Лабораторные работы для 11класса

Лабораторные работы для 11класса по физике.

Составитель:

Учитель физики 1 кат.

Затесова Н.В.

МАОУ НТГО «СОШ №3»

Инструктаж по технике безопасности.

• Во время работы будьте внимательны.
• Приступайте к выполнению работы с разрешения учителя.
• Не ставьте оборудование на край стола.
• Не пользуйтесь сломанным оборудованием.
• Не переставляйте оборудование на другие столы.
• По окончанию работы сдайте оборудование учителю.

Лабораторная работа №1

Исследование магнитного поля катушки с током

Цель работы: экспериментально доказать утверждение о том, что: 1) направление магнитного поля катушки зависит от направления протекания в ней тока; 2) величина магнитной индукции поля катушки зависит от значения силы тока в её витках.

Оборудование:

• Источник тока
• Амперметр
• Компас
• Соединительные провода
• Катушка с выводами.

Правила техники безопасности.

Внимательно прочитайте правила.

1. Перед тем как приступить к выполнению работы, тщательно изучите её описание, уясните ход её выполнения.

2. До начала работы приборы не трогать и не приступать к выполнению лабораторной работы до указания учителя.

3. Необходимо тщательно ознакомиться с описанием приборов, и прежде чем включить прибор в цепь, проверить соответствует ли напряжение в сети тому, на которое рассчитан прибор.

4. Не держите на рабочем месте предметы, не требующиеся при выполнении задания.

5. Источник тока электрической цепи подключайте в последнюю очередь, а при разборке – отключать в первую очередь.

6. Перед включением тока пригласите учителя или лаборанта для проверки собранной вами установки и начинайте опыт только после их разрешения.

7. Не допускайте « зашкаливания» приборов во-избежании выхода из «строя». Если такое произойдёт, то немедленно уменьшите силу тока или отключите установку. При невозможности самому справиться с возникшими трудностями, позовите учителя.

8. Включайте установку лишь на то время, которое необходимо для производства измерений, наблюдений, а после этого отключите её.

9. Избегайте перекрещивания проводов.

Ход работы:

Соберите установку

• Для выполнения первой части определить выводы катушки, которые соединены с концом и началом катушки.
• На схеме начало катушки обозначено буквой «Н», конец – «К». За направление тока принято считать направление от положительного полюса к отрицательному, а за направление магнитного поля принято направление от северного полюса магнита к южному.
• Катушку подключите к выпрямителю с соблюдением той полярности, которая указана на схеме. Определите, в каком направлении будет протекать ток в её витках.
• Замкнуть ключ и и переменным резистором установить силу тока 0,5А. Компас медленно и плавно перемещать вокруг катушки на удалении примерно 5см от её центра и наблюдают за ориентацией его стрелки. По ориентации стрелки напротив торцов катушки определяют направление магнитного поля катушки.
• Опыт повторить, изменив полярность катушки. Убеждаются в том, что направления магнитного поля катушки и тока в ней связаны правилом правого винта.

• Для выполнения второй части работы стрелке компаса дают свободно сориентироваться в магнитном поле Земли при разомкнутом ключе.
• Катушку разместить возле компаса так, чтобы ее продольная ось и стрелка компаса оказались взаимно перпендикулярными.
• После этого ключ замыкают и, изменяя значение силы тока в цепи, наблюдают за углом отклонения стрелки от первоначального направления.
• Убедитесь в том, что чем больше ток в катушке, тем сильнее она влияет на отклонение стрелки.
• Сделать вывод о том, что величина магнитного поля катушки зависит от силы тока в ее витках. Чем больше сила тока, тем больше и индукция магнитного поля катушки.

Дополнительное задание:

• Какие взаимодействия называются магнитными?
• Как ориентируются в однородном магнитном поле замкнутый контур с током и магнитная стрелка?
• Как определяется модуль вектора магнитной индукции?

