Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TS PHÙNG VIỆT HẢI BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VẬT LÝ THPT (có điều chỉnh, bổ sung) ĐÀ NẴNG, NĂM 2018 1 LỜI NÓI ĐẦU Bài giảng Thí nghiệm vật lý Trung học p.
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM … … TS PHÙNG VIỆT HẢI BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VẬT LÝ THPT (có điều chỉnh, bổ sung) ĐÀ NẴNG, NĂM 2018 LỜI NĨI ĐẦU Bài giảng Thí nghiệm vật lý Trung học phổ thông soạn thảo theo chương trình chi tiết học phần Thí nghiệm vật lý Trung học phổ thông (THPT) cho sinh viên năm thứ 3, thuộc ngành Sư phạm Vật lý, trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng từ khóa tuyển sinh 2009 theo học chế tín Bài giảng có cấu trúc gồm 04 phần, thời lượng 03 tín thực hành gồm: phần giới thiệu số quy định chung học phần; phần giới thiệu số thiết bị dùng chung thí nghiệm; phần giới thiệu thí nghiệm biểu diễn; phần giới thiệu thí nghiệm thực hành Các thí nghiệm xây dựng dựa danh mục thí nghiệm vật lý THPT tối thiểu Bộ Giáo dục Đào tạo quy định Tài liệu biên soạn dựa giảng Thí nghiệm vật lý Trung học phổ thông mà giảng dạy năm gần cho sinh viên sư phạm Vật lý, Trường đại học sư phạm Đà Nẵng kết hợp với tham khảo giáo trình, giảng, tài liệu hướng dẫn thí nghiệm vật lý THPT Trường đại học Sư phạm Hà Nội, Bộ Giáo dục Đào tạo Bài giảng làm tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên ngành sư phạm vật lý trường đại học khác Tác giả xin cảm ơn GS.TS Đỗ Hương Trà, Khoa Vật lý, Trường đại học Sư phạm Hà Nội có nhận xét, góp ý sâu sắc cho giảng Trong trình biên soạn, có nhiều cố gắng khơng thể tránh khỏi sai sót, chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp đọc giả anh chị em sinh viên Trường để giảng ngày hoàn thiện Địa chi nhận góp ý: viethai8090@gmail.com Đà Nẵng, tháng 08 năm 2017 Tác giả -1- MỤC LỤC TRANG LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC TRANG PHẦN MỘT SỐ QUY ĐỊNH CHUNG 1.1 Một số yêu cầu 1.2 Cách thức tổ chức buổi thí nghiệm 1.3 Thang điểm đánh giá học phần PHẦN GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ THƯỜNG DÙNG 2.1 Đồng hồ đo thời gian số 2.2 Cổng quang điện 2.3 Đệm không khí 2.4 Máy phát tần số 2.5 Biến nguồn 2.6 Đồng hồ đo điện đa PHẦN CÁC THÍ NGHIỆM BIỂU DIỄN Bài 3.1 CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU, THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU Bài 3.2 SỰ RƠI TỰ DO 12 Bài 3.3 TỔNG HỢP HAI LỰC ĐỒNG QUY 15 Bài 3.4 TỔNG HỢP HAI LỰC SONG SONG 16 Bài 3.5 QUY TẮC MOMEN LỰC LỰC ĐÀN HỒI 17 Bài 3.6 ĐỊNH LUẬT BOYLE – MARIOTTE ĐỊNH LUẬT CHARLES 20 Bài 3.7 THÍ NGHIỆM ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƯỜNG 23 Bài 3.8 DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG 27 Bài 3.9 THÍ NGHIỆM VỀ LỰC TỪ VÀ CẢM ỨNG TỪ 30 Bài 3.10 HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ DÒNG ĐIỆN FOUCAULT 33 Bài 3.11 HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM 34 Bài 3.12 THÍ NGHIỆM QUANG HÌNH 36 Bài 3.13 THÍ NGHIỆM GHI ĐỒ THỊ DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN 40 Bài 3.14 THÍ NGHIỆM VỀ SÓNG NƯỚC 41 Bài 3.15 BỘ THÍ NGHIỆM VỀ SĨNG DỪNG 43 Bài 3.16 MÁY BIẾN ÁP VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA 46 Bài 3.17 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA 50 Bài 3.18 THÍ NGHIỆM VỀ QUANG PHỔ 53 Bài 3.19 KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI 55 Bài 3.20 MƠ MEN QN TÍNH CỦA VẬT RẮN 58 PHẦN MỘT SỐ THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH 62 BÀI 4.1 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CĂNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG 62 BÀI 4.2 THÍ NGHIỆM ĐO THÀNH PHẦN NẰM NGANG CỦA TỪ TRƯỜNG TRÁI ĐẤT 66 Bài 4.3 THỰC HÀNH VỀ DAO ĐỘNG CƠ HỌC 68 Bài 4.4 THỰC HÀNH ĐO VẬN TỐC TRUYỀN ÂM TRONG KHÔNG KHÍ 70 Bài 4.5 THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 72 Bài 4.6 THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC 78 -2- PHẦN MỘT SỐ QUY ĐỊNH CHUNG 1.1 Một số yêu cầu - Chuẩn bị + Mỗi sinh viên (SV) phải có sách giáo khoa lớp 10, 11, 12 (bộ nâng cao) + Sinh viên phải chuẩn bị vào theo yêu cầu trước tiến hành buổi thí nghiệm nộp cho giáo viên vào đầu buổi Nếu SV không nộp chuẩn bị chuẩn bị sơ sài, có tính đối phó khơng đủ điều kiện làm thí nghiệm tính buổi nghỉ học khơng có lí + SV nghỉ học phải có giấy xin phép bổ sung nhóm khác Nếu SV muộn q 10 phút, khơng vào làm thí nghiệm tính 01 buổi nghỉ khơng lí + SV phép nghỉ tối đa 02 buổi có lí đáng + Nếu vi phạm vào điều trên, SV không đủ điều kiện dự thi kết thúc môn học - Trong q trình thí nghiệm + SV phải tn thủ nội quy phịng thí nghiệm + SV vận hành thiết bị theo tài liệu hướng dẫn, có ý kiến khác phải trao đổi với giáo viên hướng dẫn Nếu khơng tn thủ, q trình tiến hành thí nghiệm (TN) bị hỏng hóc phải bồi thường + Khi nhận thí nghiệm đầu giờ, SV phải kiểm tra thiết bị, mát, sai hỏng phải báo cáo với giáo viên hướng dẫn + Cuối buổi TN, SV phải tiến hành xếp, đóng gói thiết bị theo yêu cầu - Sau buổi thí nghiệm SV phải ghi lại kết xác thí nghiệm, nhận xét, chỉnh sửa GV cách khai thác thí nghiệm dạy học, giáo án đoạn học có sử dụng thí nghiệm 1.2 Cách thức tổ chức buổi thí nghiệm Buổi thí nghiệm chia làm giai đoạn: - Giai đoạn 1: SV tiến hành thí nghiệm theo hướng dẫn, lấy kết số liệu, thảo luận thí nghiệm (khoảng 1,5h – 2h) - Giai đoạn 2: SV tập giảng đoạn học có sử dụng thí nghiệm (theo định giáo viên) (khoảng 1h – 1,5h) -3- 1.3 Thang điểm đánh giá học phần - Tham gia đầy đủ buổi thí nghiệm nhóm (0,2) - Thảo luận, báo cáo thí nghiệm theo yêu cầu TN (0,2) - Dự thi hết học phần (vấn đáp) (0,6) ❖ Tiêu chí đánh giá dự thi hết học phần Mức độ Tiêu chí Nội dung kiến thức Kĩ trình bày Sử dụng thí nghiệm Đảm bảo tính xác, logic, đầy đủ, tính hệ thống kiến thức - Lời nói rõ ràng, mạch lạc - Trình bày bảng hợp lý, rõ ràng, đẹp - Có ý thức tổ chức, hướng dẫn HS tham gia vào học cách hợp lý - Xác định mục đích thí nghiệm - Bố trí hợp lý - Thao tác thành thạo - Kết thí nghiệm rõ ràng, phù hợp Điểm tối đa điểm điểm điểm - Xử lý kết thí nghiệm Tổng điểm 10 điểm -4- PHẦN GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ THƯỜNG DÙNG 2.1 Đồng hồ đo thời gian số Đồng hồ đo thời gian số thiết bị đo thời gian với độ xác cao (tới 1/1000 s) Hình Đồng hồ đo thời gian số MC 964 ❖ Mặt sau đồng hồ gồm: - Nút công tắc bật, tắt để cấp điện cho đồng hồ - Ổ cắm C nối với hộp công tắc kép để cấp điện cho nam châm điện hoạt động Khi không nhấn công tắc, nam châm cấp điện, hút trụ sắt Khi nhấn cơng tắc để ngắt điện, vật thả rơi - Ổ cắm A B nối với cổng quang điện A B, vừa cấp điện cho cổng quang vừa nhận tín hiệu từ cổng quang gửi làm ngừng đếm Ổ cắm A cắm với nam châm điện ❖ Mặt trước đồng hồ đo thời gian số gồm: - Màn hình hiển thị: Dùng hiển thị thời gian đo - Nút RESET để đưa số đồng hồ giá trị -5- - Nút THANG ĐO dùng để chọn chế độ đo thời gian nhỏ 0,001s 0,01s - Nút chuyển MODE dùng để chọn kiểu làm việc cho đồng hồ đo Các MODE hoạt động sau: MODE A MODE B: đo khoảng thời gian vật chắn sáng qua cổng quang điện nối với ổ A B tương ứng MODE A + B: Đo khoảng thời gian vật chắn sáng qua cổng quang điện A cộng với thời gian vật chắn sáng qua cổng quang điện B MODE A B: Đo thời gian vật bắt đầu chắn cổng quang điện A đến vật bắt đầu chắn cổng quang điện B (hay đo thời gian vật từ cổng A đến cổng B) Nếu nối nam châm điện với ổ A MODE đo khoảng thời gian từ nhấn cơng tắc ngắt dịng tới vật chắn qua cổng quang điện nối với ổ B MODE T: Đo khoảng thời gian vật bắt đầu chắn cổng quang điện nối với ổ A đến vật lại chắn cổng quang điện nối với A lần thứ tiếp tục cộng dồn với lần đo 2.2 Cổng quang điện Hình 2.2 Cổng quang điện Cổng quang điện gồm điôt D1 phát tia hồng ngoại điôt D2 nhận tia hồng ngoại từ D1 chiếu sang Dòng điện cung cấp cho D1 lấy từ đồng hồ đo thời gian Khi có vật chắn chùm tia hồng ngoại chiếu từ D1 sang D2, D2 phát tín hiệu truyền theo dây dẫn vào đồng hồ đo thời gian, điều khiển hoạt động Chú ý: Khơng để chùm hồng ngoại từ bên ngồi có cường độ mạnh chiếu trực tiếp vào điôt D1 -6- 2.3 Đệm khơng khí * Mục đích: Nhằm triệt tiêu ma sát trình vật chuyển động * Cấu tạo: - Đệm khí bơm nén khí (220 V – 250 W) - Xe trượt (2 chiếc) - Bộ phận đo thời gian: Gồm đồng hồ, cổng quang điện, giá cổng quang điện, jack cắm dây nối Đồng hồ có chế độ đo: + Chế độ đo S1: Đo khoảng thời gian che sáng cổng quang điện cản Hình 2.3 Bộ TN đệm khơng khí quang + Chế độ đo S2: Đo khoảng thời gian hai lần che sáng cổng quang điện + Chế độ đo J: Đếm số lần che sáng cổng quang điện + Chế độ đo T: Đo khoảng thời gian lần che sáng (Dùng để đo chu kỳ vật dao động) Đồng hồ có mức xác: 0,1ms, 1ms, 10 ms Nút "Reset" để đưa đồng hồ * Hoạt động: Khi bật cơng tắc để bình bơm khí hoạt động, khơng khí thổi vào ống nhơm (đệm khí) Khơng khí đẩy theo phương vng góc với bề mặt đệm khí Để vật nhẹ mặt máng nhôm, vật bị nâng lên lực đẩy khơng khí, khơng xuất lực ma sát trình vật chuyển động bề mặt đệm khơng khí Đệm khơng khí kết hợp với đồng hồ đo thời gian số, cổng quang phụ kiện cho phép tiến hành thí nghiệm nghiên cứu chuyển động thẳng đều, biến đổi đều, định luật Newton, định luật bảo toàn động lượng… 2.4 Máy phát tần số Hình 2.4 Máy phát tần số -7- Máy phát tín hiệu hình sin, hiển thị tần số (4 chữ số), dải tần từ 0,1Hz đến 1000Hz, điện áp vào 220V, điện áp cao 15Vpp, công suất tối thiểu 20W Sử dụng: Máy phát tần số sử dụng làm nguồn tạo dao động thực hành Giao thoa sóng nước, sóng dừng, đo vận tốc truyền âm khơng khí, mi nh họa mối quan hệ pha dịng điện điện áp mạch điện có R, L, C… 2.5 Biến nguồn ❖ Các thông số máy: Sử dụng nguồn điện xoay chiều 220V– 50Hz, điện áp ra: - Điện áp xoay chiều (5A): 3V; 6V; 9V; 12V - Điện áp chiều (3A): 3V; 6V; 9V; 12V Hình 2.5 Biến nguồn - Cầu chì 5A ❖ Một số lưu ý sử dụng: - Đặt chế độ điện áp mạch sử dụng; - Với mày biến áp loại này, thường gá trị điện áp thực lớn giá trị ghi mặt trước (ví dụ: mặt ghi điện áp V điện áp thực cỡ 11 đến 12V), nên cần dùng đồng hồ đa khảo sát trước để xác định chế độ điện áp phù hợp - Nếu đèn Led không sáng (khơng có điện áp ra), kiểm tra cầu chì mặt sau máy biến