудование: Школьный микроскоп. Окуляр 15х. Объектив 40х. Акварельные краски (тушь) , 1-2 см3 молока. Предметные и покровные стекла (5-6 шт.). Два сосуда с водой разной температуры. Теория.Броуновское движение - это беспорядочное движение малых (размерами в несколько мкм и менее) частиц, взвешенных в жидкости или газе , ,происходящее под действием толчков со стороны молекул окружающей среды. Открыто оно р.Броуном в 1827 году. Видимые только под микроскопом взвешенные частицы движутся независимо друг от друга и описывают сложные зигзагообразные траектории. Броуновское движение не ослабевает со временем и не зависит от химических свойств среды, его интенсивность увеличивается с ростом температуры среды и с уменьшением её вязкости и размеров частиц.Последовательно объяснение броуновского движения было дано А. Эйнштейном и М.Смолуховским в 1905-1906 годах на основе молекулярно-кинетической теорий. Согласно этой теории, молекулы жидкости или газа находятся в постоянном тепловом движении, причём импульсы различных молекул неодинаковы по величине и направлению. Если поверхность частицы, помещённой в такую среду, мала, как это имеет место для броуновской частицы, то удары, испытываемые частицей со стороны окружающих её молекул, не будут точно компенсироваться. Поэтому в результате «бомбардировки» молекулами жидкости или газа броуновская частицы приходит в беспорядочное движение, меняя величину и направление своей скорости примерно 1014раз в секунду. Характер движения частиц при броуновском движении можно посмотреть на рис.1. Рис.1Броуновское движение наблюдается в более сложных формах в технике. Это - тепловые шумы в радиосхемах, вибрации легких деталей в измерительных приборах и т.п.Осуществить наблюдение броуновского движения можно с помощью школьного микроскопа. Внешний вид микроскопа показан на рис.2 Рис.2 Он состоит из: окуляра-1, винта настройки-2, кронштейна-3, упорного винта-4, пружинного держателя-5, шарнира-6, основания-7, осветительного устройства-8, дисковой диафрагмы-9, предметного столика, микрообъектива-11, револьверной головки объективов-12, тубусодержателя-13. Для работы установите"микроскоп на стол предметным столиком от себя. Для удобства наблюдения тубусодержатель можно наклонить. Установите предметное стекло с препаратами на предметный столик, прижав его пружинными держателями. Глядя в окуляр, при помощи винтов настройки медленно поднимайте или опускайте тубус микроскопа до тех пор, пока в поле зрения не появится изображение препарата. При фокусировке можно осторожно передвигать препарат, т.к., подвижное изображение гораздо легче заметить, чем неподвижное. Найдя изображение, еще более медленным вращением винтов добейтесь наиболее резкого изображения. Качество изображения в микроскопе в значительной степени зависит от освещения, поэтому настройка освещения является важной подготовительной операцией. Свет от источника (окно, лампа) должен с помощью зеркала направляться через диафрагму предметного столика на препарат. Предметный столик снабжен диском, поворотом которого можно менять диаметр отверстия диафрагмы. Наблюдая в окуляр, поворачивайте зеркало до тех пор, пока все поле зрения не окажется равномерно освещенным. Фокусировка может считаться законченной, когда будут максимально устранены недостатки изображения в виде полос, пятен, бликов. Ведя наблюдение, не закрывайте свободный глаз для предупреждения его утомления.Порядок выполнения работы Подготовить микроскоп для работы. На предметное стекло нанести кисточкой 1-2 капли воды. Коснутся несколько раз той же кисточкой поверхности краски (туши) и снова ввести кисточку в приготовленные капли. Каплю окрашенной жидкости кисточкой перенести на другое предметное стекло и закрыть покровным стеклом. Приготовленный препарат положить на предметный столик микроскопа. Зеркало микроскопа направить на источник света, чтобы получить хорошее освещение препарата. Опустить объектив кремальерным винтом на расстояние

Пример.

Лабораторная работа "Электроемкость плоского конденсатора".


  1. Определить массу выделившейся меди;

Δm=m1-m2 (4)

6. По результатам измерений определить электрохимический эквивалент меди по формуле

k= Δm /I t (5)

где Δm -масса меди, выделившейся на катоде; t-сила тока в цепи; I- время пропускания тока в цепи.

7. Сравнить найденное значение электрохимического эквивалента с табличным значением и определить относительную погрешность по формуле:

δk= │kтаб -k│/ kтаб * 100%

где для меди k= 3,29*10-7 кг/Кл.

  1. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.

Таблица 1.