Лабораторная работа №2

Изучение явления электромагнитной индукции

Цель работы: исследовать зависимость величины и направление индукционного тока в катушке от характера изменения магнитного потока, пронизывающего ее витки.

Оборудование:

• Источник тока
• Катушка с выводами
• Сердечник дугообразный
• П остоянный маркированный магнит
• Миллиамперметр
• Соединительные провода
• Элементы планшета: ключ, гнезда.

Правила техники безопасности.

Внимательно прочитайте правила.

1. Перед тем как приступить к выполнению работы, тщательно изучите её описание, уясните ход её выполнения.

2. До начала работы приборы не трогать и не приступать к выполнению лабораторной работы до указания учителя.

3. Необходимо тщательно ознакомиться с описанием приборов, и прежде чем включить прибор в цепь, проверить соответствует ли напряжение в сети тому, на которое рассчитан прибор.

4. Не держите на рабочем месте предметы, не требующиеся при выполнении задания.

5. Источник тока электрической цепи подключайте в последнюю очередь, а при разборке – отключать в первую очередь.

6. Перед включением тока пригласите учителя или лаборанта для проверки собранной вами установки и начинайте опыт только после их разрешения.

7. Не допускайте « зашкаливания» приборов во-избежании выхода из «строя». Если такое произойдёт, то немедленно уменьшите силу тока или отключите установку. При невозможности самому справиться с возникшими трудностями, позовите учителя.

8. Включайте установку лишь на то время, которое необходимо для производства измерений, наблюдений, а после этого отключите её.

9. Избегайте перекрещивания проводов.

Ход работы:

• Работа проводится в 2 этапа. Вначале индукционный ток в катушке возбуждается постоянным магнитом, который приближают и удаляют от нее разными полюсами и с разной скоростью.
• Затем опыт повторяют, используя вторую проволочную катушку, подключенную к источнику тока, для создания в витках исследуемой катушки изменяющегося магнитного потока.
• Одну из катушек, насадив на сердечник, подключают к миллиамперметру. К торцу катушки подносят вплотную один из полюсов магнита. Удаляют магнит и наблюдают за стрелкой миллиамперметра. Опыт повторяют несколько раз.

4. Затем меняют полюс магнита и снова подносят и удаляют от катушки, наблюдая за стрелкой.

5. Обобщают проведенные опыты.

6. Далее выясняют, как сила индукционного тока зависит от скорости изменения внешнего магнитного поля в витках катушки. Для этого исследуют, как изменяется максимальный угол отклонения стрелки миллиамперметра при изменении скорости, с которой магнит подносят к катушке и удаляют от нее.

7. Далее собрать цепь.

8. На дугообразный сердечник надевают две катушки. Одну из них соединяют через ключ с источником тока, вторую с выпрямителем.

9. Замыкая и размыкая ключ, наблюдают за отклонением стрелки миллиамперметра.

10.Изменить полярность подключения катушки и повторить опыты.

11.Снять одну катушку с сердечника, развернуть ее на 180градусов и вновь возвратить на место. Опыт повторить.

12. Сравнивая результаты второго эксперимента с первым, сделать вывод о том, что направление индукционного тока не зависит от природы источника магнитного поля, а определяется характером его изменения и направления относительно катушки.

Лабораторная работа №3

Изучение принципа действия трансформатора

Цель работы: сборка и испытание действующей модели трансформатора.

Оборудование:

• Источник тока
• Вольтметр
• Катушка с выводами
• Дугообразный сердечник
• Пластина металлическая
• Соединительные провода
• Элементы планшета: ключ, переменный резистор, диод.

Правила техники безопасности.

Внимательно прочитайте правила.

1. Перед тем как приступить к выполнению работы, тщательно изучите её описание, уясните ход её выполнения.

2. До начала работы приборы не трогать и не приступать к выполнению лабораторной работы до указания учителя.

3. Необходимо тщательно ознакомиться с описанием приборов, и прежде чем включить прибор в цепь, проверить соответствует ли напряжение в сети тому, на которое рассчитан прибор.

