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
где А – работа электрического тока;
Р – электрическая мощность нагревательного прибора;
t – промежуток времени, в течение которого нагревается вода.
12. Вычисляем количество теплоты по формуле
где с – удельная теплоѐмкость воды,
t2 = 100 °C – температура кипения воды,
t1 – начальная температура воды
13. Рассчитываем коэффициент полезного действия нагревательного элемента электрического чайника по формуле
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, 0 С | Конечная температура воды t2, 0 С | Время нагревания воды t, с | Работа электрического тока А, Дж | Количество теплоты Q, Дж | КПД чайника ŋ, % |
Расчеты:
В паспорте электрического утюга написано: «220 В; 600 Вт». Какое количество теплоты выделится в утюге за 2 часа работы при напряжении 220 В?
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.
| № опыта | Прямой ток | Обратный ток | |
| Ток диода I , А | Напряжение диода U, В | Ток диода I , А | Напряжение диода U , В |
График:
 |
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
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.
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
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 6 0 .
Период колебаний математического маятника прямо пропорционален корню квадратному из длины нити и обратно пропорционален корню квадратному из ускорения свободного падения
Дата добавления: 2016-11-02 ; просмотров: 5941 | Нарушение авторских прав
Разделы: Физика
- вычислить значение коэффициента полезного действия электрического нагревательного прибора при различной нагрузке (мощности),
- исследовать зависимость коэффициента полезного действия от мощности электрического нагревательного прибора (электрического чайника типа TEFAL).
Методические цели урока:
Приборы и материалы.
Порядок выполнения работы.
4. Получить разрешение преподавателя на проведение опытов.
Основной этап. Опыт № 1.
- Используя измерительный цилиндр, налить в чайник 0,5 литра воды (0,5 кг воды).
- Одновременно включить установку в электрическую сеть и запустить секундомер.
- С помощью автотрансформатора и ваттметра установить мощность 500 ватт.
- Через промежуток времени, равный 100 секундам, выключить установку (вынуть вилку из розетки).
- Измерить температуру воды в чайнике.
- Вылить воду из чайника в раковину.
- Результаты опыта заносим в таблицу и вычисляем коэффициент полезного действия, используя формулу
, или 
, где 
4
Выполняя пункты (1 – 7), проделываем опыты № 2 (мощность 1000 Вт),
№ 3 (мощность 1500 Вт ), № 4 (мощность 2000 Вт),
Вывод: чем больше мощность чайника, тем больше коэффициент полезного действия.
Учитель рекомендует ученикам рассказать родителям о результатах своих исследований и попросить родителей приобрести для кухни современный чайник большой мощности (2200 ватт) в целях: 1) быстрого приготовления чая (кипятка), 2) экономии электрической энергии.
Примечание. Лабораторная работа физпрактикума в 10 классе рассчитана на два академических часа, проводится группой учеников в составе (2-4) человек под руководством учителя. Кабинет физики должен иметь евророзетки, подключенные к трехпроводной электрической сети. Ученики обязаны строго соблюдать правила техники безопасности: только при отключенном чайнике (вилка вынута из розетки) разрешается наливать воду в чайник, измерять температуру воды, выливать воду из чайника, запрещается прикасаться к чайнику в то время, когда он включен в электрическую сеть.
Идёт приём заявок
Подать заявку 
Для учеников 1-11 классов и дошкольников
«Определение коэффициента полезного действия электрического чайника».
Цель: целенаправленное обучение поисковой деятельности, актуализация личностного смысла обучающихся к изучению темы, создание условий для развития навыков общения и совместной деятельности.
Образовательная: экспериментальная работа по определению КПД электроприборов на примере электрочайника, формирование умения устанавливать связь между элементами содержания ранее изученного материала и нового.
Развивающая: развитие навыков мыслительных операций, совершенствование умений формулировать личностно – значимые цели, способствовать развитию исследовательских и творческих навыков.
Воспитательная: совершенствование умений работать в паре, формировать способность к самоанализу.
Тип урока : урок – практикум (2 часа)
Оборудование : Электрический чайник, термометр, часы с секундной стрелкой.
Инструктаж по технике безопасности при работе с электроизмерительными приборами.
Вычислить совершѐнную электрическим током работу
Вычислить количество теплоты, полученное водой и равное полезной работе,
определить на опыте КПД электроприборов на примере электрочайника ;
Выполнение работы, согласно методическим рекомендациям.
1. Рассмотрите электрочайник. По паспортным данным определите электрическую мощность электроприбора P.
2. Налейте в чайник воду объѐмом V, равным 1 л (1 кг)
3. Измерьте с помощью термометра начальную температуру воды t 1 .
4. Включите чайник в электрическую сеть и нагревайте воду до кипения.
5. Определите по таблице температуру кипения воды t 2 .
6. Заметьте по часам промежуток времени, в течение которого нагревалась вода Δŧ
Все измерения выполняйте в СИ.
7. Используя данные измерений, вычислите:
а) совершѐнную электрическим током работу, зная мощность чайника P и время нагревания воды Δt, по формуле A эл.тока = P∙Δt
б) количество теплоты, полученное водой и равное полезной работе, Q нагр. = cm(t 2 — t 1 )
8. Рассчитайте коэффициент полезного действия электрочайника по формуле
9. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу
Как рассчитать количество теплоты, выделяющегося в проводнике при протекании по нему тока, зная сопротивление этого проводника?
Почему спираль электрочайника изготавливают из проводника большой площади сечения? Дайте развѐрнутый ответ.
Приведите примеры других электроприборов, в которых нагревательным элементом является спираль. Чем эти приборы отличаются друг от друга?
Сварщик Почему при электросварке большее количества тепла выделяется именно в месте соединения сварных кусков? (при пропускании тока большой силы через соприкасающиеся на небольшой плоскости металлические детали в месте контакта этих деталей оказывается максимальное сопротивление проходящему току и, следовательно, выделяется максимальное количество тепла).
Автомеханик Почему маломощные приборы невыгодны? Почему при пользовании такими приборами неизбежен перерасход энергии? ( Вследствие увеличения времени нагревания воды увеличиваются потери путем конвекции, теплопроводности, излучения )
5. Домашнее задание: подготовить отчёт, повторить закон Джоуля — Ленца.
Отчёт о выполнении лабораторной работы
«Определение коэффициента полезного действия электрического чайника».
Цель работы: научиться экспериментально определять КПД электроприборов на примере электрочайника.
Оборудование : Электрический чайник, термометр, часы с секундной стрелкой.
1. Рассмотрел электрочайник. По паспортным данным определил электрическую мощность электроприбора P.
2. Налил в чайник воду объѐмом V, равным 1 л (1 кг)
3. Измерил с помощью термометра начальную температуру воды t 1 .
4. Включил чайник в электрическую сеть и нагрел воду до кипения.
5. Определил по таблице температуру кипения воды t 2 .
6. Заметил по часам промежуток времени, в течение которого нагревалась вода Δŧ
7. Используя данные измерений, вычислил:
а) совершѐнную электрическим током работу, зная мощность чайника P и время нагревания воды Δt, по формуле A эл.тока = P∙Δt
б) количество теплоты, полученное водой и равное полезной работе, Q нагр. = cm(t 2 — t 1 )
8. Рассчил коэффициент полезного действия электрочайника по формуле
9. Результаты измерений и вычислений занес в таблицу