xem có bị đứt hay không để kịp thời thay 2.6 Đồng hồ đo điện đa ❖ Các thông số Loại thông dụng, hiển thị đến chữ số: - Dịng điện chiều: Giới hạn đo 10A, có thang đo mA, mA, A - Dòng điện xoay chiều: Giới hạn đo 10A, có thang đo mA, mA, A - Điện áp chiều: Giới hạn đo 20V có thang đo mV V Hình 2.6 Đồng hồ đo điện đa - Điện áp chiều: Giới hạn đo 20V có thang đo mV V ❖ Một số lưu ý sử dụng: - Mắc chế độ đo (dòng, áp, trở ); chọn thang đo đồng hồ phải đảm bảo lớn giá trị cần đo -8- PHẦN CÁC THÍ NGHIỆM BIỂU DIỄN Bài 3.1 CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU, THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU I CHUẨN BỊ LÝ THUYẾT Đọc sách giáo khoa (SGK) Vật lý 10 nâng cao (NC) SGK Vật lý 10 Chuẩn (Ch) 2, để trả lời câu hỏi sau: Nêu cách ngắn gọn, xác nội dung kiến thức cần xây dựng học Xác định vai trị thí nghiệm học? Chỉ dấu hiệu để nhận biết chuyển động thẳng chuyển động nhanh dần (NDĐ)? II THỰC HÀNH 2.1 Khảo sát chuyển động thẳng viên bi mặt phẳng ngang 2.1.1 Mục đích thí nghiệm - Khảo sát tính chất chuyển động viên bi mặt phẳng ngang, mặt phẳng nghiêng - Xác định vận tốc viên bi 2.1.2 Dụng cụ thí nghiệm Tên dụng cụ Số lượng Tên dụng cụ Số lượng Máng nghiêng Trục 6, trục 10 Giá đỡ máng nghiêng Đồng hồ đo thời gian số Bi thép Công tắc kép Thước đo góc Đế chân Cổng quang điện Khớp đa 2.1.3 Tiến trình thí nghiệm a) Bố trí thí nghiệm hình 3.1.1 - Gắn hai cổng quang điện vào máng nghiêng, gắn nam châm điện vào đỉnh máng - Gắn trục 10 vào đế chân, trục 6 vào lỗ đỉnh máng nghiêng dùng khớp nối gắn máng nghiêng tựa lên trục 10 Hình 3.1.1 TN khảo sát chuyển động thẳng - Gắn thước chia độ vào cạnh bên máng gắn chân chữ U vào cuối máng -9- số lực kế tăng dần Giá trị F đo số lực kế trước màng nước bám vào vịng nhơm bị đứt Lặp lại bước c d thêm lần nữa, ghi kết vào bảng 3.2 V CÁC ĐIỂM CẦN CHÚ Ý - Để giảm bớt thời gian thực hiện, nên tiến hành đo thô lực căng bề mặt chất lỏng, cách hạ đáy vịng nhơm nhúng xuống nước, sau nâng giá lực kế lên cao từ từ theo dõi giá trị lực kế lúc màng chất lỏng bị đứt Với giá trị lực đó, ta điều chỉnh thơ vị trí giá để có giá trị lực thấp chút Sau điều chỉnh tinh mực nước hạ xuống nguyên lí bình thơng (hạ chậm cốc đựng nước B) để đọc giá trị lớn lực căng - Vì giá trị lực căng nhỏ, nên tránh tác động rung động xung quanh, va chạm vào giá, gió thổi… - Giá trị hệ số căng bề mặt nước phụ thuộc nhiệt độ độ tinh khiết nước Khi nhiệt độ tăng giảm - Nếu đáy vòng vát mỏng cho D d, tổng chu vi ngoài+ chu vi xấp xỉ 2D Như cần đo đường kính ngồi D - Khi đo đường kính trong, cần ý lúc đầu khơng kéo căng thước để ta xoay nhẹ vịng nhơm Sau vừa nới căng thước, vừa xoay vịng nhơm khơng xoay được, giá trị đo đường kính vịng nhơm Nếu thực khơng kĩ thuật giá trị đo dây cung VI CÂU HỎI MỞ RỘNG Khi để chìm vịng nhơm chất lỏng hạ dần mức chất lỏng bình A số lực kế lớn hay nhỏ so với để vịng nhơm chìm phần sát đáy chất lỏng hạ dần mức chất lỏng bình A? Giải thích ngun nhân Cần lưu ý điều trình hạ đáy vịng nhơm ngập vào chất lỏng? Tại áp suất phân tử chất lỏng lớn áp suất phân tử chất khí hàng triệu lần mà nhúng tay vào chậu nước ta không cảm nhận áp suất này? VII BÁO CÁO THỰC HÀNH THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CĂNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG Họ tên: Lớp: Nhóm: Ngày làm thực hành: - 64 - Viết báo cáo theo nội dung sau: Mục đích ………………………………………………………………………………… Tóm tắt lí thuyết Thế lực căng bề mặt? