laboratÓrne listy...v menu analýza – fitovat krivku – sila vybereme lineárnu rovnicu. 10....

Kód ITMS projektu: 26110130661 Kvalitou vzdelávania otvárame brány VŠ

„Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ“

,

LABORATÓRNE LISTY

PRE ŽIAKA

Vzdelávacia oblasť: Človek a príroda

Predmet: Fyzika

Ročník, triedy: 3. - 4. ročník 4-ročného gymnázia

7. - 8. ročník osemročného gymnázia

Tematický celok: Sila a jej účinky, Elektrický prúd,

Magnetické pole.

Vypracoval: RNDr. Marián Koreň

Dátum: február 2015

(Téma)

„Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ“ Strana 1 z 23

Obsah

Pracovný list č. 1 - Overenie Ohmovho zákona ....................................................................................... 2

Pracovný list č. 2 - Magnetické pole Zeme .............................................................................................. 4

Pracovný list č. 3 - Magnetické pole cievky ............................................................................................. 6

Pracovný list č. 4 - Skúmanie magnetického poľa ................................................................................... 8

Pracovný list č. 5 - VA charakteristika ................................................................................................... 10

Pracovný list č. 6 - Naklonená rovina .................................................................................................... 12

Pracovný list č. 7 - Meranie kapacity kondenzátora.............................................................................. 14

Pracovný list č. 8 - Vnútorný odpor zdroja ............................................................................................ 16

Pracovný list č. 9 - Elektrický prúd v kvapalinách .................................................................................. 18

Pracovný list č. 10 - Usmerňovač ........................................................................................................... 20

Použité zdroje: ....................................................................................................................................... 22

(Téma)


Pracovný list č. 1 - Overenie Ohmovho zákona

Meno žiaka: Trieda: Školský rok:

1. Praktické cvičenie

Téma: Overenie Ohmovho zákona

Úlohy: Overte platnosť Ohmovho zákona pre rezistor.

S využitím grafu určte elektrický odpor rezistora.

Meranie preveďte pre tri rôzne rezistory.

Materiál a pomôcky:

LabQuest, rezistory, voltmeter DVP-BTA, ampérmeter DCP-BTA, zdroj napätia, potenciometer.

Pracovný postup:

1. Voltmeter DVP-BTA, ampérmeter DCP-BTA, zdroj napätia a zvolený reostat zapojíme do

obvodu podľa schémy na obrázku. Senzory napätia a prúdu pripojíme k LabQuestu.

1. V menu LabQuestu nastavíme senzory a záznam dát v trvaní 60 s, vzorkovaciu frekvenciu

1zápis za sekundu.

2. Zobrazíme graf. Na osi x nastavíme elektrický prúd, na osi y napätie.

3. Senzor prúdu pracuje s napätím max 10V a prúdom 0,6 A. Tieto hodnoty nastavíme na osách

grafu, nesmieme ich pri meraní prekročiť!

4. Začneme merať, stlačíme tlačidlo štart na LabQueste.

5. Potenciometrom nastavujeme napätie v rozsahu 0 až 6 V.

6. Na grafe sa nám zobrazí voltampérová charakteristika. Graf si uložíme a prekreslíme do

vypracovania.

7. Sklon priamky na grafe závisí od odporu rezistora. Z grafu určíme hodnotu odporu rezistora.

8. Meranie opakujeme pre ďalšie dva rezistory.

9. Všetky tri VA charakteristiky zakreslite do jedného grafu.

(Téma)


Vypracovanie:

Graf závislosti prúdu od napätia

Výpočet odporu:

Záver:

............................................................................................................................. ......

...................................................................................................................................

............................................................................................................................. ......

...................................................................................................................................

(Téma)


Pracovný list č. 2 - Magnetické pole Zeme



Téma: Magnetické pole Zeme

Úlohy:

Pomocou senzora magnetického poľa odmerajte vertikálnu a horizontálnu zložku magnetického

poľa Zeme.


LabQuest, senzor magnetického poľa MG-BTA

Pracovný postup:

Magnetické pole Zeme meriame senzorom magnetického poľa MG-BTA. Senzor využíva Hallov

jav, pri ktorom vzniká napätie lineárne závislé od veľkosti magnetickej indukcie.

Meraná je tá zložka magnetickej indukcie, ktorá je kolmá k bielej čiarke vyznačenej na

pohyblivej hlave čidla.