4. Не держите на рабочем месте предметы, не требующиеся при выполнении задания.

5. Источник тока электрической цепи подключайте в последнюю очередь, а при разборке – отключать в первую очередь.

6. Перед включением тока пригласите учителя или лаборанта для проверки собранной вами установки и начинайте опыт только после их разрешения.

7. Не допускайте « зашкаливания» приборов во-избежании выхода из «строя». Если такое произойдёт, то немедленно уменьшите силу тока или отключите установку. При невозможности самому справиться с возникшими трудностями, позовите учителя.

8. Включайте установку лишь на то время, которое необходимо для производства измерений, наблюдений, а после этого отключите её.

9. Избегайте перекрещивания проводов.

Ход работы:

• Соберите модель трансформатора.
• Так как в состав комплекта входит вольтметр, предназначенный для измерения

постоянного напряжения, то

последовательно с ним

подключают диод, выполняющий

роль преобразователя переменного

напряжения в постоянное.

3. Схема показана на рисунке:

4. В первом опыте испытать трансформатор с разомкнутым сердечником. Концы сердечника пластиной не замыкать.

5. Соберите схему:

6. Вначале испытывают

трансформатор на холостом

ходу с разомкнутым сердечником.

При этом резистор отключают. Измеряют напряжение

U 2хх на вторичной обмотке. Затем резистор подключают и повторяют измерение напряжения U 2н под нагрузкой.

7. Вольтметр переключают к выводам первичной обмотки и измеряют напряжение U 1 , поданное на нее от выпрямителя. После этого замыкают концы сердечника пластиной.

• Снова измеряют напряжение холостого хода, под нагрузкой и на первичной обмотке. По данным измерений вычисляют коэффициент трансформации, который имел трансформатор при замкнутом и разомкнутом сердечнике.
• В итоге делают вывод о том, как и почему конструкция сердечника и режим работы трансформатора влияют на величину напряжения на выводах вторичной обмотки и коэффициента трансформации.

Лабораторная работа №4

Измерение показателя преломления стекла

Цель работы: отработать прием измерения относительного показателя преломления вещества, основанный на измерении углов падения и преломления.

Оборудование:

• Пластина с параллельными гранями
• Коврик
• Булавки (4шт)
• Лист бумаги
• Линейка
• Карандаш
• транспортир

Правила техники безопасности.

Внимательно прочитайте правила.

1. Перед тем как приступить к выполнению работы, тщательно изучите её описание, уясните ход её выполнения.

2.До начала работы приборы не трогать и не приступать к выполнению лабораторной работы до указания учителя.

3. Располагайте приборы, материалы, оборудование на рабочем месте в порядке, указанном учителем.

4. Не держите на рабочем месте предметы, не требующиеся при выполнении задания.

5. При работе с линзами соблюдайте осторожность и аккуратность в обращении (не подвергайте толчкам, ударам, не роняйте их, не прикасайтесь пальцами к прозрачным граням).

6. Учитывайте оптические свойства линз и не направляйте их на легковоспламеняющиеся предметы (волосы, одежду, бумагу и т.д.)

6. Будьте внимательны и осторожны при работе с колющими и режущимися предметами.

8. Источник тока электрической цепи подключайте в последнюю очередь, а при разборке – отключать в первую очередь.

9. Перед включением тока пригласите учителя или лаборанта для проверки собранной вами установки и начинайте опыт только после их разрешения.

10. Включайте установку лишь на то время, которое необходимо для производства измерений, наблюдений, а после этого отключите её.

