/
Автор: Генденштейн Л.Э.
Теги: общее школьное образование общеобразовательная школа физика лабораторные работы 11 класс
ISBN: 978-5-346-03148-2
Год: 2014
Текст
ФЛ. Э. Генденштейн ЭчмИ В. А. Орлов изика учени класса ^елюзИ^ Е" -------------------:......... - О лабораторных работ БАЗОВЫЙ И УГЛУБЛЁННЫЙ УРОВНИ Тетрвадь глчлпин! ел vrnv КЛАСС
УДК 373.167.1:53 ББК 22.3я721 Г34 Генденштейн Л. Э. Г34 Физика. 11 класс. Тетрадь для лабораторных работ (ба- зовый и углублённый уровни) : учеб, пособие для учащихся общеобразоват. организаций / Л. Э. Генденштейн, В. А. Ор- лов. — М. : Мнемозина, 2014. — 30 с. : ил. ISBN 978-5-346-03148-2 Тетрадь для лабораторных работ — это часть УМК «Физика. 11 класс (базовый и углублённый уровни)», авторы учебников Л. Э. Генденштейн, Ю. И. Дик, под ред. В. А. Орлова. В сносках даны некоторые рекомендации учителю для подготовки ла- бораторной работы. В приложении приведены простые методы оценки погрешности изме- рений. УДК 373.167.1:53 ББК 22.3я721 ISBN 978-5-346-03148-2 © «Мнемозина», 2014 © Оформление. «Мнемозина», 2014 Все права защищены
НАБЛЮДЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПРОВОДНИК С ТОКОМ Цель работы: исследовать поведение проводника с током в магнитном поле. Оборудование: источник постоянного тока, дугообразный и полосовой магниты, штатив с лапкой, проволочная катушка, реостат, ключ, со- единительные провода. ОПИСАНИЕ РАБОТЫ Требуется определить (качественно), как зависит сила, действующая за проводник с током в магнитном поле, от значения магнитной индук- ции. длины проводника и силы тока в нём. ХОД РАБОТЫ 1. Положите дугообразный магнит на стол, как показано на рисунке 1, и подвесьте одну из катушек к лапке штатива, чтобы она не касалась вставленного в неё полюса дугообразного магнита. Концы катушки подключите через реостат и ключ к источнику постоянного тока. Рео- стат установите на максимальное сопротивление. Рис. 1 2. Замкните цепь на несколько секунд и заметьте, насколько отклонится катушка от первоначального положения. 3
3. Изменяя положение ползунка реостата (т. е. изменяя силу тока), по- вторите опыт 2—3 раза. Сделайте вывод, как зависит сила, действу- ющая на катушку, от силы тока в ней. Запишите свой вывод. 4. Заметьте величину отклонения катушки от первоначального положения при той же силе тока (т. е. при том же положении движка реостата) в случае, когда в катушке находятся два магнита (дугообразный и по- лосовой), сложенные вместе одноимёнными полюсами, как показано на рисунке 2. Сравнив этот опыт с предыдущим, сделайте вывод, как зависит сила, действующая на катушку с током, от значения магнитной индукции. Запишите свой вывод. Рис. 2 5. Запишите выводы из эксперимента. 4
ОЦЕНКА И КОММЕНТАРИЙ УЧИТЕЛЯ ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ И ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ 2 ) ТРАНСФОРМАТОРА Цели работы: 1) определить на опыте, от чего зависят сила и направле- ние индукционного тока в катушке; 2) познакомиться с принципом действия трансформатора. Оборудование: миллиамперметр1, проволочная катушка, дугообразный и полосовой магниты, источник тока, школьный трансформатор, рео- стат, ключ, соединительные провода. ОПИСАНИЕ РАБОТЫ Индукционный ток в замкнутом контуре возникает при изменении магнитного потока через площадь, ограниченную контуром. В данной ра- боте магнитный поток изменяют следующими способами: 1) изменяя во времени магнитное поле, в котором находится непо- движный контур, — например, вдвигая магнит в катушку или выдвигая его из катушки; 2) перемещая этот контур (или его части) в постоянном магнитном поле (например, надевая катушку на магнит). 1 Нулевое деление миллиамперметра должно находиться посредине шкалы. 5
ХОД РАБОТЫ 1. Одну из катушек без сердечника подключите к зажимам миллиампер- метра. Надевайте и снимайте катушку с северного полюса дугообраз- ного магнита с различной скоростью (рис. 3). Рис. 3 Для каждого случая определите максимальное значение силы ин- дукционного тока и его направление (по отклонению стрелки милли- амперметра). Запишите вывод. 2. Переверните магнит и наденьте катушку на его южный полюс, а затем снимите её. Повторите опыт, увеличив скорость движения катушки. Обратите внимание на показания миллиамперметра, в частности на направление отклонения стрелки прибора. Запишите выводы. 6
3. Сложите два магнита (полосовой и дугообразный) одноимёнными по- люсами и повторите эксперимент с разной скоростью движения ка- тушки относительно магнитов. Запишите вывод. 4. Соберите установку, схематически изображённую на рисунке 4. Рис. 4 5. Проведите следующие опыты. а) Поставьте ползунок реостата в положение, соответствующее мини- мальному сопротивлению. Замкните цепь ключом. Запишите, что вы наблюдали при замыкании цепи. б) Разомкните цепь. Запишите, что вы наблюдали при размыкании цепи. 7
в) При замкнутой цепи изменяйте положение ползунка реостата и наблюдайте за показаниями миллиамперметра. Запишите, что вы наблюдали. г) Какие явления, наблюдаемые в этом опыте, помогают понять прин- цип действия трансформатора? Запишите свой ответ. 6. Запишите выводы из эксперимента. 8
