Тема: «Определение КПД электрического чайника»

Цель работы:научиться определять КПД электрического чайника

Оборудование:электрический чайник, источник электрического тока (розетка квартирной электропроводки), водопроводная вода, термометр, часы с секундной стрелкой (секундомер), таблица (справочник по физике), калькулятор.

Порядок выполнения работы:

Электрический чайник отключен от электрической сети. Берем в руки пустой чайник, переворачиваем его, изучаем паспорт чайника, записываем значение мощности нагревательного элемента.

1. Открываем крышку чайника, наливаем в него воду из крана объемом 1 литр (1 килограмм).

2. Термометр помещаем в чайник с водой.

3. Измеряем температуру воды в чайнике

4. Вынимаем термометр из воды

5. Плотно закрываем крышку чайника.

6. Ставим чайник на платформу.

7. Включаем чайник и засекаем время по часам. Вода в чайнике нагревается. Следим за показаниями часов.

8. Отмечаем момент автоматического отключения чайника (момент закипания воды).

9. Вычисляем промежуток времени, в течение которого нагревалась вода от начальной температуры до кипения

10. Осторожно снимаем с платформы чайник с горячей водой. Выливаем воду из чайника в раковину.

11. Рассчитываем работу электрического тока по формуле

А = Р t ,

где А – работа электрического тока;

Р – электрическая мощность нагревательного прибора;

t – промежуток времени, в течение которого нагревается вода.

12. Вычисляем количество теплоты по формуле

Q = cm (t₂ - t₁),

где с – удельная теплоѐмкость воды,

m – масса воды,

t₂ = 100 °C – температура кипения воды,

t₁ – начальная температура воды

13. Рассчитываем коэффициент полезного действия нагревательного элемента электрического чайника по формуле

ŋ = Q/A

14. Результаты опытов и вычислений записываем в таблицу.

15. Сделать вывод

Результаты измерений:

Удельная теплоемкость воды с, Дж/кг·К	Мощность чайника P, Вт	Масса воды m, кг	Начальная температура воды t1, 0С	Конечная температура воды t2, 0С	Время нагревания воды t, с	Работа электрического тока А, Дж	Количество теплоты Q, Дж	КПД чайника ŋ, %

Расчеты:

А = Р t

А =

Q = cm (t₂ - t₁)

Q =

ŋ = Q/A

ŋ =

Вывод:______________________________________________________________________

Дополнительные задания

Вариант 1.

В паспорте электрического утюга написано: «220 В; 600 Вт». Какое количество теплоты выделится в утюге за 2 часа работы при напряжении 220 В?

Вариант 2.

Определить сопротивление электропаяльника мощностью 300 Вт, включенного в сеть напряжением 220 В.

Лабораторная работа №12

Тема: «Изучение электрических свойств полупроводников»

Цель работы:исследовать проводимость полупроводников, по данным опытов построить вольтамперную характеристику диода.

Оборудование: источник электроэнергии, миллиамперметр, микроамперметр, диод, резисторы, вольтметр, ключ.

Теория:

полупроводники характеризуются отличной от проводников проводимостью: собственной, дырочной (р – типа) и электронной (п – типа). Если два проводника с проводимостью разного рода привести в контакт, то на месте контакта образуется запирающий слой, который хорошо проводит ток в одном направлении и практически не проводит тока в другом. Это свойство используется в полупроводниковой технике.

Порядок выполнения работы:

1. Составить цепь по схеме. Диод включить в пропускном направлении.

2. Замкнуть цепь. Подобрать движение движка потенциометра так, чтобы вольтметр показал самое малое напряжение. Перемещая

Движок потенциометра, снять не менее пяти значений напряжения и силы тока. Результаты измерений записать в таблицу.

3. Диод включить в обратном направлении (запорном). Заменить миллиамперметр на микроамперметр. Цепь замкнуть и снять два показания вольтметра и микроамперметра.

4. По результатам измерений построить график зависимости силы тока от напряжения, откладывая по оси абсцисс – напряжение, а по оси координат – силу тока.

Результаты измерений:

№ опыта	Прямой ток	Обратный ток
Ток диода I , А	Напряжение диода U, В	Ток диода I , А	Напряжение диода U , В

График:

Вывод:__________________________________________________________________________________

Ответы на вопросы:

1. В чем различие проводимости проводников и полупроводников?

________________________

2.Что показывает вольтамперная характеристика диода? _______________________________________________________________________________

3. Какой проводник называется проводником n-типа, а какой проводником p-типа?

________________________

Дополнительные задания

Вариант 1.

1. На рис. изображена вольт-амперная характеристика полупроводникового диода. Определить, чему равно внутреннее сопротивление диода

а) в пропускном направлении при U = 0,3 B,

б) в запирающем направлении при U = - 400 B.

Вариант 2.

1. На рис. изображена вольт-амперная характеристика полупроводникового диода. Определить, чему равно внутреннее сопротивление диода

а) в пропускном направлении при I = 20 мА,

б) в запирающем направлении при U = - 200 B.

Решение задач:

Домашнее задание:

1. По данным рисунка определить 2 А

сопротивление резистора.

40 В

Лабораторная работа №13

Тема: «Изучение законов колебания математического маятника»

Цель работы: вычислить ускорение свободного падения из формулы для периода колебаний математического маятника.

Оборудование:часы с секундной стрелкой, измерительная лента, шарик с отверстием, нить, штатив с муфтой и кольцом.

Теория:

Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити. Моделью такого маятника может служить шарик, подвешенный на длинной нити.

Период колебаний на зависит от массы маятника и амплитуды его колебаний, если угол размаха не превышает 6⁰.

Период колебаний математического маятника прямо пропорционален корню квадратному из длины нити и обратно пропорционален корню квадратному из ускорения свободного падения