Ход работы:

• Коврик из пористого материала накрыть листом бумаги. В центре положить пластину и обвести её карандашом.
• Пластину временно убрать. С внешней стороны контура, к середине одной стороны основания провести линию, наклоненную к этой линии под углом в 20-30градусов. В эту прямую воткнуть две булавки на расстоянии 4-5см одна от другой. Одна булавка втыкается в основание.
• Вернуть пластину на обведенное место. Затем коврик размещают на ладони так, чтобы было удобно смотреть на булавки сквозь боковые грани пластины.
• Поворачивая коврик вокруг вертикальной оси, находят такое положение, при котором изображение булавок, наблюдаемых сквозь пластину, окажутся совмещенными. Сразу после этого в коврик перед пластиной втыкают еще две булавки, но так, чтобы все четыре казались расположенными на одной линии.

5. Приступайте к измерению углов. Лист бумаги снять с коврика. В точку пересечения наклонной и падающего луча восстанавливают перпендикуляр.

6. Транспортиром измеряют угол падения и преломления и по формуле рассчитывают показатель преломления:

7. Для того, чтобы измерить угол преломления, необходимо построить путь луча внутри пластины.

8. После выполнения работы сделать вывод.

Лабораторная работа №5

Определение фокусного расстояния собирающей линзы с использованием формулы линзы

Цель работы: отработать прием экспериментального определения фокусного расстояния собирающей линзы, основанный на использовании соотношения фокусного расстояния с расстоянием между линзой и предметом, а также между линзой и изображением предмета.

Оборудование:

• Оптическая скамья
• Источник света
• Рейтер (2шт)
• Линза собирающая длиннофокусная
• Экран
• Слайд-рамка с отверстиями в виде круга, щели и буквы «F»
• Источник питания
• Соединительные провода.

Правила техники безопасности.

Внимательно прочитайте правила.

1. Перед тем как приступить к выполнению работы, тщательно изучите её описание, уясните ход её выполнения.

2.До начала работы приборы не трогать и не приступать к выполнению лабораторной работы до указания учителя.

3. Располагайте приборы, материалы, оборудование на рабочем месте в порядке, указанном учителем.

4. Не держите на рабочем месте предметы, не требующиеся при выполнении задания.

5. При работе с линзами соблюдайте осторожность и аккуратность в обращении (не подвергайте толчкам, ударам, не роняйте их, не прикасайтесь пальцами к прозрачным граням).

6. Учитывайте оптические свойства линз и не направляйте их на легковоспламеняющиеся предметы (волосы, одежду, бумагу и т.д.)

6. Будьте внимательны и осторожны при работе с колющими и режущимися предметами.

8. Источник тока электрической цепи подключайте в последнюю очередь, а при разборке – отключать в первую очередь.

9. Перед включением тока пригласите учителя или лаборанта для проверки собранной вами установки и начинайте опыт только после их разрешения.

10. Включайте установку лишь на то время, которое необходимо для производства измерений, наблюдений, а после этого отключите её.

Ход работы:

• Собрать установку.
• На рейтере с источником света закрепить слайд-рамку так, чтобы источник света закрывал отверстие с буквой «F».
• По шкале скамьи измеряют расстояние между источником и экраном.
• Перемещать линзу так, чтобы на экране образовалось четкое изображение буквы. Заметить координату.
• Затем, не меняя расстояние между источником и экраном, отодвинуть линзу от экрана, приближая её к источнику.
• Найти положение линзы, при котором на экране появляется увеличенное избражение.

7. Зная координаты двух положений линзы, вычисляют её перемещение по оптической скамье.

8. На основе проделанных измерений определяют фокусное расстояние линзы.

F – фокусное расстояние линзы; d – расстояние между источником и экраном; S – перемещение линзы по оптической скамье; Х – координаты положения линзы при разных изображениях линзы.

№ опыта

d,мм

X 1,мм

X 2,мм

S,мм

F,мм

9. Для уменьшения погрешности определения фокусного расстояния проводят несколько измерений и находят среднее значение фокусного расстояния.

10. Сделайте вывод.

Лабораторная работа №6

Сборка модели микроскопа

Цель работы: изготовить с помощью двух собирающих линз устройство для наблюдения мелких предметов и измерить его угловое увеличение.

