- •Физика по направлению подготовки
- •Программа
- •Реализация компетенции ок(2)
- •Реализация компетенций ок4 и ок8.
- •Учебный план курса План лекционных занятий
- •План лабораторных работ
- •План практических занятий
- •Вопросы, вынесенные на самостоятельную подготовку.
- •Вопросы к зачету
- •Основная и дополнительная литература
- •Лабораторные работы
- •Механика Лабораторная работа №1 «Изучение колебаний математического маятника»
- •I. Цель работы
- •II. Теоретическая часть
- •III. Порядок проведения экспериментальных измерений.
- •IV. Обработка результатов измерений в программе Microsoft Excel.
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 «Изучение колебаний физического маятника»
- •Цель работы
- •Теоретическая часть
- •Порядок проведения экспериментальных измерений
- •Обработка результатов измерений в программе Microsoft Excel
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 «Изучение колебаний пружинного маятника»
- •Цель работы:
- •Теоретическая часть
- •Порядок проведения измерений
- •Обработка результатов измерений в программе Microsoft Excel
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 «Определение моментов инерции тел методом крутильных колебаний»
- •Цель работы:
- •Теоретическая часть.
- •Порядок проведения экспериментальных измерений
- •Обработка результатов измерений в программе Microsoft Excel
- •Контрольные вопросы:
- •Электричество и магнетизм. Лабораторная работа № 5 Экспериментальная проверка закона Ома и определение сопротивления проводника заданной длины в цепи постоянного тока
- •I. Цель лабораторной работы
- •II. Теоретическая часть
- •III. Порядок проведения эксперимента.
- •IV. Обработка результатов измерений в программе Microsoft Excel
- •Результаты замеров тока и напряжения в исследуемом проводнике
- •Результаты замеров тока и напряжения
- •Результаты замеров тока и напряжения в исследуемом проводнике
- •Окончательный вид таблицы №1
- •Окончательный вид таблицы №2
- •V. Определение зависимости сопротивления проводника заданной длины в цепи постоянного тока
- •Лабораторная работа № 6 Экспериментальное определение ёмкости конденсатора
- •I. Цель лабораторной работы
- •II. Теоретическая часть
- •Переключатель
- •Замеряемых параметров
- •III. Порядок проведения эксперимента.
- •IV. Обработка результатов измерений
- •Результаты замеров тока и времени при разрядке конденсатора
- •Результаты обработки экспериментальных данных исследуемого конденсатора
- •Зависимость выражения от времени t
- •Лабораторная работа № 7 Явление электромагнитной индукции. Исследование магнитного поля соленоида
- •I. Цель лабораторной работы
- •II. Теоретическая часть
- •III. Порядок проведения экспериментальных измерений.
- •Внешние витки; 2- соленоид; 3- внутренние витки; 4- генератор сигналов; 5- осциллограф; 6- коммутатор витков; b- магнитный поток.
- •IV. Обработка результатов измерений в программе Microsoft Excel
- •Результаты экспериментальных измерений
- •Результаты замеров частоты сигнала и напряжения эдс во внутреннем витке
- •Результаты замеров частоты сигнала и напряжения эдс во внутреннем витке
- •Окончательный вид таблицы №3
- •Окончательный вид таблицы №4
- •Результаты замеров напряжения эдс на внутренних витках
- •Окончательный вид таблицы №7
- •Окончательный вид таблицы №9
- •Лабораторная работа № 8 Экспериментальное определение удельного сопротивления проводника в цепи постоянного тока
- •I. Цель лабораторной работы
- •II. Теоретическая часть
- •Основные характеристики проводниковых материалов
- •III. Порядок проведения эксперимента.
- •Результаты замеров диаметра исследуемого проводника
- •Результаты замеров тока и перепада напряжения в исследуемом проводнике
- •IV. Обработка результатов измерений
- •Результаты замеров диаметра исследуемого проводника
- •Результаты обработки замеров диаметра исследуемого проводника
- •Результаты замеров тока и напряжения в исследуемом проводнике
- •Результаты замеров тока и напряжения в исследуемом проводнике
- •Результаты вычисления удельного сопротивления исследуемого проводника длиной 800 мм
- •Результаты замеров диаметра исследуемого проводника
- •Обработка результатов замеров диаметра исследуемого проводника
- •Результаты замеров тока и напряжения в исследуемом проводнике
- •Результаты вычисления удельного сопротивления исследуемого проводника длиной 400 мм
- •VI.4. Определение материала, из которого изготовлен исследуемый проводник
- •Оптика Лабораторная работа № 9 Изучение дифракции света на щели
- •I. Цель работы
- •II. Теоретическая часть
- •III. Порядок проведения эксперимента.
