Tài liệu hướng dẫn thực hành thí nghiệm Vật lí THPT

Thí nghiệm luôn đóng một vai trò rất quan trọng trong các phương pháp nhận thức khoa học. Ngoài ra, đối với mô hình vật chất điều bắt buộc là người ta phải tiến hành các[r]

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TÀI LIỆU

THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH TRƯỜNG THPT MƠN VẬT LÍ

(Lưu hành nội bộ)

Chủ trì biên soạn tài liệu

1. VỤ GIÁO DỤC TRUNG HỌC

2. CHƯƠNG TRÌNH PHÁT TRIỂN GIÁO DỤC TRUNG HỌC

Nhóm tác giả biên soạn tài liệu

NGUYỄN TRỌNG SỬU (Chủ biên) HỒ TUẤN HÙNG

LỜI NÓI ĐẦU

Nhằm triển khai Đề án phát triển hệ thống trường THPT chuyên giai đoạn 2010 - 2020, với mục tiêu nâng cao chất lượng dạy học trường THPT chuyên phát triển chuyên môn cho giáo viên mơn chun Vật lí, Bộ Giáo dục Đào tạo tổ chức biên soạn tài liệu “Thí nghiệm thực hành trường THPT mơn Vật lí” Để đáp ứng u cầu đổi dạy học tăng cường dạy thí nghiệm thực hành thi chọn học sinh giỏi vật lí THPT, Bộ Giáo dục Đào tạo mời chuyên gia, giảng viên trường đại học tham gia biên soạn Cấu trúc tài liệu gồm có:

Phần Những vấn đề chung

Phần Một số thí nghiệm thực hành mơn Vật lí THPT Mỗi thực hành biên soạn hướng dẫn cho GV, HS cách chi tiết, có phần câu hỏi mở rộng để khai thác sâu kiến thức, kỹ phát huy tính sáng tạo HS THPT chuyên

Phần Tổ chức dạy học thí nghiệm thực hành trường THPT chuyên

Mặc dù tài liệu viết cơng phu, Tiểu ban thẩm định mơn Vật lí đọc góp ý biên tập nội dung khó tránh khỏi cịn có sơ sót định Các tác giả mong nhận góp ý q thầy giáo độc giả sử dụng tài liệu

Phần thứ

NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG

A. THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH TRONG TRƯỜNG

TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Vật lí khoa học thực nghiệm, học vật lí trường phổ thông học tập gắn liền với thực tiễn thông qua vật, tượng vật lí giới tự nhiên để giúp HS hiểu biết quy luật chung sống với thực tiễn đời sống xã hội

Thí nghiệm thực hành (gọi tắt thí nghiệm) Vật lí trường Trung học phổ thông (THPT) mục đích quan trọng giúp học sinh (HS) hình thành nên nét nhân cách người thông qua kĩ khoa học thao tác tư logic vật lí, đồng thời qua giúp HS hiểu sâu sắc khái niệm, tượng vật lí, giải thích tượng vật lí đơn giản xảy giới tự nhiên xung quang

Thí nghiệm Vật lí trường THPT giúp HS củng cố khắc sâu kiến thức, kĩ thu từ thực tiễn giảng lí thuyết, gắn lí thuyết với thực hành, học đôi với hành, giúp HS tin tưởng vào chân líkhoa học

Hơn nữa, thí nghiệm Vật lí trường THPT, giúp HS rèn luyện kĩ vận dụng sáng tạo, tự tin đạt kết cao làm thi HSG quốc gia Olympic Vật lí

Vì vậy, coi trọng thí nghiệm Vật lí trường THPT, đặc biệt trường THPT Chuyên định hướng lâu dài vững cho mục tiêu đào tạo nhân cách HS để hình thành lực cho HS năm tới mai sau

B CHỨC NĂNG CỦA THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH VÀ YÊU CẦU ĐỐI VỚI GIÁO VIÊN KHI DẠY HỌC I CHỨC NĂNG CỦA THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH

Theo quan điểm lí luận nhận thức thí nghiệm có chức cụ thể sau đây:

1 Thí nghiệm phương tiện thu nhận tri thức

2 Thí nghiệm phương tiện kiểm tra tính đắn tri thức

Trong khoa học phương pháp thực nghiệm coi “hòn thử vàng” tri thức chân Bởi vậy, nói thí nghiệm có chức việc kiểm tra tính đắn tri thức thu nhận

3 Thí nghiệm phương tiện để vận dụng tri thức vào thực tiễn

Trong trình vận dụng kiến thức vào thực tiễn, vào việc thiết kế chế tạo thiết bị kĩ thuật, người ta gặp phải khó khăn định tính khái quát trừu tượng tri thức cần vận dụng, tính phức tạp thiết bị kĩ thuật cần chế tạo Trong trường hợp thí nghiệm sử dụng với tư cách phương tiện thử nghiệm cho việc vận dụng tri thức vào thực tiễn

4 Thí nghiệm phận phương pháp nhận thức

Thí nghiệm ln đóng vai trị quan trọng phương pháp nhận thức khoa học Chẳng hạn, phương pháp thực nghiệm, thí nghiệm ln có mặt nhiều khâu khác nhau: làm xuất vấn đề nghiên cứu, kiểm tra tính đắn giả thuyết Trong phương pháp mơ hình, thí nghiệm giúp ta thu thập thông tin đối tượng gốc làm sở cho việc xây dựng mô hình Ngồi ra, mơ hình vật chất điều bắt buộc người ta phải tiến hành thí nghiệm thực với Cuối cùng, nhờ kết thí nghiệm tiến hành vật gốc tạo sở để đối chiếu với kết thu từ mơ hình, qua để kiểm tra tính đắn mơ hình xây dựng giới hạn áp dụng