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Tóm tắt cách đo lực căng bề mặt thực hành ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Kết a Đường kính ngồi đường kính vịng nhơm Bảng 4.1 Độ chia nhỏ thước kẹp là:…… Lần đo D(mm) D(mm) d(mm) d(mm) Giá trị trung bình b Đo lực căng bề mặt Bảng 4.2 Độ chia nhỏ lực kế là:…………… Lần đo P(N) F(N) FC=F-P (N) FC(N) Giá trị trung bình - Tính giá trị trung bình, sai số tuyệt đối sai số tuyệt đối trung bình lực P, F, đường kính D, d ghi vào bảng bảng - 65 - - Tính giá trị trung bình hệ số căng bề mặt nước: = FC = (D + d ) - Tính sai số tỉ đối phép đo: = = FC D + d + + = FC D +d Trong công thức FC = FC + 2F F sai số dụng cụ lực kế, lấy nửa độ chia nhỏ lực kế D = D + D; d = d + d (∆D / ∆d/ sai số dụng cụ thước kẹp, lấy độ chia nhỏ thước kẹp) - Tính sai số tuyệt đối phép đo: = . = - Viết kết phép đo: = + = Chú ý: Giá trị phụ thuộc nhiệt độ độ tinh khiết nước Với nước cất 200C, người ta đo = 73,0 10-3 N/m BÀI 4.2 THÍ NGHIỆM ĐO THÀNH PHẦN NẰM NGANG CỦA TỪ TRƯỜNG TRÁI ĐẤT I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Khảo sát thành phần nằm ngang từ trường trái đất II DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM - La bàn tang - Chiết áp điện tử - Biến nguồn (dùng chung ) - Bộ dây nối - Đồng hồ đo điện đa (dùng chung) - 66 - Hình 4.2.1 TN đo thnàh phần nằm ngang từ trường Trái đất III TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM a) Tiến hành thí nghiệm với cuộn dây N = 200 vòng - Đặt nguồn điện vị trí – 12V DC AC, sử dụng cuộn dây 200 vịng, đường kính 160 mm - Đặt mA chế độ đo 200 mA - Khi chưa có dịng điện, điều chỉnh kim la bàn nằm mặt phẳng cuộn dây - Bật công tắc nguồn cung cấp điện cho cho chiết áp điện tử tăng dần điện kim thị la bàn lệch góc = 450 Ghi giá trị I’ đọc đồng hồ đo điện; sau giảm điện áp U giá trị - Đổi chiều dòng điện cuộn dây, lặp lại thí nghiệm Ghi giá trị I’’ đọc đồng hồ đo - Tính giá trị trung bình cường độ dịng điện I = (I + I) (4.2.1) - Tính thành phần nằm ngang từ trường trái đất theo công thức: BT = 4.10−7 N.I d.tan (4.2.2) Trong đó: N số vòng cuộn dây I cường độ dòng điện trung bình qua cuộn dây tính theo (4.2.1) d đường kính cuộn dây góc quay kim nam châm so với vị trí ban đầu chưa có dịng điện b) Tiến hành thí nghiệm với cuộn dây N = 100 vòng 300 vòng - 67 - Bài 4.3 THỰC HÀNH VỀ DAO ĐỘNG CƠ HỌC I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM - Khảo sát chu kì dao động lắc đơn lắc lò xo - Khảo sát dao động cưỡng tượng cộng hưởng II DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM Cổng quang điện Trụ đứng Thanh nhôm Ống nhơm Rịng rọc Lị xo (2 - đường kính dây 0,75 mm mm) Quả nặng 50 g (5 quả) Bi sắt (3 viên - đường kính 15 mm, 20 mm, 25 mm) Hình 4.3.1 Bộ TN dao động học Dây treo 10 Hộp gỗ 11 Đế chân (dùng chung) 12 Đồng hồ đo thời gian (dùng chung) III TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 3.1 Thí nghiệm dao động lắc đơn - Gắn trụ đứng vào đế chân Nới lỏng ốc vặn để di chuyển hệ ròng rọc lên phía đỉnh trụ đứng cho khe giữ dây dọi ngang vạch O thước Sử dụng ròng rọc để điều chỉnh độ dài lắc Điều chỉnh ốc vặn chân đế để dây rọi thẳng đứng (như hình 4.3.2) - Chỉnh vị trí khe để đưa nặng treo dây nằm nhánh cổng quang điện Nới lỏng ốc cánh én để chỉnh cần gắn cổng quang điện