Лабораторные работы

УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ АДМИНИСТРАЦИИ

ГОРОДА МАКЕЕВКИ

МЕТОДИЧЕСКИЙ ЦЕНТР

Лабораторные работы по физике.

8 класс

2017

Лабораторные работы по физике. 8 класс. / Сост. И.А. Зозульчак, методист МЦ, учитель физики МОШ №36; Т.А. Богдан, учитель физики МОШ № 43; Т.М. Котляр, учитель физики МОШ № 29; Н.А. Савчук, учитель физики МОШ № 72. – Макеевка: Методический центр, 2017

Одобрено научно-методическим советом методического центра управления образования администрации города Макеевки (протокол №2 (35) от 20.03.2017)

В данном сборнике представлены лабораторные работы обязательные для выполнения в соответствии с действующей программой 8 класса. Сборник является дидактическим дополнением учебника физики В.В. Белоги, И.А. Ломаченкова, Ю.А. Панибратцева. Физика-8, Просвещение, Москва, 2016 г. Сборник рассчитан на учителей физики и учащихся 8 классов образовательных организаций.

Лабораторная работа №1

Сравнение количеств теплоты при смешивании

воды разной температуры

Цель работы: определить количество теплоты, отданное горячей водой и полученное холодной при теплообмене, объяснить полученный результат.

Приборы и материалы: калориметр или 2 сосуда, которые можно вставить один в другой, измерительный цилиндр (мензурка), термометр, стакан, чайник с водой (один на весь класс).

Указание к работе:

Инструктаж по безопасности жизнедеятельности при выполнении лабораторной работы

Запомните:

Будьте внимательны и дисциплинированны, точно выполняйте указания учителя. Не приступайте к выполнению работы без разрешения учителя. При работе с приборами из стекла соблюдайте особую осторожность. Проверьте целостность стеклянной посуды, не ставьте ее на край стола. 
Если все же произошла «авария», осколки стекла нельзя стряхивать со стола руками, сметайте их щеткой. Обратитесь за помощью к учителю или лаборанту. Соблюдайте осторожность при работе с горячей водой.

Ход работы:

1. Налить горячую воду массой 100 г во внутренний сосуд калориметра, вставленный во внешний сосуд. Измерьте температуру горячей воды t₁.

2. Налить в стакан столько же холодной воды и измерьте ее температуру t₂.

3. Осторожно влить холодную воду в сосуд с горячей водой, помешать термометром полученную смесь и измерить ее температуру t.

4. Рассчитать количество теплоты, отданное горячей водой при остывании до температуры смеси: Q₁ = cm₁ (t₁ – t).

5. Рассчитать количество теплоты, полученное холодной водой при ее нагревании до этой же температуры:

Q₂ = cm₂ (t – t₂).

6. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.

7. Сравните количество теплоты, отданное горячей водой, с количеством теплоты, полученным холодной водой, и сделайте соответствующий вывод.

Контрольные вопросы:

1. Достигнута ли вами поставленная цель (проверено ли предположение опытом)? 
2. Можно ли утверждать, что все показания и расчеты были абсолютно точны?

3. Почему при сравнении количеств теплоты не у всех из вас эти величины равны? 
4. Можно ли полностью исключить теплообмен с окружающей средой? 
5. Какой результат вы получили бы в идеальных условиях? 

Лабораторная работа №2

Измерение удельной теплоемкости твердого тела

Цель работы: экспериментальное определение удельной теплоемкости твердого тела (металлического цилиндра).

Приборы и материалы: калориметр или два сосуда, которые можно вставить один в другой, измерительный цилиндр (мензурка), термометр, стакан с водой, весы с разновесами, цилиндр металлический с нитью, сосуд с горячей водой.

Указания к работе:

Инструктаж по безопасности жизнедеятельности при выполнении лабораторной работы

Запомните:
Будьте внимательны и дисциплинированны, точно выполняйте указания учителя. Не приступайте к выполнению работы без разрешения учителя. При работе с приборами из стекла соблюдайте особую осторожность. Проверьте целостность стеклянной посуды, не ставьте ее на край стола. Если все же произошла «авария», осколки стекла нельзя стряхивать со стола руками, сметайте их щеткой. Обратитесь за помощью к учителю или лаборанту. Соблюдайте осторожность при работе с горячей водой.

Ход работы:

1. Определить массу (m₁) и температуру (t₁) холодной воды.

2. С помощью весов определить массу металлического цилиндра (m₂).

3. Опустить цилиндр в калориметр с горячей водой. Измерить ее температуру (t₂ – эта температура и будет начальной температурой цилиндра).