Оборудование:

• Оптическая скамья
• Источник света
• Рейтер(2шт)
• Линзы собирающие(2шт)
• экран
• Источник питания
• Соединительные провода
• Слайд-рамка с отверстиями в виде круга, щели и буквы.

Правила техники безопасности.

Внимательно прочитайте правила.

1. Перед тем как приступить к выполнению работы, тщательно изучите её описание, уясните ход её выполнения.

2.До начала работы приборы не трогать и не приступать к выполнению лабораторной работы до указания учителя.

3. Располагайте приборы, материалы, оборудование на рабочем месте в порядке, указанном учителем.

4. Не держите на рабочем месте предметы, не требующиеся при выполнении задания.

5. При работе с линзами соблюдайте осторожность и аккуратность в обращении (не подвергайте толчкам, ударам, не роняйте их, не прикасайтесь пальцами к прозрачным граням).

6. Учитывайте оптические свойства линз и не направляйте их на легковоспламеняющиеся предметы (волосы, одежду, бумагу и т.д.)

6. Будьте внимательны и осторожны при работе с колющими и режущимися предметами.

8. Источник тока электрической цепи подключайте в последнюю очередь, а при разборке – отключать в первую очередь.

9. Перед включением тока пригласите учителя или лаборанта для проверки собранной вами установки и начинайте опыт только после их разрешения.

10. Включайте установку лишь на то время, которое необходимо для производства измерений, наблюдений, а после этого отключите её.

Ход работы:

• Отобрать из двух линз короткофокусную и длиннофокусную. Для этого проводится подготовительный этап: оценка фокусного расстояния каждой линзы. Оценивают их, фокусируя на лист бумаги изображение удаленного источника света.
• Оптическая схема микроскопа состоит из объектива (короткофокусная линза) и окуляра (длиннофокусная линза). Размещение показано на рисунке.

• Рейтер с линзой – окуляром устанавливается так, чтобы было удобно поместить глаз перед самым окуляром. Рейтер с объективом помещают на расстоянии 10-15см от окуляра.
• Рамку со шкалой закрепить на источнике света. Сам источник располагается перед объективом на расстоянии, немного превышающем его фокусное расстояние. Небольшим плавным перемещением рейтера с источником света добиваются резкого изображения шкалы (т.к. источник света используется только как держатель рамки, к источнику электропитания он не подключается).
• Линейку с делениями поместить на расстоянии наилучшего видения от глаза так, чтобы деления были хорошо видны вторым (невооруженным) глазом. Одновременно наблюдая изображения предмета в микроскоп, стараются совместить его с изображением линейки, видимым невооруженным глазом. Таким способом определяют размер изображения предмета. Отношение измеренного размера изображения к известному размеру самого предмета дает искомое увеличение микроскопа.
• По окончании работы сделать вывод.

Лабораторная работа №7

Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки.

Цель работы: получить практические навыки определения длины световой волны с помощью дифракционной решетки.

Оборудование:

• Пенал
• Оптическая скамья
• Рейтер (2шт)
• Источник света, слайд-рамка с дифракционными решетками
• Слайд-рамка с отверстиями в виде круга, щели и буквы
• Экран
• Соединительные провода
• Источник питания
• Линейка с миллиметровыми делениями .

Правила техники безопасности.

Внимательно прочитайте правила.

1. Перед тем как приступить к выполнению работы, тщательно изучите её описание, уясните ход её выполнения.

2.До начала работы приборы не трогать и не приступать к выполнению лабораторной работы до указания учителя.

3. Располагайте приборы, материалы, оборудование на рабочем месте в порядке, указанном учителем.

4. Не держите на рабочем месте предметы, не требующиеся при выполнении задания.

5. При работе с линзами соблюдайте осторожность и аккуратность в обращении (не подвергайте толчкам, ударам, не роняйте их, не прикасайтесь пальцами к прозрачным граням).

6. Учитывайте оптические свойства линз и не направляйте их на легковоспламеняющиеся предметы (волосы, одежду, бумагу и т.д.)