lệch góc khoảng 100 so với trụ đứng - Điều chỉnh vị trí cổng quang điện cho nặng phải chắn chùm tia sáng cổng - 68 - Hình 4.3.2 Dao động lắc đơn quang hoạt động - Gắn dây nối cổng quang vào ổ A đồng hồ đo Chọn Mode T đồng hồ độ xác 1/100 s - Bật công tắc máy đo thời gian, đưa lắc đến vị trí chắn chùm sáng cổng quang, nhấn nút RESET đồng hồ đo thời gian Buông lắc quan sát giá trị chu kì đo đồng hồ - Lần lượt thay đổi nặng, chiều dài lắc, biên độ; xác định chu kì dao động lắc Nhận xét kết - Từ rút cơng thức: T = 2 l g 3.2 Thí nghiệm dao động lắc lị xo Hình 4.3.4 Hiện tượng cộng hưởng Hình 4.3.3 Dao động lắc lò xo - Treo lò xo vào ngang, treo 02 nặng vào lò xo Chỉnh cổng quang cho nặng vừa đủ chắn chùm tia (hình 4.3.3) - Kéo nặng xuống phía đáy cổng quang điện bng tay Xác định chu kì lắc thu đồng hồ đo - Thêm nặng thứ chỉnh cổng quang đến vị trí Tiến hành thí nghiệm tương tự So sánh kết thu từ lần đo Nhận xét phụ thuộc chu kì T vào khối lượng m? Từ đó, chứng tỏ: T m Chú ý: Phải treo từ nặng trở lên tiến hành thí nghiệm 3.3 Thí nghiệm tượng cộng hưởng - 69 - - Bố trí thí nghiệm hình 4.3.4 - Tháo ngang dùng để móc lị xo gắn hệ lắc đơn vào giá - Xoay ngang trục treo lắc gắn treo nặng vào lỗ trục Gắn nặng vào treo để tạo thành lắc - Trượt nặng gắn treo đến vị trí chiều dài ba lắc Cho nặng dao động, quan sát nhận xét hệ lắc - Lần lượt trượt nặng đến vị trí có chiều dài lắc thứ 2, thứ tiến hành thí nghiệm tương tự Từ rút kết luận tượng cộng hưởng IV BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Tiến hành báo cáo kết thí nghiệm theo mẫu, gồm: - Mục đích thí nghiệm - Dụng cụ thí nghiệm - Cách tiến hành - Kết xử lý kết thí nghiệm - Nhận xét Bài 4.4 THỰC HÀNH ĐO VẬN TỐC TRUYỀN ÂM TRONG KHƠNG KHÍ I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM - Khảo sát tượng sóng dừng khơng khí - Xác định vận tốc âm khơng khí II DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM Ống trụ Pittơng Dây kéo 10 Rịng rọc (đường kính 40 mm) Trụ đứng Tay đỡ ống trụ Bộ âm thoa (2 cái: 440Hz v 512Hz, s a i s ố H z ) Búa cao su Hình 4.4.1 TN đo vận tốc truyền âm khơng khí Khớp nối đế - 70 - 10 Loa điện động (công suất tối thiểu W, điện trở phụ 10 - W) 11 Hộp gỗ 12 Đế chân (dùng chung) 13 Máy phát âm tần (dùng chung) 14 Dây nối (dùng chung) III TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 3.1 Thí nghiệm với máy phát tần số - Lắp trụ vào chân đế - Gắn loa vào chân đế tròn Di chuyển hệ ống thủy tinh cho loa áp sát vào đầu cuối ống thủy tinh - Cắm hai dây điện vào lỗ loa nối hai đầu dây với máy phát tần số Chọn dải tần số 100 Hz - KHz, biên độ khoảng - V - Bật công tắc máy phát tần số, điều chỉnh tần số phát 400 Hz qua nút tăng, giảm Hình 4.4.2 TN với máy phát tần số Hình 4.4.3 TN với âm thoa - Kéo dần pittông lên, nghe âm phát Ghi vị trí pittơng âm đạt cường độ lớn nhất; vị trí nút sóng - Tiếp tục kéo pittơng lên xác định vị trí thứ pittơng có âm to nhất, tương ứng với vị trí nút sóng thứ Ghi vị trí l1 l2 pittông thước hai lần đo Khi bước sóng là: l1 − l2 = bảng: - 71 - Lặp lại lần đo, ghi giá trị vào f = 400 (Hz) Lần đo l1 (mm) (m) l2(mm) (m) = max = - Căn vào bảng số liệu, tính giá trị trung bình bước sóng, sai số tuyệt đối cực đại ( max ) - Tính vận tốc truyền âm khơng khí theo cơng thức: v = .f (m/s) - Lặp lại thí nghiệm với tần số 600, 700, 800 Hz 3.2 Thí nghiệm với âm thoa - Thay máy phát