Senzor je dostatočne citlivý, umožňuje merať v dvoch rozsahoch:

-6,4 až +6,4 mT s citlivosťou 0,0002 mT

-0,3 až +0,3 mT s citlivosťou 0,004 mT.

1. Senzor magnetického poľa MG-BTA pripojíme k LabQuestu a nastavíme menší z rozsahov.

2. V menu Senzory LabQuestu nastavíme trvanie 20 s a vzorkovaciu frekvenciu 10 zápisov za

sekundu.

3. Na LabQueste zobrazíme graf.

4. Senzorom otáčame vo vodorovnej rovine. Na grafe pozorujeme maximum v prípade južného

pólu a minimum v prípade severného pólu Zeme. Z nameraných hodnôt získame vodorovnú

zložku magnetickej indukcie Zeme.

5. Meranie opakujeme vo zvislej rovine, kedy senzor otáčame vo východozápadnom smere.

Opäť odčítame maximum a minimum a určíme zvislú zložku magnetickej indukcie Zeme.

(Téma)


Vypracovanie:

Záver:

...................................................................................................................................

............................................................................................................................. ......

............................................................................................................................. ......

...................................................................................................................................

(Téma)


Pracovný list č. 3 - Magnetické pole cievky



Téma: Magnetické pole cievky

Úlohy: Skúmajte závislosť magnetického poľa cievky od

1. elektrického prúdu

2. počtu závitov cievky

3. magnetických vlastností prostredia (jadra cievky)


LabQuest, senzor magnetického poľa MG-BTA, voltmeter DVP-BTA, ampérmeter DCP-

BTA, zdroj napätia, potenciometer, cievky s rôznym počtom závitov, jadro cievky,

spojovacie vodiče,

Pracovný postup:

Na meranie použijeme cievky s rôznym počtom závitov (300, 6000, 1200, 12 000). V

dutine cievky sa vytvára homogénne magnetické pole. Z teórie vyplýva pre veľkosť magnetickej

indukcie magnetického poľa nekonečne dlhej valcovej vo vákuu, na ktorej je husto navinutý

tenký vodič, vzťah

kde o je permeabilita vákua, N počet závitov cievky, l dĺžka cievky a I je elektrický prúd

prechádzajúci závitmi. Podiel N/l určuje hustotu závitov, ktorá vyjadruje počet závitov

pripadajúcich na jeden meter cievky.

1. Obvod zostavíme podľa schémy:

2. Senzory napätia a prúdu pripojíma k LabQuestu.

3. Senzor magnetického poľa MG-BTA zasunieme do dutiny cievky.

4. Na teslametri nastavíme rozsah 6,4 mT a pripojíme ho tiež k LabQuestu.

(Téma)



1zápis za sekundu.

6. Zobrazíme graf závislosti magnetickej indukcie od elektrického prúdu

7. Senzor prúdu pracuje s napätím max 5 V a prúdom0,6 A. Tieto hodnoty nastavíme na osách

grafu, nesmieme ich pri meraní prekročiť!


9. Potenciometrom nastavujeme napätie v rozsahu 0 až 5V.

10. Na grafe sa nám zobrazí závislosť magnetickej indukcie od prúdu. Graf si uložíme a

prekreslíme do vypracovania.

11. Rovnaké meranie urobíme aj pre cievku s jadrom.

12. Ďaľšie merania urobíme pre ďalšie cievky s iným počtom závitov.

13. Na základe grafov vyhodnotíme závislosť magnetického poľa cievky od elektrického prúdu,

počtu závitov cievky a prítomnosti jadra.

Vypracovanie:

Záver:

............................................................................................................................. ......

...................................................................................................................................

............................................................................................................................. ......

...................................................................................................................................

............................................................................................................................. ......

(Téma)


Pracovný list č. 4 - Skúmanie magnetického poľa



Téma: Skúmanie sily magnetického poľa

Úlohy:

Odmerajte graficky zobrazte silu magnetického poľa pozdĺž tyčového magnetu:

a) v smere osi magnetu b) v smere kolmom na os magnetu

Analyzujte namerané dáta a vyvoďte závery z merania sily magnetického poľa.


LabQuest, pravítko, senzor magnetického poľa MG-BTA

Pracovný postup:

1. Na teslametri nastavíme rozsah 6,4 mT a pripojíme ho k

LabQuestu.

2. LabQuest pripojíme k PC a v programe Logger Pro 3

nastavíme zobrazenie grafickej závislosti magnetickej

indukcie od vzdialenosti.