4. После этого по­ме­стить ци­линдр в хо­лод­ную воду и, помеши­вая воду тер­мо­мет­ром, из­ме­рить уста­но­вив­шу­ю­ся в ре­зуль­та­те теп­ло­об­ме­на тем­пе­ра­ту­ру (t – общая температура воды и цилиндра).

5. Результаты измерений занести в таблицу.

6. Рассчитать удельную теплоемкость твердого тела (металлического цилиндра)  по формуле:

;

;

;

7. Сравнить полученный результат с табличным.

Определим вещество, из которого изготовлен цилиндр.

8. Сделать соответствующий вывод. Объяснить полученный результат и если нужно, то почему полученный результат не совпадает с табличным.

Контрольные вопросы:

1. Объясните, как влияет на полученные результаты участие в теплообмене калориметра. Всегда ли можно этим влиянием пренебречь?

2. Какой процесс будет происходить между телами?

3. Как изменяется внутренняя энергия тел при теплообмене?

4. К какому результату удельной теплоемкости (заведомо завышенному или заведомо заниженному) приводит используе­мый в работе метод? Почему?

Лабораторная работа №3

Измерение влажности воздуха

Цель работы: овладеть практическим способом определения относительной влажности воздуха с использованием психрометра, термометра и психрометрической таблицы.

Приборы и материалы: психрометр (один на класс), термометр, ткань, стакан с водой, психрометрическая таблица.

Указание к работе:

Инструкция по технике безопасности при выполнении лабораторной работы

Запомните:  
Будьте внимательны и дисциплинированны, точно выполняйте указания учителя. Не приступайте к выполнению работы без разрешения учителя. При работе с приборами из стекла соблюдайте особую осторожность. Особое внимание обратите на правила БЖ при работе с термометром.

Ход работы:

1. Определить цену деления термометра.

2. Определить температуру сухого термометра t_с.

3. Оберните резервуар термометра кусочком увлажненной марли или ваты и держите некоторое время «влажный» термометр в воз­духе. Как только пониже­ние температуры прекратится, снимите показания термометра t_вл..

4. Найдите разницу показаний сухого и влажного термометров ∆t =  t_с – t_вл.

5. Используя психрометрическую таблицу, определите влажность воздуха φ и сравните их с показаниями психрометра, который находится в этом же классе.

6. Результаты измерений занесите в таблицу.

7. Сделать вывод, сравнив все полученные на уроке значения влажности воздуха.

Контрольные вопросы:

1. Что называется влажностью воздуха?

2. С помощью, каких приборов можно измерить влажность воздуха?

3. Почему температура «влажного» термометра ниже, чем «сухого»?

4. Чем опасен для здоровья человека слишком сухой или влажный воздух?

Дополнительное задание:

Обучаемые объединяются в четыре группы.

І группа измеряет влажность на улице.

ІІ группа измеряет влажность в столовой.

ІІІ группа измеряет влажность в холле.

ІV группа измеряет влажность в спортзале.

Каждая группа отвечает на вопросы:

1. Вы измерили влажность воздуха в различных помещениях школы и на улице. Какие результаты у вас получились?

2. Почему влажность воздуха в разных помещениях различна?

3. Сделайте вывод, сравнив все полученные на уроке значения влажности воздуха.

Домашний эксперимент:

Есть достаточно простой способ определения влажности воздуха без приборов.

Наберите в стакан холодной воды из под крана.

Поставьте её в холодильник на несколько часов, так чтобы вода успела остыть до температуры 3-5 ºС (средняя температура для холодильной камеры). В комнате, в которой вы хотите узнать влажность воздуха, поместите стакан с водой вдали от отопительных приборов и понаблюдайте за поверхностью стекла в течение пяти минут.

Если поверхность стенок стакана сначала запотела, а через пять минут уже была сухой, то в данном помещении воздух сухой.

Если через пять минут стенки так и остались запотевшими – это средняя влажность.

Если по истечении пяти минут на поверхности стекла образовались ручейки воды – это свидетельствует о высокой влажности в помещении.

Лабораторная работа №4

Сборка электрической цепи и измерение силы тока

в ее различных участках

Цель работы: научиться составлять электрическую цепь, пользоваться прибором для измерения силы тока; убедиться, что сила тока в различных последовательно соединенных участках цепи одинакова.

Приборы и материалы: источник питания, низковольтная лампа на подставке, ключ, амперметр, соединительные провода.

Ход работы:

1. Соберите цепь по рисунку 1.а, соединив клемму амперметра, имеющую знак «+», с проводником, идущим от положительного «+» полюса источника тока.