№
m1

(кг)
m2

(кг)
Δm

(кг)
t

(c)
I

(A)
k

(кг/Кл)
δk

(%)

1






















Контрольные вопросы

Вариант 1

  1. Почему молекулы соли, кислоты, щелочи в воде распадаются на ионы?

  2. Повышается ли сопротивление электролита при понижении температуры? И почему.

  3. Как следует поступить, если по ошибке при выполнении опыта взвешенная пластинка была соединена с положительным полюсом источника тока?

  4. За 15 минут на электролите выделилось 1485 мг чистой меди. Сопротивление
    раствора 0,8 Ом. Определите потребляемую мощность. Принять электрохимический эквивалент меди равным 3,3*10" кг/Кл.

  1. Почему для гальванического покрытия изделия чаще всего употребляют никель и хром?

Вариант 2

  1. Почему молекулы сахара в воде не распадаются на ионы?

  2. Будет ли происходить электролитическая диссоциация в условиях космического полета?

  3. Как поступают, когда необходимо к угольному электроду припаять провод?

  4. При каких условиях концентрация электролита в процессе электролиза остается
    постоянной? Меняется?

  5. До каких пор будет продолжаться процесс электролиза медного купороса, если
    взяты угольные электроды?

Рекомендуемая литература

    1. Кикоин А.К, Кикоин И.К. Физика: учебник для 10 класса для школ с углубленным изучение физики. – М.: Просвещение, 1998. (Стр.283-285)

    2. Омельченко В.П., Антоненко Г.В. Физика.- Р., 2005. (Стр. 181-183)

    3. Кикин Д.Г., Самойленко П.И. Физика(с основами астрономии) – М.: Высшая школа, 1995. (Стр.138-140)


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №17

ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ
Цель работы: практически на примерах опытов Фарадея изучить явление электромагнитной индукции.

Оборудование

  1. Катушки индуктивности.

  2. Источники тока.

  3. Полосовые магниты.

  4. Гальванометры.

  5. Ключи.

Теория

Явление электромагнитной индукции было открыто М. Фарадеем в 1831 году. Электромагнитная индукция - явление возникновения индукционного тока в замкнутой цепи при изменении магнитного потока сквозь этот контур.

Закон электромагнитной индукции : Э.Д.С индукции ε инд в замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока Ф через поверхность, ограниченную контуром.

ε инд = - Δ Ф / Δ t или ε инд = - Ф '(t) - Для контура; (1)

εинд = - Δ Ψ/ Δ t или εинд = - Ψ '(t) - для катушки, (2)

где Ψ = ωФ - потокосцепление ( Вб ) (ω - число витков катушки).

Знак минус в формулах показывает, что индукционный ток всегда имеет такое направление, чтобы своим магнитным полем препятствовать изменению внешнего магнитного поля. Этот вывод носит название
правила Ленца. Э.Д.С индукции, возникающей при движении проводника в магнитном поле, пропорциональна индукции В магнитного поля, скорости движения ν проводника, его длине ℓ и синусу угла α , образованного векторами В и ν.

ε инд=Вνℓsinα (3)

Для определения направления индукционного тока при движении проводника в магнитном поле пользуются правилом правой руки : правую руку располагают так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а большой отогнутый палец показывал направление движения проводника. Тогда четыре вытянутых пальца укажут направление индукционного тока.

Порядок выполнения работы

Опыт 1

  1. Присоединить зажимы гальванометра к зажимам катушки.

  2. Внести полосовой магнит внутрь катушки, наблюдая одновременно за стрелкой гальванометра.

  3. Повторить наблюдение, выдвигая сердечник из катушки, а также меняя полюса магнита.

  4. Зарисовать схему опыта 1 и проверить выполнение правила Ленца в каждом случае.

Опыт 2

1. Присоединить первую катушку к источнику постоянного тока 6,3 В, через выключатель.

  1. Присоединить вторую катушку к миллиамперметру.

  2. Ввести вторую катушку в первую, наблюдая за стрелкой миллиамперметра.

  3. Повторить наблюдение, выдвигая катушку.

  4. Зарисовать схему опыта 2 и проверить выполнение правила Ленца в каждом случае.

Опыт 3

  1. Вставить вторую катушку в первую.

  2. Замыкая и размыкая ключ, наблюдать отклонение стрелки миллиамперметра.

3.Зарисовать схему опыта 3 и проверить выполнение правила Ленца.
Опыт 4

  1. Присоединить первую катушку к источнику переменного тока 6,3 В.

  2. Присоединить вторую катушку к миллиамперметру для переменного тока.

3. Включить первую катушку и пронаблюдать отклонение стрелки миллиамперметра.

4
. Зарисовать схему опыта 4.