tần số âm thoa hình 4.2.3 - Dùng búa gõ vào âm thoa để phát âm với tần số 440 Hz - Thực thí nghiệm tương tự với máy phát tần số - Thay âm thoa tần số 512 Hz, tiến hành thí nghiệm, từ tính vận tốc Nhận xét giá trị vận tốc trường hợp trên? IV BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Tiến hành báo cáo kết thí nghiệm theo mẫu, gồm: - Mục đích thí nghiệm - Dụng cụ thí nghiệm - Cách tiến hành - Kết xử lý kết thí nghiệm - Nhận xét Bài 4.5 THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM - Xác định dung kháng cảm kháng mạch điện xoay chiều - Khảo sát tượng cộng hưởng điện II DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM - 72 - Hộp đựng 2 Bảng lắp ráp mạch điện Điện trở (10 - 20 W) 4 Tụ điện (4 cái: 1µF, 2µF, 3µF, 4µF) Tụ điện có vỏ bọc Cuộn dây (có lõi thép chữ I, hệ số tự cảm chưa có lõi sắt từ 0,02 H đến 0,05 H) 7 Cuộn dây quấn lõi thép chung) Đồng hồ đo điện đa (dùng Hình 4.5.1 TN mạch điện xoay chiều Máy phát âm tần (dùng chung) 10 Dây nối (dùng chung) III TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 3.1 Khảo sát phụ thuộc dung kháng vào tần số - Mắc mạch điện sơ đồ: A V Hình 4.5.2 Sơ đồ mắc mạch - Dùng tụ điện µF - Chọn tần số f1 Đọc giá trị đo vôn kế Ampe kế Tính giá trị Z1 tụ điện - Thay đổi tần số máy phát, làm thí nghiệm tương tự để tính Z, từ rút kết luận phụ thuộc dung kháng vào tần số 3.2 Sự phụ thuộc cảm kháng vào tần số - Mắc mạch điện sơ đồ hình 4.3.2 Sử dụng cuộn dây khơng có lõi sắt non - Chọn tần số f1 Đọc giá trị đo vơn kế ampekế Tính giá trị Z1 cuộn dây - Thay đổi tần số máy phát f2 = 2f1, làm thí nghiệm tương tự để tính Z2, f2 > f1 Z2 > Z1 Khi tần số tăng cảm kháng tăng ngược lại - Giải hệ phương trình, tính L r cuộn dây - 73 - 2 Z1 = r + (2 f1L) 2 Z = r + (2 f L) 3.3 Khảo sát tượng cộng hưởng điện - Mắc mạch điện sơ đồ hình 4.3.3 - Sử dụng cuộn dây khơng có lõi sắt non, điện trở R = 10 ; tụ điện µF - Đưa điện áp 3V xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch qua máy phát tần số Thay đổi tần số máy phát từ thấp lên cao, ghi lại giá trị cường độ dòng điện tương ứng - Vẽ đồ thị cường độ dịng điện theo tần số, từ xác định tần số cộng hưởng Tính L xảy cộng hưởng theo C, f So sánh giá trị với giá trị tính thí nghiệm A V Hình 4.5.3 Hiện tượng cộng hưởng Lưu ý: Có thể dùng bóng đèn thay cho điện trở 10 , cuộn dây quấn lõi sắt non thay cho cuộn dây khơng lõi sắt, tụ điện gắn hộp kín thay cho tụ µF để quan sát cộng hưởng Khi đó, bóng đèn sáng IV BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Tiến hành báo cáo kết thí nghiệm theo mẫu, gồm: - Mục đích thí nghiệm - Dụng cụ thí nghiệm - Cách tiến hành - Kết xử lý kết thí nghiệm - Nhận xét Bài 4.6 THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH BƯỚC SĨNG ÁNH SÁNG I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM - Xác định bước sóng ánh sáng phương pháp giao thoa; - Đo bước sóng Laze - 74 - II DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM Giá thí nghiệm Nguồn sáng (đèn laze bán dẫn, công suất mW) Khe Iâng (2 bản, a = 0,10 mm 0,15 mm) Màn quan sát (chia độ đến mm) Hình 4.6.1 TN đo bước sóng ánh sáng Hộp gỗ Biến nguồn (dùng chung) Dây nối (dùng chung) III TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM - Bố trí thí nghiệm hình 4.4.2 - Xoay cho chân đế vng góc với giá thí nghiệm siết chặt ốc vặn Kéo cần có thước đo gắn quan sát vào khe thước