6. Будьте внимательны и осторожны при работе с колющими и режущимися предметами.

8. Источник тока электрической цепи подключайте в последнюю очередь, а при разборке – отключать в первую очередь.

9. Перед включением тока пригласите учителя или лаборанта для проверки собранной вами установки и начинайте опыт только после их разрешения.

10. Включайте установку лишь на то время, которое необходимо для производства измерений, наблюдений, а после этого отключите её.

Ход работы:

• Данную установку можно собрать в двух вариантах: для мнимого и действительного изображения. Мы соберем для действительного изображения.
• Сборка установки изображена на рисунке. На оптической скамье между источником света и рейтером с решеткой устанавливается собирающая линза. На удалении 10-15см от рейтера с решеткой помещают пенал с подвешенным к нему экраном.

3. В начале опыта решетку удаляют и, передвигая рейтер с линзой вдоль скамьи, получаю на экране четкое изображение щели. Если решетку вернуть на прежнее место, то на экране по обе стороны от изображения щели появятся цветные полосы дифракционного спектра.

В обоих случаях видимые боковые радужные полосы соответствуют главным максимумам многолучевой интерференционной картины.

4. Первая пара ярких изображений соответствует максимумам первого и второго порядков (k=1, k=2)

5. Для измерения длины световой волны при известном значении постоянной решетки необходимо определить угол, соответствующий направлению на какой-либо из главных максимумов. Это можно сделать, измерив расстояние между видимым положением главного максимума порядка и самим

отверстием. Также необходимо

измерить расстояние между

слад-рамкой со щелью и решеткой.

6. Заполните таблицу.

7. Длину световой волны определите по формуле:

a

a

мм

b

мм

b

мм

мм

k

k

d

d

λ

мм

λ

мм

м

м

8. Сравните полученные результаты с длинами волн по справочнику.

9. Чем отличается дифракционный спектр от дисперсионного?

10. Сделайте вывод.

Лабораторная работа №8

Измерение радиационного фона

Цель работы: получить практические навыки использования бытового дозиметра для измерения радиационного фона.

Оборудование:

• индикатор радиоактивности.

Правила техники безопасности.

Внимательно прочитайте правила.

• Во время работы будьте внимательны.
• Приступайте к выполнению работы с разрешения учителя.
• Не ставьте оборудование на край стола.
• Не пользуйтесь сломанным оборудованием.
• По окончанию работы достаньте гальванические элементы и сдайте оборудование учителю.

Ход работы:

Бытовые индикаторы радиоактивности предназначены для оперативного индивидуального контроля населением радиационной обстановки и позволяют приблизительно оценивать мощность эквивалентной дозы излучения. Большинство дозиметров измеряет мощность дозы излучения в микрозивертах в час (мкЗв/ч), однако до сих пор широко используется и другая единица измерения – микрорентген в час (мкР/ч). Соотношения между ними 100:1 (1мкЗв/ч = 100мкР/ч).

• Краткая инструкция.
• Пробное включение.
• Распределение мест для определения мощности излучения на территории школы: спортзал, кабинет физики, кабинет завучей, коридор 2-го этажа, спортивная площадка школы, столовая, кабинет информатики.
• Составление таблицы. Снять показания 8-10 раз и определить среднее значение мощности.
• Сравнить полученное значение фона с величиной естественного радиационного фона, принятой за норму –

0,15 мкЗв/ч.

6. Сделать вывод.

Дополнительное задание:

Использованная литература

• Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский. Физика. 11 класс. Учебник для общеобразовательных учебных заведений. – М.: Дрофа, 2008г.
• Степанов С.В. Методические рекомендации к лабораторным работам по электродинамике. ООО «Химлабо» 2012г.
• Степанов С.В. Методические рекомендации к лабораторным работам по оптике. ООО «Химлабо» 2012г.
• Степанов С.В. Методические рекомендации к лабораторным работам по квантовым явлениям ООО «Химлабо» 2012г.