Рис. 1

2. Получив, разрешение учителя, замкните ключ и запишите показания прибора:

=________.

3. Амперметр включите в другой участок цепи согласно рис. 1.б. Запишите показания прибора:

=__________ .

4. Поместите амперметр в третий участок цепи согласно рис.1.в. Запишите показания прибора:

.

5. Сравните все полученные показания амперметра. Сделайте вывод.

6. Нарисуйте в тетради схему соединения приборов.

7. Сделайте выводы.

Контрольные вопросы:

1. Что называется ценой деления прибора?

2. Почему при последовательном соединении различных проводников сила тока во всех участках цепи одинакова?

3. На какую максимальную силу тока рассчитан амперметр, которым вы пользуетесь?

Дополнительное задание:

С разрешением учителя проделайте все операции, включив в цепь проволочную спираль на подставке. Сравните с результатами, полученными ранее, и сделайте выводы.

Внимание! Нельзя присоединять амперметр к зажимам источника без какого-либо потребителя тока, соединенного последовательно с амперметром. Можно испортить амперметр!

Лабораторная работа № 5

Измерение напряжения на различных участках электрической цепи

Цель работы: научиться пользоваться прибором для измерения напряжения на участке цепи; измерять напряжение на участке цепи, состоящем из последовательно соединенных лампы и резистора, и сравнить его с напряжением на концах каждого прибора.

Приборы и материалы: источник питания, резистор, низковольтная лампа на подставке, вольтметр, ключ, соединительные провода.

Ход работы:

Внимание!

Вольтметр присоединяется параллельно прибору или участку цепи на котором измеряется напряжение.. Зажимы вольтметра присоединяют к тем точкам цепи, на которых надо измерить напряжение. Знак «+», стоящий у одной из клемм, указывает на то, что к этой клемме должен подсоединяться проводник, идущий к клемме «+» источника тока.

1. Соберите цепь согласно рис.1.

2. Измерьте напряжение на концах лампы.

=__________.

3. Соберите цепь согласно рис.2, измерьте напряжение на концах резистора.

=____________.

4. Соберите цепь согласно рис.3, измерьте напряжение на участке цепи, состоящей из лампы и резистора.

U =___________.

5. Вычислите сумму напряжений + на лампе и резисторе и сравните ее с напряжением U.

+ =_________________.

6. Сделайте выводы.

Контрольные вопросы:

1. Почему вольтметр надо присоединять параллельно данному прибору или участку цепи?

2. Каков физический смысл напряжения?

3. Чему равна цена деления вольтметра, используемого в данной работе?

Дополнительное задание:

С разрешения учителя включите в цепь еще один резистор и повторите все операции, добавив еще измерение напряжения на другом резисторе .

Вычислите + + =_____________ и сравните с U.

Сделайте выводы.

Лабораторная работа № 6

Регулирование силы тока реостатом

Цель работы: научиться пользоваться реостатом для изменения силы тока в цепи.

Приборы и материалы: источник питания, ползунковый реостат, амперметр, ключ, соединительные провода.

Ход работы:

1. Рассмотрите внимательно устройство реостата и установите, при каком положении ползунка сопротивление реостата наибольшее.

2. Составьте цепь согласно рисунку, включив в нее последовательно амперметр, реостат на полное сопротивление, источник питания и ключ.

3. Замкните цепь и отметьте показание амперметра

=_______.

4. Уменьшайте сопротивление реостата, плавно и медленно передвигая его ползунок (но не до конца!) наблюдайте за показаниями амперметра

=___________ .

5. После этого увеличивайте сопротивление реостата, передвигая ползунок в противоположную сторону. Наблюдайте за показаниями амперметра

=_____________.

6. Сделайте вывод.

Контрольные вопросы:

1. Для чего предназначен реостат?

2. Почему в реостатах используют проволоку с большим удельным сопротивлением?

3. Какой физический смысл имеют параметры, указанные на реостате?

Дополнительное задание:

С разрешения учителя включите в цепь дополнительно низковольтную лампу, последовательно с другими элементами цепи и выясните при каком положении ползунка лампа будет гореть ярче. Сделайте выводы.

Внимание! Реостат нельзя выводить полностью, так как при этом сопротивление его станет равным нулю, сила тока в цепи резко возрастет, и амперметр испортится.

Лабораторная работа № 7

Измерение сопротивление проводника при помощи амперметра и вольтметра

Цель работы: научиться измерять сопротивление проводника при помощи амперметра и вольтметра; убедиться на опыте, что сопротивление проводника не зависит от силы тока в нем и напряжения на его концах.