3. V menu Senzory nastavíme záznam dát.

4. Na pracovný stôl umiestnite pravítko a vedľa neho magnet.

5. Senzor magnetického poľa MG-BTA priložíme tesne k magnetu.

6. Veľkosť magnetickej indukcie začneme merať od jeho severného pólu v smere osi magnetu.

7. Kliknutím na tlačidlo spustíme zber dát.

8. Keď sa hodnota indukcie ustáli, zaznamenáme túto hodnotu pomocou LabQuestu pre

hodnotu 0 cm.

9. Senzor presunieme o 1 cm ďalej a celé meranie opakujeme až po vzdialenosť 11 cm.

10. Ukončíme zber dát a zaznamenáme hodnoty magnetickej indukcie do tabuľky.

11. Meranie opakujem v smere kolmom na os magnetu.

12. Rovnaké merania vykonáme aj pre južný magnetický pól.

Vypracovanie

meranie v smere osi magnetu meranie v smere kolmom k osi magnetu

vzdialenosť (cm)

magnetická indukcia

(T)

vzdialenosť (cm)


(T)

vzdialenosť (cm)


(T)

vzdialenosť (cm)


(T)

0 6 0 6

1 7 1 7

2 8 2 8

3 9 3 9

4 10 4 10

5 11 5 11

V závere odpovedzte na otázky:

(Téma)


1. Kde bola najväčšia hodnota magnetickej indukcie?

2. Kde bola najväčšia záporná hodnota magnetickej indukcie?

3. V ktorom mieste magnetu má magnetická indukcia nulovú hodnotu?

4. Prečo sme namerali kladné aj záporné hodnoty magnetickej indukcie?

Záver:

............................................................................................................................. ......

............................................................................................................................. ......

...................................................................................................................................

............................................................................................................................. ......

...................................................................................................................................

(Téma)


Pracovný list č. 5 - VA charakteristika



Téma: VA charakteristika diódy

Úlohy:

1. Odmerajte a graficky zobrazte VA-charakteristiku diódy.

2. Porovnajte namerané priebehy grafov a vyvodíme záver.


LabQuest, voltmeter DVP-BTA, ampérmeter DCP-BTA, dióda, zdroj napätia, potenciometer,

rezistor, vodiče.

Pracovný postup:

1. Zapojíme obvod podľa schémy. Potenciometer nastavíme na najmenšie napätie. Voltmeter a

ampérmeter zapojíme do LabQuestu.

2. Zapneme LabQuest.


1zápis za sekundu.

4. Zobrazíme graf. Na osi x nastavíme napätie (0 - 4V), na osi y elektrický prúd (0 - 30mA).

5. Vynulujeme všetky senzory a dáme zobraziť graf.

6. Zapneme zber dát a postupne počas doby 20s zväčšujeme napätie. Prúd nesmie prekročiť

hodnotu 300 mA. 7. Po skončení merania graf uložíme.

8. Meranie opakujeme pre inú diódu.

(Téma)


Vypracovanie:

Záver:

............................................................................................................................. ......

...................................................................................................................................

............................................................................................................................. ......

...................................................................................................................................

............................................................................................................................. ......

(Téma)


Pracovný list č. 6 - Naklonená rovina



Téma: Naklonená rovina

Úlohy:

Overte platnosť vzťahu - sila pôsobiaca na teleso na naklonenej rovine je priamoúmerná výške

naklonenej roviny a nepriamoúmerná jej dĺžke.


LabQuest, silomer - dvojrozsahový senzor sily DFS-BTA, digitálne váhy, vozíček, naklonená

rovina, dĺžkové meradlo, sada pomôcok pre mechaniku, sada závaží

Pracovný postup:

1. Silomerr DFS-BTA pripojíme do LabQuestu.

2. Odmeriame dĺžku naklonenej roviny a pomocou digitálnych váh určíme hmotnosť vozíka m.

Vypočítáme veľkosť tiažovej sily FG. K silomeru pripojíme vozíček.

3. Zapneme LabQuest a nastavíme v menu Senzory záznam dát.

4. Zvolíme režim Udalosti + Hodnoty, Názov: Výška, Jednotka: cm.

5. Zvolíme zobrazenie grafu. Na osi y zvolíme zobrazenie sily a na osi x výšku naklonenej roviny

(cm).

6. Stlačíme tlačítko štart na LabQueste.

7. Zdvihneme naklonenú rovinu do výšky 10 cm a stlačíme zachovať údaje pre zadanie tejto

hodnoty. Meranie opakujeme pre 20 cm, 30 cm, 40 cm.