ОЦЕНКА И КОММЕНТАРИЙ УЧИТЕЛЯ ИЗМЕРЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ МАЯТНИКА Цель работы: проверить зависимость периода колебаний нитяного маят- ника от его длины и измерить ускорение свободного падения. Оборудование: штатив с муфтой и кольцом, шарик с отверстием, нить, часы с секундной стрелкой, измерительная лента, линейка с милли- метровыми делениями. ОПИСАНИЕ РАБОТЫ Период колебаний нитяного маятника вычисляют по формуле Т = 2л —, где I — длина нити. Из этой формулы следует, что квадрат периода пропорционален длине нити. Поэтому, если уменьшить длину нити в 4 раза, период колебаний должен уменьшиться в 2 раза. Из приведённой формулы для периода колебаний получаем, что 4л2/ _ , g = —Таким образом, измерив длину маятника и период его коле- Т2 баний, можно определить на опыте значение ускорения свободного паде- ния g. 9
ХОД РАБОТЫ 1. Установите штатив на краю стола и у верхнего его конца закрепите с помощью муфты кольцо. Подвесьте к нему шарик, подобрав длину нити так, чтобы шарик висел на расстоянии нескольких сантиметров от пола. 2. Измерьте расстояние I от точки подвеса до центра шарика. 3. Отклоните шарик от положения равновесия на 5—10 см и отпустите его. 4. Измерьте время t, колебаний формуле Т (удобно t N‘ в течение которого маятник совершает N полных взять N = 40). Период колебаний вычислите по 5. 4л2/ 4л2/У2 —т- = ;— и сравните его с табличным значе- Т2 t2 м нием ускорения свободного падения g = 9,8 -г. с2 Вычислите g °эксп 6. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу. 1, м N t, с Т ^ЭКСП |0ц 4 7. Уменьшите длину нити в 4 раза и повторите опыт. Сравните периоды колебаний в этих опытах. Запишите результат сравнения и сделайте вывод. 10
8. Запишите выводы из эксперимента. ОЦЕНКА И КОММЕНТАРИЙ УЧИТЕЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ СТЕКЛА Цель работы: определить показатель преломления стекла, из которого из- готовлена плоскопараллельная пластинка. Оборудование: плоскопараллельная пластинка, булавки, линейка, транс- портир. ОПИСАНИЕ РАБОТЫ Анализируя ход луча света сквозь плоскопараллельную пластинку, можно с помощью геометрических построений определить показатель преломления стекла, из которого она изготовлена. 11
ХОД РАБОТЫ 1. Положите на стол лист картона, а на него — стеклянную пластинку. 2. Воткните в картон по одну сторону пластинки две булавки 1 и 2 так, чтобы булавка 2 касалась грани пластинки (рис. 5). Булавки будут от- мечать направление падающего луча. 3. Глядя сквозь пластинку на первые две булавки, воткните третью так, чтобы она закрывала первые две: тогда все три булавки будут нахо- диться на одном луче. При этом булавка 3 должна касаться пластины. 4. Уберите булавки, обведите пластину карандашом и в местах проколов листа картона булавками поставьте точки. 5. Начертите падающий луч 1—2, преломлённый луч 2—3, а также пер- пендикуляр к границе пластинки (рис. 6). 6. Отметьте на лучах точки А и В так, чтобы ОА = ОВ. Из точек А и В опустите перпендикуляры АС и BD на перпендикуляр к границе плас- тинки (см. рис. 6). 7. Измерив АС и BD, вычислите показатель преломления стекла. По за- кону преломления 12
sin a n = ----. sin у „ . AC . BD BD С учетом того, что sin a = —, a sin у = ---- = ---, получаем фор- ОА OB ОА sin a AC мулу для вычисления показателя преломления: п = ------ = ----. sin у BD 8. Повторите опыт и расчёты, изменив угол падения а. 9. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу. Номер опыта АС, мм BD. мм п 1 2 10. Запишите выводы из эксперимента. ОЦЕНКА И КОММЕНТАРИЙ УЧИТЕЛЯ 13
т-у НАБЛЮДЕНИЕ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ (,5J И ДИФРАКЦИИ СВЕТА1_______ Цель работы: экспериментально изучить явления интерференции и дифракции. Оборудование: электрическая лампа накаливания, две стеклянные (или прозрачные пластмассовые) пластинки, проволочная рамка, стеклян- ная трубка, мыльная вода, компакт-диск, спиртовка, спички, лезвие безопасной бритвы, тонкая чёрная ткань2, пинцет. ОПИСАНИЕ РАБОТЫ Интерференция наблюдается при наложении волн, испускаемых од- ним и тем же источником, но приходящих в данную точку разными путя- ми (например, после отражения от различных поверхностей). Явление дифракции состоит в том, что вследствие волновой природы свет отклоняется от прямолинейного распространения — например, оги- бает края препятствий. В данной работе можно наблюдать явления интерференции и дифрак- ции с помощью простейшего оборудования. ХОД РАБОТЫ 1. Окуните проволочную рамку в мыльный раствор и внимательно рас- смотрите образовавшуюся мыльную плёнку. Обратите внимание, что при освещении плёнки белым светом (от окна или лампы) возникают окрашенные полосы. С помощью стеклянной трубки выдуйте мыльный пузырь и внима- тельно рассмотрите его. При освещении его белым светом наблюдается образование цветных интерференционных полос. Запишите ответы на вопросы. а) Как объяснить возникновение окраски мыльной плёнки? 1 Эту работу можно рекомендовать для выполнения дома. 2 Удобно взять капрон. 14