Тема: Определение коэффициента полезного действия электрического нагревателя.
Время выполнения – 2час
Цель работы: Научиться практически определять тепловую отдачу электрического
нагревателя любого типа.
Оборудование: Электрический нагреватель, сосуд для кипячения воды, вода, термометр, секундомер (часы), справочник по физике.
Теоретическая часть
Коэффициент полезного действия нагревателя связан соотношением:
(1),
где Qп – количество теплоты, которое пошло на нагревание жидкости (полезная теплота) и определяется по формуле
или 
(2),
где с – удельная теплоемкость жидкости,
m – масса жидкости, которую кипятят,
T1 – начальная температура жидкости,
T2 – конечная температура жидкости,
Q3– количество теплоты, которую выделяет нагреватель (затраченная теплота) и определяется по формуле:
P= Q3:t ,
где P – мощность электрического нагревателя,
t – интервал времени, за который закипела жидкость.
Уравнение (2) и (3) подставим в (1), получим:
Массу жидкости выразим через формулу:
m = V
или 
(4),
где плотность жидкости, V– объем жидкости, налитой для кипячения.
Выполнение работы
1. Рассмотреть электрочайник. По паспортным данным определить электрическую мощность электроприбора P.
2. Налить в чайник воду объемом V, равным 1 л или 1,5 л.
3. Измерить с помощью термометра начальную температуру воды t1.
4. Включить чайник в электрическую сеть и нагревать воду до кипения t2.
5. Заметить по часам промежуток времени, в течение которого нагревалась вода t.
6.Рассчитайте коэффициент полезного действия электрочайника по формуле (4).
7.Результаты измерений и вычислений занести в таблицу:
| Определить | Вычислить | |||||
| C воды | r воды | V воды | T1 | T2 | t | К.П.Д. % |
Обращаясь с электрическим нагревателем
И горячей водой
БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ!
5. Определить начальную температуру воды. Результат занести в
таблицу.
6. Включить нагреватель одновременно с секундомером (часами).
7. Остановить секундомер (часы) в момент бурного кипения воды.
Время, за которое закипела вода, занести в таблицу.
8. Вычислить К.П.Д. электрического нагревателя и результат занести в
таблицу.
9. Рассчитать абсолютную и относительную погрешность измерения,
используя метод границ.
10. Учитывая потери энергии сформулировать вывод.
Вывод____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Контрольные вопросы:
1.Как рассчитать количество теплоты, выделяющегося в проводнике при протекании по нему тока, зная сопротивление этого проводника?
2. Почему спираль электрочайника изготавливают из проводника большой площади сечения?
3.Приведите примеры других электроприборов, в которых нагревательным элементом является спираль. Чем эти приборы отличаются друг от друга?
4.Увеличится или уменьшится К.П.Д. электрического чайника, если на его стенках появилась накипь (отложение солей)?
5. Зависит ли КПД электрического чайника от того открыт он или закрыт?
Лабораторная работа №14
Тема: Наблюдение действия магнитного поля на ток
Время выполнения – 2 час
Цель работы: Убедиться в том, что однородное магнитное поле оказывает на соленоид с током ориентирующее действие. Определить направление тока в соленоиде.
Оборудование: соленоид, штатив, источник постоянного тока, соединительные провода, магнит полосовой.
Теоретическая часть
В 1831 г. Майк Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, которое впоследствии легло в основу устройства генераторов всех электростанций мира, превращающих механическую энергию в энергию электрического тока.
Явление электромагнитной индукции - это явление возникновения электрического тока в проводящем контуре, при изменении числа линий магнитного поля, пронизывающего его. Ток, который наводится магнитным полем в проводящем контуре, называется индукционным. Чем быстрее меняется число линий магнитной индукции, тем больше возникает индукционный ток.
Выполнение работы
1.Соберите установку
2.Поднесите магнит к соленоиду под различными углами. Запишите результаты наблюдений
3.Поменяйте полюса магнита и повторите опыт. Запишите результаты наблюдений
4.Запишите правило правой руки
5.Покажите направление линии магнитной индукции
 |  |
6.Пользуясь собранной установкой, нарисуйте вектор магнитной индукции магнита и соленоида, определите направление тока в соленоиде. ( Стрелкой указано в каком направлении будет двигаться катушка.
7.Определите направление тока в соленоиде. Для этого :
1. Определите притягивается соленоид к магниту или отталкивается.
2. Запишите каким полюсом повернут к магниту солениид (если рассматривать его как магнит)
|
3.Вспомните из какого полюса магнита магнитные линии выходят и в какой входят. Изобразите это на рисунке.
4.Пользуясь правилом правой руки для соленоида. Определите направления тока в соленоиде. И укажите + -
|
|
Катушка и магнит притягивается. Катушка и магнит отталкиваются.
Катушка и магнит притягивается. Катушка и магнит отталкиваются.
Вывод: _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Лабораторная работа №15
Тема: Изучение явления электромагнитной индукции.
Время выполнения – 2 часа
Цель работы: Изучить явление электромагнитной индукции, исследуя индукционные токи от магнитов и проводников с токами.
Оборудование: Проволочная катушка (моток) – 2 шт., полосовой магнит – 2 шт., стальной
стержень, гальванометр (микроамперметр), источник постоянного тока,1,5-6 В,
ключ, соединительные провода.
Указания к работе
Исследовать условия, при которых наблюдается явление
электромагнитной индукции.
Электромагнитная индукция – физическое явление, заключающееся в
возникновении электрического тока в замкнутом контуре при изменении потока
магнитной индукции проходящего через поверхность, ограниченную этим
контуром.
Опыт 1
Две катушки расположить одну над другой так, чтобы их оси лежали на одной
прямой.
Катушку А соединить через ключ с источником постоянного тока, а катушку
В – с гальванометром.
Понаблюдать за гальванометром в момент:
а) включения тока в катушке А;
б) при неизменном токе в катушке А;
в) выключения тока в катушке А.
Свои наблюдения описать. Вставить в катушки А и В стальной стержень и повторить первый опыт.
Наблюдения записать.
Опыт 2
Установить постоянный ток в катушке А (замкнуть ключ). Теперь удалять и
приближать ее к катушке В. Наблюдения записать.
Опыт 3
Повторить опыт три, увеличив скорость движения катушки А. Записать
наблюдаемый эффект.
Опыт 4
Вместо катушки А взять магнит и пронаблюдать моменты:
а)магнит движется относительно неподвижной катушки В;
б) движется катушка В относительно неподвижного магнита;
в) магнит неподвижен относительно катушки;
г) магнит движется относительно разомкнутого контура В.
Сформулировать вывод из наблюдаемого.
2. Исследовать условия, при которых устанавливается зависимость
направления индукционного тока в контуре.
Опыт 5
Наблюдения:
а) магнит, южным полюсом, ввести во внутрь катушки;
б) вывести магнит из катушки;
в) магнит, северным полюсом, ввести во внутрь катушки В и вывести.
Вывод:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Контрольные вопросы
1. Используя второй магнит, докажите, что величина индуктивного тока
зависит от модуля вектора магнитной индукции.
2. Будет ли возникать индукционный ток в контуре В, если его
подвергнуть деформации
Лабораторная работа № 16
Тема: Исследование зависимости периода колебаний нитяного маятника от массы груза, амплитуды колебаний, длины нити и ускорения свободного падения.
Время выполнения – 2 часа
Цель работы: : Исследовать зависимость периода колебаний нитяного маятника от массы груза, амплитуды колебаний, длины нити и ускорения свободного падения.