Лабораторная работа №3. Сборка электрической цепи и измерение силы тока и напряжения на различных её участках
В работе собирают электрическую цепь из источника тока, ключа, двух ламп и соединительных проводов и включают в неё амперметр и вольтметр. Амперметр по очереди ставят в разные места цепи, а вольтметр подключают к каждой лампе и к обеим сразу. В итоге получают значения силы тока и напряжения на разных участках цепи и учатся правильно подключать приборы.
Цель работы. Научиться собирать электрическую цепь по схеме, измерить силу тока в разных её участках и напряжение на отдельных элементах цепи.
Сделать ҚМЖ по этой темеЦели обучения
- 8.4.2.4измерять силу тока и напряжение в электрической цепи
- 8.1.3.3знать и соблюдать технику безопасности в кабинете физики
Оборудование
- источник тока (батарея или выпрямитель на 4–6 В)
- ключ
- две лампы на подставках
- амперметр
- вольтметр
- соединительные провода
Ход работы
- 1
Начерти схему: источник, ключ, две лампы и амперметр соединены последовательно.
- 2
Определи цену деления и предел измерения амперметра и вольтметра.
- 3
Собери цепь по схеме при разомкнутом ключе; клемму «+» амперметра соедини с проводом от «+» источника.
- 4
Покажи цепь учителю, замкни ключ и запиши показание амперметра I₁, когда он стоит между источником и первой лампой.
- 5
Разомкни ключ, перенеси амперметр между лампами, замкни ключ и запиши I₂. Так же измерь ток после второй лампы — I₃.
- 6
Подключи вольтметр параллельно первой лампе и запиши U₁, затем параллельно второй лампе — U₂.
- 7
Подключи вольтметр к обеим лампам сразу и запиши напряжение на всём участке U.
- 8
Разомкни ключ и разбирай цепь только после того, как проверишь результаты.
Краткая теория
Электрический ток — упорядоченное движение заряженных частиц. Сила тока I показывает, какой заряд q проходит через поперечное сечение проводника за время t: I = q / t. Единица силы тока — ампер (А). Силу тока измеряют амперметром, который включают в цепь последовательно с тем участком, где измеряют ток. Клемму «+» амперметра соединяют с проводом, идущим от положительного полюса источника.
Напряжение U показывает, какую работу A совершает электрическое поле при перемещении заряда q, приходящуюся на единицу заряда: U = A / q. Единица напряжения — вольт (В). Вольтметр подключают параллельно тому участку, напряжение на котором измеряют, тоже соблюдая полярность.
Перед измерением определяют цену деления прибора и его предел измерения. Амперметр нельзя подключать напрямую к полюсам источника: его сопротивление очень мало, через прибор пойдёт большой ток, и он выйдет из строя. Когда лампы соединены последовательно, цепь неразветвлённая, и опыт покажет, как ведут себя ток и напряжение на разных её участках. На схемах источник обозначают двумя параллельными чёрточками разной длины, лампу — кружком с крестиком, амперметр и вольтметр — кружками с буквами A и V.
Виртуальный опыт
В симуляции «Электрическая лаборатория» открой готовую схему «Две лампы последовательно» или собери такую цепь сам из источника, ключа, ламп, амперметра и вольтметра. Переставляй амперметр в разные места цепи и записывай его показания, затем подключай вольтметр к каждой лампе и к обеим сразу. Сравни, где значения совпадают, а где различаются.
Таблица измерений
Лабораторная работа №3 · Физика, 8 класс. Сборка электрической цепи и измерение силы тока и напряжения на различных её участках
Фамилия, имя, класс: ____________________ Дата: __________
| № измерения | Участок цепи | I, А | U, В |
|---|---|---|---|
| 1 | |||
| 2 | |||
| 3 |
Расчёт и вывод
Сравни показания амперметра в разных местах цепи. Например, I₁ = 0,30 А, I₂ = 0,30 А, I₃ = 0,29 А — в пределах погрешности они равны.
Сравни напряжения. Например, U₁ = 1,8 В, U₂ = 2,1 В, U = 4,0 В; сумма U₁ + U₂ = 3,9 В почти равна U.
Погрешность прибора — половина цены деления. Например, при цене деления амперметра 0,02 А погрешность ±0,01 А, и результат записывают так: I = (0,30 ± 0,01) А.
Если значения отличаются меньше, чем на погрешность прибора, их считают равными.
Шаблон вывода: В ходе работы я собрал(а) электрическую цепь и измерил(а) силу тока на разных её участках: I₁ = … А, I₂ = … А, I₃ = … А. Сила тока в неразветвлённой цепи … . Напряжение на первой лампе U₁ = … В, на второй U₂ = … В, на обеих лампах U = … В, то есть … .
Контрольные вопросы
Как включают амперметр в цепь?
Показать ответ
Последовательно с участком, в котором измеряют ток, соблюдая полярность: «+» прибора — к проводу от «+» источника.
Как включают вольтметр?
Показать ответ
Параллельно участку цепи, напряжение на котором измеряют, тоже соблюдая полярность.
Почему амперметр нельзя подключать прямо к полюсам источника?
Показать ответ
Сопротивление амперметра очень мало, поэтому через него пойдёт очень большой ток и прибор может сгореть.
Зависит ли показание амперметра от его места в цепи из двух последовательно соединённых ламп?
Показать ответ
Нет. В неразветвлённой цепи сила тока на всех участках одинакова; небольшая разница объясняется погрешностью.
Как найти цену деления прибора?
Показать ответ
Взять два соседних штриха с числами, разность их значений разделить на число делений между ними.
Техника безопасности
- Собирай и меняй цепь только при разомкнутом ключе.
- Замыкай цепь только после проверки учителем.
- Не касайся оголённых концов проводов и клемм при замкнутой цепи.
- Работающие лампы нагреваются — не трогай их колбы.
- Если стрелка прибора зашкаливает, появился запах или дым, сразу разомкни ключ и сообщи учителю.
Учителю
ҚМЖ и СОР по теме этой работы ИИ собирает в кабинете Bilim Plus Ұстаз по кодам целей обучения. Симуляцию можно выдать классу или вывести на доску.
Вопросы
- Можно ли выполнить работу без приборов?
- Да, можно провести виртуальную лабораторную работу в симуляции «Электрическая лаборатория» со схемой «Две лампы последовательно». Результаты в журнал записывай так, как требует учитель.
- Как записать вывод?
- Перечисли измеренные значения силы тока и напряжения с единицами, скажи, одинакова ли сила тока в разных местах цепи и как связаны напряжения на лампах и на всём участке.
- Что делать, если стрелка амперметра отклоняется влево?
- Перепутана полярность. Разомкни ключ и поменяй местами провода на клеммах прибора.