Приборы и материалы: источник питания, исследуемый проводник, амперметр и вольтметр, реостат, ключ, соединительные провода.

Ход работы:

1. Соберите электрическую цепь, соединив последовательно источник питания, амперметр, спираль, реостат, ключ. К концам исследуемого проводника присоедините вольтметр.

2. Измерьте силу тока в цепи и напряжение на проводнике.

3. Используя закон Ома для участка цепи I = , вычислите сопротивление проводника по полученным данным R = .

4. С помощью реостата измените, сопротивление цепи и снова измерьте силу тока в цепи и напряжение на исследуемом проводнике.

5. По данным измерения рассчитайте сопротивление проводника.

6. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу, сделайте вывод.

7.Сделайте выводы.

Контрольные вопросы:

1. Что принимают за единицу сопротивления проводника? Как ее называют?

2. Выразите в омах значения следующих сопротивлений: 100 мОм; 0,7 кОм; 20 Мом.

3. В чем причина сопротивления?

Дополнительное задание:

1. Соберите электрическую цепь согласно схеме.

2. Измерьте силу тока I =_______ и напряжение U =_______ в этом опыте.

3. Используя закон Ома, вычислите сопротивление на лампочке R = , R =_________ .

4. Сравните полученные вами значение сопротивления с номинальным. Сделайте вывод.

Лабораторная работа № 8

Измерение мощности и работы тока

в электрической лампе

Цель работы: научиться определять мощность и работу тока в лампе, используя амперметр, вольтметр и часы.

Приборы и материалы: источник питания, низковольтная лампа на подставке, вольтметр, амперметр, ключ, соединительные провода, секундомер (или часы с секундной стрелкой).

Ход работы:

1. Соберите электрическую цепь из источника питания, лампы, амперметра и ключа, соединив все последовательно. Подсоедините параллельно лампе вольтметр.

2. Измерьте силу тока и напряжение на лампе.

3. Вычислите мощность тока в лампе P = I U .

4. Рассчитайте работу тока в лампе за 1 мин. A = I U t .

5. Увеличьте время горения лампы и определите работу тока в ней.

6. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

7. Проверьте, совпадает ли полученное значение мощности с мощностью, обозначенной на лампе. Сделайте вывод.

8. Сделайте выводы.

Контрольные вопросы:

1. Какими приборами измеряют работу электрического тока?

2. На электрических лампах, используемых для освещения, указывается напряжение и мощность. Какую дополнительную информацию можно получить, используя эти данные?

3. Мощность одной лампы 60 Вт, второй – 100 Вт. Какая из них горит ярче и почему?

Дополнительное задание

Соберите электрическую цель из источника питания, резистора, амперметра, вольтметра, ключа согласно схеме:

Используя показания амперметра и вольтметра, вычислите мощность тока в резисторе. Рассчитайте работу тока в резисторе за 1 мин. Сделайте выводы.

Лабораторная работа 9

Сборка электромагнита и испытание его действия

Цель работы: собрать электромагнит из готовых деталей и на опыте проверить, от чего зависит его магнитное действие.

Приборы и материалы: источник питания, реостат, ключ, соединительные провода, компас (магнитная стрелка), дугообразный магнит, амперметр, линейка, детали для сборки электромагнита (катушка и сердечник).

Ход работы:

1. Составьте электрическую цепь из источника питания, катушки, реостата, амперметра  и ключа, соединив их последовательно. Нарисуйте схему сборки цепи.

2. Замкните цепь и с помощью магнитной стрелки определите полюсы у катушки.

3. Измерьте расстояние от катушки до стрелки l₁  и силу тока  I₁  в катушке. Результаты измерений запишите в таблицу 1.

4. Отодвиньте магнитную стрелку  вдоль оси катушки на такое расстояние l₂, на котором действие магнитного поля катушки на магнитную стрелку незначительно. Измерьте это расстояние и силу тока I₂,   в катушке. Результаты измерений также запишите в таблицу 1.

          Таблица 1

5.  Вставьте  железный сердечник в катушку и пронаблюдайте действие электромагнита на стрелку. Измерьте расстояние  l₃ от катушки до стрелки и силу тока  I₃   в катушке с сердечником. Результаты измерений запишите в таблицу 2.

6. Отодвиньте магнитную стрелку  вдоль оси катушки  с сердечником на такое расстояние l₄, на котором действие магнитного поля катушки на магнитную стрелку незначительно. Измерьте это расстояние и силу тока I₄   в катушке. Результаты измерений также запишите в таблицу 2.