Gắn nguồn sáng vào đầu cịn lại giá thí nghiệm, vặn chặt ốc để cố định nguồn sáng - Bật nguồn sáng, gắn giá có khe Iâng vào khe trượt điều chỉnh chùm sáng chiếu vào khe Quan sát số vân sáng hứng Hình 4.6.2 Sơ đồ lắp đặt - Khoảng vân tính theo cơng thức: i = D a - Xác định D, đo i, ta tính bước sóng Chúng ta tiến hành thí nghiệm sau: + Chọn D = m, a = 0,10 mm Xác định khoảng cách vân sáng màn, từ suy i tính + Chọn D = m, a = 0,15 mm Xác định khoảng cách vân sáng màn, từ suy i tính + Chọn D = 0,5 m, a = 0,10 mm Xác định khoảng cách vân sáng màn, từ suy i tính - So sánh kết đo lần thí nghiệm IV BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM - 75 - Tiến hành báo cáo kết thí nghiệm theo mẫu, gồm: - Mục đích thí nghiệm - Dụng cụ thí nghiệm - Cách tiến hành - Kết xử lý kết thí nghiệm - Nhận xét - 76 - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ GD – ĐT, (2006), Tài liệu bồi dưỡng giáo viên môn vật lý lớp 10, NXB GD [2] Bộ GD – ĐT, (2007), Hướng dẫn thực chương trình SGK lớp 11 mơn Vật lý, NXB GD [3] Bộ GD – ĐT, (2008), Hướng dẫn thực chương trình SGK lớp 12 mơn Vật lý, NXB GD [4] Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên), (2010), Sách giáo khoa vật lý lớp 10, 11, 12, NXB GD [5] Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên), (2010), Sách giáo viên vật lý lớp 10, 11, 12, NXB GD [6] Phùng Việt Hải, (2012), Bài giảng lý luận dạy học vật lý Trung học phổ thông, Đại học Tây Nguyên [7] Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên), (2010), Sách giáo khoa vật lý lớp 10, 11, 12 nâng cao, NXB GD [8] Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên), (2010), Sách giáo viên vật lý lớp 10, 11, 12 nâng cao, NXB GD [9] Tổ Phương pháp giảng dạy, Khoa Vật lý, (2003), Tài liệu hướng dẫn sử dụng thí nghiệm khảo sát chuyển động thẳng, Trường đại học Sư phạm Hà Nội [10] Nguyễn Đức Thâm (Chủ biên), (2003), Phương pháp dạy học vật lý trường phổ thông, NXB ĐHSP [11] Công ty CP Sách TBTH Thành phố Hồ Chí Minh, (2008), Tập huấn sử dụng dụng cụ thí nghiệm Vật lý lớp 12, Tp HCM - 77 - PHỤ LỤC MỘT SỐ THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH KHÁC PL1 THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH VỀ DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI Đồng hồ điện đa (dùng chung ) Đế pin Điện trở 10W,công suất tối thiểu 0.5W Bộ linh kiện gồm diod chỉnh lưu, tranzito, điện trở Điện trở núm xoay 10 ôm x 10, công suất tối thiểu 0.5W Biến trở chạy 100 ôm - 1A Bộ 10 sợi dây nối (dùng chung ) Biến nguồn (dùng chung ) Bảng lắp ráp mạch điện - Hộp đựng nhựa PL2 THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH QUNG HÌNH HỌC Băng quang học Đèn chiếu sáng 12V-21W Màn chắn sáng Màn ảnh Bộ thấu kính Biến nguồn (dùng chung) - 78 - ... tín thực hành gồm: phần giới thi? ??u số quy định chung học phần; phần giới thi? ??u số thi? ??t bị dùng chung thí nghiệm; phần giới thi? ??u thí nghiệm biểu diễn; phần giới thi? ??u thí nghiệm thực hành Các... - Xử lý kết thí nghiệm Tổng điểm 10 điểm -4- PHẦN GIỚI THI? ??U CÁC THI? ??T BỊ THƯỜNG DÙNG 2.1 Đồng hồ đo thời gian số Đồng hồ đo thời gian số thi? ??t bị đo thời gian với độ xác cao (tới 1/1000 s) Hình... phạm vào điều trên, SV không đủ điều kiện dự thi kết thúc mơn học - Trong q trình thí nghiệm + SV phải tuân thủ nội quy phịng thí nghiệm + SV vận hành thi? ??t bị theo tài liệu hướng dẫn, có ý kiến
