- •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
Основные характеристики проводниковых материалов
Материал |
Удельное электрическое сопротивление ρ, Ом∙ мм2/м |
Среднее значение температурного коэффициента α (0 – 100 ОС) |
Алюминий |
0,026 – 0,029 |
0,0040 – 0,0043 |
Бронза |
0,021 – 0,052 |
0,004 |
Вольфрам |
0,053 – 0,055 |
0,004 – 0,005 |
Железо |
0,098 |
0,006 |
Константан |
0,44 – 0,52 |
0,00005 |
Латунь |
0,03 – 0,08 |
0,002 |
Манганин |
0,42 – 0,50 |
0,00003 – 0, 00004 |
Медь |
0,0172 – 0,0182 |
0,004 |
Нихром |
1,0 – 1,2 |
0,00013 |
Фехраль |
1,0 – 1,2 |
0,0005 |
Хромаль |
1,3 |
0,00004 |
Для проведения лабораторной работы предстоит собрать электрическую цепь, представленную на рис. 5.
Электрическая цепь в смонтированном виде представлена на рис.6.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 6 Электрическая цепь в смонтированном виде
На рис.6 провода красного цвета обозначают элементы соединений последовательной цепи, а чёрного- параллельной цепи.
Для монтажа цепи и проведения лабораторных исследований используются следующие приборы и устройства:
-
Источник постоянного тока, имеющий следующие основные технические характеристики:
Тип прибора |
Uвых, В |
Iнагр, А |
Дискретность установки |
|
напряжения, мВ |
Тока, мА |
|||
Б5-47 |
0,1 – 29,9 |
0,01 – 2,99 |
100 |
10 |
Величина выходного напряжения и тока нагрузки меняется дискретно (т. е. ступенчато) вращением переключателей на лицевой панели прибора, см. рис.7).
Регулятор напряжения
|
Регулятор тока |
Выходной сигнал постоянного тока Переключатель входного питания
|
Рис.7 Внешний вид источника постоянного тока
-
Мультиметр М 840D (или М 840F)- комбинированный прибор, позволяющий (в зависимости от положения переключателя) измерять величину напряжения, тока в цепи а также сопротивление проводника (рис.8).
Основные технические характеристики мультиметра:
Измеряемый параметр |
Дискретность диапазона |
= U(напряжение) |
0,2 В / 2 В / 20 В / 1000 В |
= I(ток) |
2 мА / 20 мА / 200 мА / 20 А |
= R(сопротивление) |
0,2кОм / 2кОм / 20кОм / 200кОм / 2МОм / 20МОм |
Переключатель замеряемых параметров |
Табло замеряемых параметров Клеммы для замеряемых параметров U,I,R |
|
Рис.8 Внешний вид мультиметра
-
Микрометр типа МК с диапазоном измерений 0- 25 мм.
Микрометры гладкие типа МК (рис.9) предназначены для измерения наружных размеров изделий.
Рис. 9. Микрометр
Основные узлы микрометра (рис. 9): скоба 1, пятки 2, 3 и микрометрическая головка 4 – отсчетное устройство, основанное на применении винтовой пары, которая преобразует вращательное движение микровинта в поступательное движение измерительной пятки.
Перед измерением микрометры устанавливают в исходное (нулевое) положение. При измерении исследуемый проводник помещают между пяткой и микрометром и вращают трещотку до тех пор, пока она не станет проворачиваться. Ближайший штрих к краю барабана определяет число делений шкалы, заключающееся в измеряемом размере. К отсчету по основной шкале прибавляют отсчет по круговой шкале, равный произведению цены деления с = 0,01 мм на номер деления, который находится напротив продольного штриха на стебле.
-
Отрезок исследуемого проводника длиной 850 мм.
-
Набор монтажных проводов.
-
Мерная линейка с миллиметровыми делениями, 850 мм.
На рисунке 10 представлена монтажная схема лабораторной установки с обозначением всех входящих в неё элементов.
Рис. 10 Монтажная схема электрической цепи
1 - источник постоянного тока; 2 – подвижный контакт (клемма); 3 – мерная линейка; 4 – неподвижный контакт; 5 – мультиметр в режиме амперметра; 6 – исследуемый проводник; 7 - мультиметр в режиме вольтметра; 8 – монтажные проводники; 9 – переключатель режимов работы мультиметра (амперметр – вольтметр – омметр); 10 – переключатель питания (ключ).
Внимание! При монтаже электрической цепи особое внимание необходимо уделить правильности подключения мультиметров. Расположение контактных гнёзд для мультиметра изображены в режиме вольтметра – на рис. 11А а в режиме амперметра- на рис.11Б.
|
|
Рис. 11 Схемы подключения мультиметров
А) – в режиме вольтметра; Б) – в режиме вольтметра