- •Методическое указание по курсу “Физика”
- •2008 Г.
- •Введение
- •Как вести себя на зачетах и экзамене
- •Основные понятия и определения
- •1М 1650763,73λ0,
- •1С 9192631770t0,
- •Производные единицы системы си
- •Определения основных понятий в соответствии с din
- •Скалярные и векторные величины
- •Десятичные кратные и дольные единицы
- •Физические величины и единицы измерения
- •Методы измерений
- •Аналоговые и цифровые методы измерения
- •Непрерывные и дискретные методы
- •Метод отклонения и компенсационный метод
- •Погрешности измерений и причины погрешностей
- •Методы обработки экспериментальных результатов
- •Введение в практикум
- •Примеры оформления задач
- •Советы и указания
- •Выполнение работы и оформление отчета
- •20__ Г. План проведения занятия в лаборатории
- •Правила оформления раздела отчета по лабораторной работе
- •Таблицы
- •Построение графиков
- •Электроизмерительные приборы
- •Вспомогательные электрические приборы
- •Источники тока
- •Шкала приборов
- •Чувствительность и цена деления электроизмерительного прибора
- •Оценка погрешностей приборов
- •Пример оформления таблицы при использовании электроизмерительных приборов
- •Методические указания к выполнению лабораторных работ
- •Обработка результатов физических измерений Понятие об измерении
- •Виды погрешностей
- •Вычисление случайных погрешностей при измерениях
- •Вычисление погрешностей косвенных измерений
- •Приближенные вычисления
- •Графическое представление результатов измерений
- •Некоторые советы и указания
- •Описание приборов
- •Штангенциркуль
- •Микрометр
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 2 Определение момента инерции махового колеса
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Упражнение 1
- •Порядок выполнения работы
- •Упражнение 2
- •Упражнение 3
- •Порядок выполнения работы
- •Упражнение 4
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 4 Определение момента инерции махового колеса методом колебаний
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Измерения и обработка результатов изменений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 9
- •Краткая теория
- •Описание установки и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Задачи уирс
- •Контрольные вопросы
- •Описание установки и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Поверхностное натяжение
- •Теория метода
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Описание метода
- •Порядок выполнения работы
- •Задачи уирс
- •Устройство вискозиметра впж–2
- •Порядок выполнения работ
- •Задачи уирс
- •Устройство вискозиметра вз-4
- •Порядок выполнения работ
- •Задачи уирс
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Основные формулы
- •Пример оформления отчета по лабораторной работе Лабораторная работа № 6
- •Краткая теория
- •Вычисление искомых величин и расчет погрешностей
- •Графики
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №2 Изучение резонанса напряжений
- •Краткая теория
- •§1 Вынужденные электрические колебания.
- •§2 Изменение амплитуды в контуре при изменении частоты внешнего воздействия.
- •§3 Фазовые резонансные кривые.
- •§4. Резонанс напряжений.
- •§5. Резонансные кривые.
- •Изучение резонанса напряжений.
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2. Разрядка конденсатора
- •3. Схема экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы Проверка технического амперметра
- •Контрольные вопросы
- •Метод определения точки Кюри
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Метод тангенс–гальванометра
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Основные формулы
- •Пример оформления отчета по лабораторной работе Лабораторная работа № 1
- •Краткая теория
- •Вычисление искомых величин и расчет погрешностей
- •Графики
- •Описание поляриметра см
- •Принцип действия прибора
- •Порядок выполнения работы
- •Длины волн светофильтров
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №2 Определение концентрации сахара
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Описание установки использующей оптическую скамью
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №4 Определения главного фокусного расстояния оптических систем
- •Краткая теория
- •Упражнение 1 Определение фокусного расстояния собирающей линзы
- •Порядок выполнения работы
- •Упражнение 2 Определение фокусного расстояния системы линз и рассеивающей линзы
- •Задачи уирс
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №5 Определение показателя преломления с помощью рефрактометра
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Описание метода
- •Порядок выполнения работы
- •Длины волн светофильтров
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №7 Определение постоянной Стефана-Больцмана
- •Краткая теория
- •Закон Кирхгофа
- •Закон Вина
- •Формула Релея – Джинса
- •Формула Планка
- •Экспериментальная часть
- •Описание пирометра и подготовка к работе
- •Оценка температуры
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №8 Определение относительной энергии абсолютно чёрного тела при различных температурах
- •Краткая теория
- •Закон Вина
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы:
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №11 Исследование температурной зависимости сопротивления металла и полупроводника
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №12 Изучение статических характеристик транзистора
- •Краткая теория
- •Вольтамперные статистические характеристики полупроводниковых транзисторов
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Основные формулы
- •Графики
- •Пример оформления отчета по лабораторной работе Лабораторная работа № 9
- •Краткая теория
- •Вычисление искомых величин и расчет погрешностей
- •Графики
- •Физические постоянные
- •Литература Основная
- •Дополнительная
- •Содержание
Порядок выполнения работы
Электрическая схема установки согласно рис.1 полностью собрана. Исследуемый образец (первый ферритовый затем никелевый) вводится по очереди внутрь измерительной катушки (нагревателя) и закрывается крышкой. На короткое время (2…3 секунды) подключается измерительная катушка к цепи переменного тока. Засекают максимальное значение ЭДС индукции (правый милливольтметр 5) по очереди для феррита и никеля. Затем цепь отключают.