          Таблица 2

6. Сравните результаты, полученные в п. 4 и в п.6. Сделайте вывод:.

7. Изменяйте с помощью реостата силу тока в цепи и наблюдайте действие электромагнита на стрелку.

8.Сделайте вывод: 

Контрольные вопросы:

1. Какое сходство имеется у катушки с током с магнитной стрелкой?

2. Почему магнитное действие катушки, по которой идёт ток, усиливается, если в неё ввести железный сердечник?  

3. Что называют электромагнитом? Для каких целей используют электромагниты (3-5 примеров)?

4. Какой полюс появится у заострённого конца железного гвоздя, если к его шляпке приблизить южный полюс магнита? Объясните явление.

Дополнительное задание:

1. Соберите дугообразный магнит из готовых деталей. Катушки электромагнита соедините между собой последовательно так, чтобы на их свободных концах  получились  разноименные магнитные полюсы. Проверьте полюсы с помощью компаса, определите, где расположен северный, а где – южный полюс электромагнита. Зарисуйте магнитное поле полученного вами электромагнита

2. Вариант выполнения работы (при отсутствии в кабинете деталей для сборки электромагнита). Предложить детям изготовить электромагнит в домашних условиях:

Взять большой железный гвоздь. Намотать плотно витки провода в оплетке. Концы зачистить. Работу с этим электромагнитом выполнить в классе согласно инструкции.

При выставлении оценок учитывать качество изготовленного электромагнита.

Лабораторная работа № 10

Изучение электрического двигателя постоянного тока (на модели)

Цель работы: изучить устройство электродвигателя и принцип его работы.

Приборы и материалы: модель электрического двигателя, источник тока, соединительные провода, ключ.

Ход работы:

1. Внимательно изучите модель электродвигателя. Изучите устройство подвижной и неподвижной частей, электроподводящую часть, коллектор. Запишите, из каких частей состоит электродвигатель и назначение каждой из них.

2. Соберите модель электродвигателя.

3. Соберите электрическую цепь. Начертите схему этой цепи.

4. Приведите электродвигатель во вращение. Если двигатель не работает, найдите причины и устраните их.

5. Изменяя напряжение в пределах 1-2 В, понаблюдайте за изменением скорости вращения двигателя. Опишите свои наблюдения.

6. Измените, направление вращения подвижной части (якоря) электро­двигателя, изменив направление тока в цепи. Сделайте вывод.

Контрольные вопросы:

1.     На чем основывается принцип работы электрического двигателя?

2.     Почему в электрических двигателях ток в рамки подается через полукольца?

3.     Из каких частей состоит электрический двигатель?

4.     В чем преимущество электрических двигателей?

5.     Почему изменяется направление вращения подвижной части электродвига­теля при изменении направления тока в цепи?

6.     Как изменяется скорость вращения электродвигателя постоянного тока при увеличении напряжения в цепи?

Вариант 2. .Можно предложить детям изготовить самим простейший электродвигатель дома.

Лабораторная работа № 11

Получение изображения при помощи собирающей линзы

Цель работы: научиться получать различные изображения при помощи собирающей линзы, исследовать зависимость вида изображения от расстояния предмета до линзы.

Приборы и материалы: линза собирающая, экран, свеча, линейка.

Ход работы:

1. Определите фокусное расстояние линзы. При помощи линзы получите изображение окна на экране. Измерьте расстояние от линзы до изображения – это будет приблизительное значение фокусного расстояния линзы F. Оно будет измерено тем точнее, чем дальше находится экран от окна.

2. Определить оптическую силу линзы (в дптр).

Последовательно располагайте свечу с пламенем на различных d расстояниях от линзы:

а) d

б) F

в) d F.

3. Каждый раз наблюдайте полученное на экране изображение пламени.

4. Запишите, каким будет изображение в каждом из указанных случаев.

5. Сформулируйте и запишите вывод о том, как меняется изображение пламени при удалении ее от линзы.

6. Постройте все наблюдаемые изображения.

Контрольные вопросы:

1. По­строй­те изоб­ра­же­ние пред­ме­та, рас­по­ло­жен­но­го от со­би­ра­ю­щей линзы на рас­сто­я­нии 3F и 4F.

2. На каком рас­сто­я­нии от со­би­ра­ю­щей линзы нужно рас­по­ло­жить пред­мет, чтобы по­лу­чить изоб­ра­же­ние:

а) умень­шен­ное; б) рав­ное пред­ме­ту;

в) уве­ли­чен­ное пря­мое; г) увеличенное обратное.

2 вариант.

Если в кабинете нет линз – изготовить самим из пластиковых бутылок.