Эта работа является логичным и необходимым дополнением двух предыдущих работ №7 и №8. Главная идея здесь - одновременное применение принципов деления токов и деления напряжений. Какие-то соединения, какие-то законы... концы которых, как правило, тонут в пучине изучаемого материала. В отличие от стандартного изложения идея деления токов и напряжений является весьма продуктивной. Она легко позволяет научиться читать самые сложные схемы любых электронных устройств, поскольку в них ничего нет кроме последовательных и параллельных соединений, кроме деления напряжений или деления токов. Ну, еще, может быть, идея обратной связи. И все. Идея деления вручает тем нашим ученикам, которые пойдут в радиоэлектронные ВУзы, верное средство легкого усвоения материала, ничего при этом не отнимая у других.
Вообще соединение воедино противоположностей - наш любимый прием. Такое смешение дается непросто ученику. Как правило, за этим следует каша. Способность различать, пожалуй, один из самых необходимых навыков современного человека, и мы не устаем тренировать его в разных ситуациях. Эта работа один из таких примеров. Форма записи результатов в работе абсолютно точно повторяет форму записи данных при решении задач на соединение проводников. Такая преемственность помогает ученику быстрее сориентироваться в непростом материале.
Л/р № 9. Изучение смешанного соединения проводников.
Цель работы: Изучить законы смешанного соединения проводников.
Оборудование: Источник тока, набор резисторов, амперметр, вольтметр, ключ, соединительные провода.
Вводная часть: Цепь постоянного тока описывается тремя величинами: силой тока I, напряжением U, сопротивлением R. Между собой они связаны законом Ома: I = U/R. А как быть, если цепь включает в себя несколько проводников? Оказывается, это зависит от того, как эти проводники соединены между собой. В этой работе мы потренируемся в расчете смешанного соединения проводников (и последовательного, и параллельного в одной цепи); посмотрим, как сила тока I, напряжение U, сопротивление R каждого из участков соотносится с общими для всей цепи параметрами.
Ход работы:
Много лучше ход работы разработать самим. В крайнем случае, смотритеподсказку.
1. Соберите электрическую цепь по одной из схем по выбору учителя (см. выше). Ключ перед началом работы должен быть разомкнут.
2. Начертите в отчетном листе таблицу для записи результатов (мы даем таблицу для первой схемы; для других случаев таблицу ученики конструируют сами в зависимости от выбранной схемы соединения проводников):
параллельно
последовательно
№ п/п
2
3
23
1
0
I, (А)
U, (В)
R, (Ом)
3. Измеряем напряжения. Включите цепь. Измерьте, прикасаясь проводами вольтметра к клеммам резисторов справа и слева, напряжение на каждом из резисторов, а также на концах групп резисторов и общее напряжение. Выключите цепь. Запишите данные в соответствующие ячейки таблицы данные о напряжениях на отдельных участках и на всей цепи.
4. Измеряем силу тока. Включите цепь, снимите показания амперметра для всей цепи. Выключите цепь. Запишите силу тока I0 в таблицу.
Измерьте силу тока, протекающую через каждый из резисторов, а также через группы резисторов. Выключите цепь, запишите данные в таблицу.
5. По данным силы тока и напряжения подсчитайте значения сопротивлений для каждого из участков.
6. Сделайте вывод о взаимосвязи каждой из трех величин в таблице (сила тока I, напряжение U, сопротивление R ) на соответствующих участках: выполняются ли законы на участках параллельного и последовательного соединений при смешанном соединении проводников? Подтвердите свой вывод своими измерениями.
Ответьте на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы:
1. Какая схема подойдет для того, чтобы в резисторе получить половину тока и половину напряжения источника тока? Докажите формулами, что ваша схема верна.
2. Какая схема подойдет для того, чтобы на резисторе получить десятую часть мощности от потребляемой всей цепью? Докажите формулами, что ваша схема верна.