Контрольные вопросы

Вариант 1

  1. Одинаковую ли работу нужно совершить для того, чтобы вставить магнит в катушку, когда ее об­мотка замкнута и когда разомкнута?

2. Всегда ли при изменении потока магнитной индукции в проводящем контуре в нем возникает э.д.с.

3.Замкнутое кольцо движется в однородном магнитном поле поступательно: вдоль линий магнитной индукции; перпендикулярно к ним. Возникнет ли в кольце индукционный ток?

4.Как надо перемещать в магнитном поле Земли замкнутый проволочный прямоугольник, чтобы в нем наводился ток?

5.Верно ли утверждение, что электромагнит не действует на медную пластинку?

Вариант 2

1. Два одинаковых магнита одновременно начинают падать с одной и той же высоты через закрепленные проводящие кольца. Первый - через замкнутое кольцо, второй - через разомкнутое. Какой магнит упадет раньше? Почему?

  1. Проводящий контур движется поступательно в магнитном поле: однородном; неоднородном. Возникает ли э.д.с. индукции в этих случаях?

  2. Всегда ли при изменении магнитной индукции в проводящем контуре, расположенном перпендикулярно к линиям магнитной индукции, в нем возникает э.д.с. индукции? индукционный ток?

  3. Почему для обнаружения индукционного тока замкнутый проводник лучше брать в виде катушки, а не в виде прямолинейного провода?

  4. Усовершенствованные телефонные (радио) наушники используют как телефон и как микрофон. Объясните действие радионаушника в качестве микрофона.

Рекомендуемая литература

  1. Кикин Д.Г., Самойленко П.И. Физика(с основами астрономии) – М.: Высшая школа, 1995. (Стр.171-174)

  2. Омельченко В.П., Антоненко Г.В. Физика.- Р., 2005. (Стр. 208-210)


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №18

ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА В ЦЕПИ С КОНДЕНСАТОРОМ
Цель работы: рассчитать действующее значение силы переменного тока в цепи с конденсатором известной электроёмкости; выполните измерение силы тока в этой цепи; сравните расчётные и экспериментальное значение силы тока.

Оборудование:

  1. Источник переменного напряжения (6В)

  2. Конденсатор бумажной (6мкф)

  3. Миллиамперметр переменного тока

  4. Вольтметр переменного тока

  5. Омметр

  6. Соединительные провода.

Теория: два проводника, разделённые слоем диэлектрики обладают электроёмкостью С.

При подаче переменного напряжения между такими проводниками перенос электрических зарядов сквозь диэлектрик не проходит периодически повторяющиеся процессы зарядки и разрядки конденсатора приводят к возникновению переменного тока в цепи, содержащей конденсатора. Действующее значение силы тока I
д в этой цепи определяется значение электроёмкости С, частотой ωׂвынужденных колебаний силы тока в цепи и действующим значениям напряжения U на обкладках.


C

Iд =U ωC (1)

Данное равенство справедливо если можно пренебречь активным сопротивлением R остальных участков цепи, то есть если

Xc = 1/ ωC = 1/ 2πfC >> R , (2)

Таким образом, рассчитав силу тока по формуле(1) можно сравнить полученное значение с показателем миллиамперметра, предварительно убедившись в справедливости неравенства (2).

Порядок выполнения работы.

  1. Соберите электрическую цепь по схеме, представленной на рисунке, выполните измерение силы тока в цепи Iд. экспериментальное при напряжении 6В.

  2. Вычислите ёмкостное сопротивление Хс конденсатора на частоте 50гц по формуле (2).

  3. Рассчитайте действующее значение силы тока Iд в цепи с конденсатором при подаче его обкладки переменного напряжения 6В .

  4. Измерьте с помощью омметра электрическое сопротивление R проводящих проводов и амперметра.

  5. Вычислите абсолютную и относительную погрешности экспериментального измерения силы тока в цепи Iд.Э и теоретического значения Iд .

  6. Результаты измерений и вычислений занесите в отчётную таблицу 1.




U,B
F,Гц
С,Ф
Xc,

Ом
R

Ом
Iэ, A
Iл, А
ΔI
εI






























Контрольные вопросы

Вариант 1


1.Запишите закон Ома для цепи переменного тока с конденсатором и катушкой.

2. Запишите формулу собственной частоты колебаний.

3. Запишите формулу связи частоты и периода колебаний.
4. Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью 0,5 Гн и конденсатора емкостью 0,5 мкФ. Конденсатору сообщили заряд 2,5 мкКл. Найти зависимость напряжения на обкладках конденсатора, силы тока в цепи

Смотрите также файлы