- •IV. Обработка результатов измерений
- •Результаты замеров и l, занесённые в Excel
- •Лабораторная работа № 10 Измерение длины волны света с помощью дифракционной решетки
- •I. Цель работы
- •II. Теоретическая часть
- •III. Порядок проведения эксперимента.
- •IV. Обработка результатов измерений
- •Результаты замеров и l, занесённые в Excel
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 11 Изучение явления поляризации
- •Цель работы:
- •Теоретическая часть
- •Порядок проведения измерений
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 12 Изучение естественного вращения плоскости поляризации
- •Цель работы
- •Теоретическая часть
- •Описание установки
- •Перед проведением измерений комплекс лко-5 требует настройки.
- •Порядок проведения эксперимента Определение угла поворота плоскости поляризации
- •Обработка результатов измерений
- •Заключение.
- •Контрольные вопросы
- •Рекомендуемая литература.
- •Методические указания к решению задач.
- •Механика;
- •Молекулярная физика и термодинамика;
- •Электричество и магнетизм;
- •Механические и электромагнитные колебания и волны;
- •Волновая и квантовая оптика;
- •Квантовая физика, физика атома;
- •Домашние задания.
- •Механика;
- •Молекулярная физика и термодинамика;
- •Механические и электромагнитные колебания и волны;
- •Электричество и магнетизм;
- •Волновая и квантовая оптика;
- •Элементы ядерной физики и физики элементарных частиц
Результаты замеров напряжения эдс на внутренних витках
Чувствительность канала осциллографа: 0,02 вольт/мм |
||
Диаметр витка, мм |
Частота сигнала генератора f, Герц |
Амплитуда ЭДС, мм |
20 |
600 |
1,5 |
30 |
600 |
2,5 |
40 |
600 |
3,5 |
50 |
600 |
5,5 |
Результаты обработки экспериментальных данных в Excel приведены в таблице №8. Методика обработки изложена выше.
В столбце С этой таблицы представлены экспериментальные данные; в столбце D – расчётные в виде квадратичной зависимости; в столбце Е – разность между экспериментальными и расчётными данными по ЭДС; а в столбце F – модуль и максимальное значение разности.
Таблица №8
Окончательный вид таблицы №7
По данным, приведённым в таблице №8, строится диаграмма зависимости ЭДС от размера витка, рис.20.
Рис.20 Графическое изображение результатов табл. №8.
Из таблицы №8 и рис.20 вытекает, что зависимость величины ЭДС от радиуса r внутреннего витка, по которому течёт индуцированный ток, описывается квадратичным выражением: ЭДС=0,000185∙r2 что согласуется с выражением (3). При этом максимальная разность между экспериментальными и теоретическими данными составляет |ΔЭДС|=0.0056 Вольт.
Для выполнения части эксперимента, относящейся к определению зависимости ЭДС индукции от диаметра внешнего витка, необходимо установить фиксированную величину частоты сигнала. Затем с помощью коммутатора подключить поочерёдно к системе один из внешних витков d5, d6, d7, d8 и замерить по осциллографу величину ЭДС.
Предположим, что в результате эксперимента таблица №9, заполнена для исследуемых витков следующими данными.
Таблица №9
Результаты замеров напряжения ЭДС на внутренних витках
Чувствительность канала осциллографа: 0,02 вольт/мм |
||
Диаметр витка, мм |
Частота сигнала генератора f, Герц |
Амплитуда ЭДС, мм |
120 |
600 |
10 |
140 |
600 |
10 |
160 |
600 |
10 |
180 |
600 |
10 |
Результаты обработки экспериментальных данных в Excel приведены в таблице №10. Методика обработки изложена выше.
Таблица №10
Окончательный вид таблицы №9
Рис.21 Графическое изображение результатов табл. №10, обработанных в Excel
Из таблицы №10 и рис.21 вытекает, что не наблюдается изменения величины ЭДС от диаметра d внешнего витка, по которому течёт индуцированный ток.
Контрольные вопросы
1. Что такое густота магнитных линий?
2. Что такое поток вектора через поверхность (геометрическая интерпретация)?
3. Что такое циркуляция вектора по контуру?
4. Как проверить однородность поля в любой момент времени внутри соленоида?
5. Почему поток вектора В вне соленоида не зависит от площади внешнего витка?
Лабораторная работа № 8 Экспериментальное определение удельного сопротивления проводника в цепи постоянного тока
I. Цель лабораторной работы
Выполнение лабораторной работы преследует следующие цели:
а) Экспериментальное определение величины удельного сопротивления ρ исследуемого проводника.
б) Обработка полученных результатов измерений на компьютере а также построение графических зависимостей с помощью электронных таблиц Excel.
в) Определение материала из которого изготовлен исследуемый проводник.
г) Формулировка выводов по полученным результатам.