8. Ukončíme meřanie. 9. V menu Analýza – Fitovat krivku – Sila vybereme lineárnu rovnicu.

10. Výsledok zakreslite do grafu.

Vypracovanie

(Téma)


Záver:

............................................................................................................................. ......

............................................................................................................................. ......

...................................................................................................................................

............................................................................................................................. ......

...................................................................................................................................

(Téma)


Pracovný list č. 7 - Meranie kapacity kondenzátora



Téma: Meranie kapacity kondenzátora

Úlohy:

Určte kapacitu kondenzátora.


LabQuest, zdroj jednosmerného napätia, kondenzátor, rezistory 10, 20, 50, 100 Ω, voltmeter

DVP-BTA, ampérmeter DCP-BTA, spínač, vodiče

Pracovný postup:

1. Voltmeter DVP-BTA, ampérmeter DCP-BTA, zdroj

napätia a zvolený rezistor zapojíme do obvodu podľa

schémy na obrázku. Senzory napätia a prúdu pripojíme k

LabQuestu.

2. V menuLabQuestu nastavíme senzory a záznam dát v

trvaní 0,3 s, vzorkovaciu frekvenciu10kHz. Trigger

nastavíme tak, aby sa spustilo meranie v prípade, že

napätie na kondenzátore presiahne hodnotu 0,05 V.

3. Senzor prúdu pracuje s napätím max 5 V a prúdom

0,6A. Tieto hodnoty nastavíme na osiach grafu,

nesmieme ich pri meraní prekročiť! Zapneme zber dát a zopneme spínač a následne ho

otvoríme.

4. LabQuest vykreslí grafy závislosti prúdu od času a napätia od času.

5. Pomocou LabQuestu určíme z grafu napätia

maximálne napätie Um, z grafu prúdu určíme celkový

náboj Qm, ktorý pretiekol obvodom (náboj na

kondenzátore)a kapacitu kondenzátora určíme ako

podiel náboja a napätia . Hodnoty zapíšeme

do tabuľky.

6. Meranie opakujeme pre rôzne odpory. Kondenzátor

nezabudneme vybiť zoskratovaním.

Vypracovanie:

R ( ) Um (V) Qm (C) C (µF)

(Téma)


Vypracovanie

Záver:

............................................................................................................................. ......

...................................................................................................................................

............................................................................................................................. ......

...................................................................................................................................

............................................................................................................................. ......

(Téma)


Pracovný list č. 8 - Vnútorný odpor zdroja



Téma: Vnútorný odpor zdroja

Úlohy:

Overte Ohmov zákon pre uzavretý obvod. Určte vnútorný odpor zdroja, elektromotorické napätia a prúd

pri skrate.


LabQuest, batéria 4,5 V, rezistor, potenciometer, voltmeter DVP-BTA, ampérmeter DCP-BTA,

spínač, vodiče

Pracovný postup:

1. Voltmeter DVP-BTA, ampérmeter DCP-BTA, batériu a zvolený reostat zapojíme do obvodu podľa

schémy na obrázku. Senzory napätia a prúdu pripojíme k LabQuestu.

2. V menu LabQuestu nastavíme senzory a záznam dát v trvaní 20 s, vzorkovaciu frekvenciu 20

zápisov za sekundu.

3. Zobrazíme graf - spájať body. Na osi x nastavíme napätie (0 - 6V), na osi y elektrický prúd (0 -

0,6A). Senzory vynulujeme.

4. Začneme merať, stlačíme tlačidlo štart na LabQueste. Zopneme spínač.

5. Potenciometrom postupne zväčšujeme prúd, nesmieme prekročiť 0,6 A. Preto pri napätí 4,5V

použijeme rezistor s odporom 10 .

6. Na grafe sa nám zobrazí záťažová charakteristika zdroja. Graf si uložíme a prekreslíme do

vypracovania.

7. Meranie opakujeme pre rôzne ploché batérie.

8. V menu analýza zvolíme preložiť krivku, vyberieme lineárnu rovnicu a určíme koeficienty lineárnej

funkcie Ue a Ri :

(Téma)


Vypracovanie

Záver:

............................................................................................................................. .

............................................................................................................................. .

.............................................................................................................................

............................................................................................................................. .

..............................................................................................................................

9. 10. 11. 12. 13.

(Téma)


Pracovný list č. 9 - Elektrický prúd v kvapalinách



Téma: Elektrický prúd v kvapalinách

Úlohy:

Overiť ohmov zákon pre elektrolyty.