Установить ферритовый образец в нагреватель. Цепь включить повторно для проведения опыта, и в таблицу одновременно записывать температуру образца и ЭДС индукции (Таблица рисуется произвольно).
Ферритовый образец нагреть от комнатной температуры до 200оС, записывая значение ЭДС индукции через каждые 20оС.
В интервале температур 100…160оС значение ЭДС индукции записывать через каждые 10оС. При достижении температуры 200oС для ферритового образца цепь отключается, а образец очень осторожно извлекается из измерительной катушки (печи).
Печь охлаждают до комнатной температуры.
Установить никелевый образец в нагреватель. Включить цепь для проведения опыта, и в таблицу одновременно записывать температуру образца и ЭДС индукции.
Никелевый образец нагреть до 400оС, отмечая через каждые 20оС значение ЭДС индукции. В интервале температур 340…380оС значение ЭДС индукции записывать через каждые 10оС.
По данным опыта на миллиметровой бумаге отдельно для каждого образца строятся графики зависимости ЭДС индукции от температуры.
Примерный вид графика показан на рис.3. Для построения графиков необходимо зафиксировать данную зависимость не менее чем для 11-14 точек для ферритового образца и 23-25 точек для никелевого. Анализируя график, определить точку Кюри для ферритового и никелевого образцов.
рис.3
Вычислить погрешность измерения:
а. Абсолютная погрешность измерения:
,
где: ∆t0 – ширина интервала, через который отмечается значение
–максимальный разброс экспериментальных точек от плавной кривой (Для определениянеобходимо найти максимально удаленную от усредненного графика точку и определить еë удаление от графика).
t0, – определяются по графику как средние значения проекции на данную ось для найденной точки.
б. Определив по справочнику табличное значение точки Кюри для никелевого и ферритового образцов вычислить относительную погрешность измерения.
Сделать соответствующие выводы.
Контрольные вопросы
Как классифицируются вещества по магнитным свойствам?
Назовите отличительные свойства ферромагнетиков.
В чем заключается явление гистерезиса?
Дайте понятие остаточной намагничиваемости и коэрцитивной силы.
Что такое точка Кюри? Почему ферромагнетик теряет особые свойства при температурах выше точки Кюри?
Литература
Савельев И.В. Курс общей физики, т.2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика: Учебное пособие. – 2-е изд., перераб. – М.: Наука. Главная редакция физико–математической литературы, 1982. – 496с.
Электротехнический справочник: В 4т. Т.1. Общие вопросы. Электротехнические материалы /Под общ. ред. профессора МЭИ В.Г.Герасимова и др. – 9-е изд., стер. – М.: Издательство МЭИ, 2003. – 440с., ил.
Конспект лекции.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №10
Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли
Цель работы: 1.Познакомиться с одним из методов определения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.
2.Вычислить погрешность измерения.
Приборы и принадлежности: Тангенс–гальванометр, миллиамперметр, источник тока, коммутатор, реостат, компас.
Краткая теория
Магнитная стрелка, укрепленная на вертикальной оси, всегда устанавливается в определенном направлении – это свидетельствует о наличии магнитного поля Земли. Вертикальная плоскость, в которой располагается продольная ось магнитной стрелки, называется плоскостью магнитного меридиана, данной точки земной поверхности. Угол между географическим и магнитным меридианами данной местности называется магнитным склонением. Магнитное склонение называют восточным или западным. Если магнитную стрелку укрепить на горизонтальной оси, то направление стрелки с горизонтом составляет некоторый угол, называемый магнитным наклонением. Магнитное наклонение называется северным или южным, магнитное наклонение на магнитных полюсах равно 90о, а на магнитном экваторе – 0о. В г. Воткинске северное наклонение.
Магнитное поле в каждой точке пространства характеризуется вектором напряженности H – величина и направление, которого определяются тремя прямоугольными координатами X, Y, Z или тремя элементами земного магнетизма: горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли НГ, магнитным склонением и магнитным наклонением. Магнитное поле Земли слагается из постоянного поля, создаваемого магнетизмом земного шара, и переменного поля, обусловленного электрическими токами, текущими над земной поверхностью и в земной коре.
У компасов и многих приборов с магнитной стрелкой, возвращение стрелки в плоскость магнитного меридиана является результатом действия горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли, поэтому ее необходимо определить.