Určte odpor elektrolytu a rozkladné napätie.


LabQuest, voltmeter DVP-BTA, ampérmeter DCP-BTA, spínač, žiarovka, reostat, vodiče,

nádobu na elektrolyt, elektródy

Pracovný postup:

1. Voltmeter DVP-BTA, ampérmeter DCP-BTA, zdroj napätia a zvolený

reostat zapojíme do obvodu podľa schémy na obrázku. Senzory napätia a

prúdu pripojíme k LabQuestu.

2. V menu LabQuestu nastavíme senzory a záznam dát v trvaní 60 s,

vzorkovaciu frekvenciu 1 zápis za sekundu.

3. Zobrazíme graf - spájať body. Na osi x nastavíme napätie (0 - 6V), na osi

y elektrický prúd (0 - 0,6A). Senzory vynulujeme.

4. Začneme merať, stlačíme tlačidlo štart na LabQueste. Zopneme spínač.

5. Potenciometrom počas 60 sekúnd postupne zväčšujeme prúd (nesmieme

prekročiť 0,6 A).

6. Vytvoríme si graf závislosti I = f(U). Zistíme, že pre U > Ur je prúd

lineárnou funkciou napätia. Závislosť prúdu od napätia prekreslite do

grafu.

7. Grafom preložte priamku (podľa obrázka) a určte rozkladné napätie.

8. Z grafu lineárnej funkcie (priamka) určte odpor elektrolytu.

9. Meranie opakujte pre rôzne koncentrácie elektrolytu.

(Téma)


Vypracovanie:

Záver:

............................................................................................................................. .

............................................................................................................................. .

.............................................................................................................................

............................................................................................................................. .

..............................................................................................................................

(Téma)


Pracovný list č. 10 - Usmerňovač



Téma: Usmerňovač

Úlohy:

Zobraziť priebeh jednosmerného napätia po usmernení jednocestným a dvojcestným usmerňovačom.

Pozorovať vyhladenie pulzujúceho napätia kondenzátorom.


LabQuest, voltmeter DVP-BTA, zdroj striedavého napätia, vodiče, kondenzátor 1000, 2200 μF

Pracovný postup:

1. Voltmeter DVP-BTA, zdroj napätia zapojíme do obvodu podľa schémy na obrázku. Senzor napätia

pripojíme k LabQuestu.

2. V menu LabQuestu nastavíme senzory a záznam dát v trvaní 0,04 s, vzorkovaciu frekvenciu 10 000

zápisov za sekundu.

3. Zobrazíme graf. Na osi x nastavíme napätie, na osi y čas.


5. Z grafu určíme amplitúdu napätia, periódu a vypočítame frekvenciu napätia.

6. Zapojíme jednocestný usmerňovať a opakujeme meranie.

7. Namerané hodnoty uložíme a priebeh napätia prekreslíme do grafu.

8. Zapojíme dvojcestný usmerňovať a opakujeme meranie.

9. Namerané hodnoty uložíme a priebeh napätia prekreslíme do grafu.

(Téma)


Vypracovanie:

Záver:

............................................................................................................................. .

............................................................................................................................. .

.............................................................................................................................

............................................................................................................................. .

..............................................................................................................................

(Téma)


Použité zdroje:

1. www.vernier.cz

2. www.vernier.com

3. http://www.gartier.sk/zapper/images/magnetic%20pole.jpg

4. http://kdf.mff.cuni.cz/pokusy/_upload/00962/VA_charakteristika_LED.png

5. http://siz.q-azy.sk/es/imges/es09.gif

6. http://www.oskole.sk/userfiles/image/zaida/fyzika/Image228.jpg

7. http://physedu.science.upjs.sk/sis/fyzika/experimenty/ip-coach/elprudelektrolyty/01.htm

8. http://www.oskole.sk/userfiles/image/novy/obrazky%20OSKOLE/Fyzika/Elektrolytický%20vodič%2

0a%20elektrolýza%20(2).jpg

9. http://www.ddp.fmph.uniba.sk/~koubek/mbl_html/4-5_soubory/image008.gif

10. http://fyzika.jreichl.com/data/E_tranzistory_soubory/image003.png

11. http://www.dnp.fmph.uniba.sk/~kollar/jewww/h1_65.gif

laboratÓrne listy...v menu analýza – fitovat krivku – sila vybereme lineárnu rovnicu. 10....

Documents