II YÊU CẦU ĐỐI VỚI GIÁO VIÊN KHI HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH Giáo viên hướng dẫn HS thực hành cần đảm bảo yêu cầu sau đây: Soạn bài, chuẩn bị đầy đủ dụng cụ, thiết bị thí nghiệm, mẫu báo cáo thực hành, vật liệu tiêu hao cho thực hành trước hướng dẫn cho HS làm thí nghiệm thực hành

2 Kiểm tra HS củng cố lại sở lí thuyết thực hành, phán đốn tình xảy q trình làm thí nghiệm thực hành

3 Phân nhóm thực hành hợp lí, hướng dẫn cách lắp đặt thí nghiệm, bước tiến hành thí nghiệm, thu thập thơng tin, xử lí kết cách viết báo cáo trình bày thí nghiệm

4 Theo dõi nhóm thực hành, hướng dẫn HS thảo luận, khai thác, xử lí kết thí nghiệm, xử lí tình đề xuất q trình thực hành Đánh giá lực thực hành HS đảm bảo khách quan công thông qua theo dõi kết báo cáo thực hành

Phần thứ hai

MỘT SỐ BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH MƠN VẬT LÍ THPT Bài thực hành mở đầu

TÍNH SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU I Mục đích

- Rèn luyện kỹ tính giá trị trung bình sai số đại lượng vật lí đo trực tiếp

- Vận dụng thành thạo phương pháp tính sai số đại lượng đo gián tiếp - Từ bảng số liệu thực nghiệm, học sinh cần nắm vững phương pháp xử lí số

liệu để tính giá trị trung bình sai số đại lượng đo gián tiếp

- Nắm vững thành thạo quy tắc làm tròn số viết kết đo đại lượng vật lí II Cơ sở lí thuyết

2.1 Định nghĩa phép tính sai số Các khái niệm

a Phép đo trực tiếp: Đo đại lượng vật lí có nghĩa so sánh với đại lượng loại mà ta chọn làm đơn vị

b Phép đo gián tiếp: Trường hợp giá trị đại lượng cần đo tính từ giá trị phép đo trực tiếp khác thông qua biểu thức tốn học, phép đo phép đo gián tiếp

Phân loại sai số

Khi đo đại lượng vật lí, dù đo trực tiếp hay gián tiếp, ta mắc phải sai số Người ta chia thành hai loại sai số sau:

a Sai số hệ thống:

Sai số hệ thống xuất sai sót dụng cụ đo phương pháp lí thuyết chưa hồn chỉnh, chưa tính đến yếu tố ảnh hưởng đến kết đo Sai số hệ thống thường làm cho kết đo lệch phía so với giá trị thực đại lượng cần đo Sai số hệ thống loại trừ cách kiểm tra, điều chỉnh lại dụng cụ đo, hoàn chỉnh phương pháp lí thuyết đo, đưa vào số hiệu chỉnh

b Sai số ngẫu nhiên:

các yếu tố gây ảnh hưởng đến kết đo Sai số ngẫu nhiên làm cho kết đo lệch hai phía so với giá trị thực đại lượng cần đo Sai số ngẫu nhiên loại trừ Trong phép đo cần phải đánh giá sai số ngẫu nhiên

2.2 Phương pháp xác định sai số phép đo trực tiếp

a) Phương pháp chung xác định giá trị trung bình sai số ngẫu nhiên

Giả sử đại lượng cần đo A đo n lần Kết đo A1,A2, An

Đại lượng n A n A A A A n i i n  

  

 (1)

được gọi giá trị trung bình đại lượng A n lần đo Số lần đo lớn, giá trị trung bìnhA gần với giá trị thực A Các đại lượng:

n n A A

A A A A A A A          2 1

được gọi sai số tuyệt đối lần đo riêng lẻ Để đánh giá sai số phép đo đại lượng A, người ta dùng sai số toàn phương trung bình Theo lí thuyết xác

suất, sai số tồn phương trung bình là:

 

 1

1      n n A n i i

 (2)

và kết đo đại lượng A viết: A A (3)

Như vậy, giá trị thực đại lượng A với xác suất định nằm khoảng từ A đến A, nghĩa là:

A -   A A

Khoảng [(A - ),(A )] gọi khoảng tin cậy Sai số toàn phương trung bình  dùng với phép đo địi hỏi độ xác cao số lần đo n lớn Nếu đo đại lượng A từ đến 10 lần, ta dùng sai số tuyệt đối trung bình số học

A

 (sai số ngẫu nhiên) định nghĩa sau: A  =   n A n i i   

1 (4)

 = 10000

A A 

(6) Kết đo viết sau: AA00 (7)

Như vậy, cách viết kết phép đo trực tiếp sau: - Tính giá trị trung bình A theo cơng thức (1)

- Tính sai số A theo cơng thức (4) (6) - Kết đo viết (5) (7)

Ví dụ: Đo đường kính viên bi lần, ta có kết sau:

mm

d1 8,75 d1 0,00mm mm

d2 8,76 d2 0,01mm mm

d3 8,74 d3 0,01mm mm

d4 8,77 d4 0,02mm

Giá trị trung bình đường kính viên bi là:

d = 8,75mm

4 77 , 74 , 76 , 75 ,    

Sai số tuyệt đối trung bình tính d

 = 0,01mm

4 02 , 01 , 01 , 00 ,    

Kết quả: d 8,750,01mm b) Cách xác định sai số dụng cụ

● Mỗi dụng cụ có độ xác định Nếu dùng dụng cụ để đo đại lượng vật lí đương nhiên sai số nhận vượt độ xác dụng cụ Nói cách khác, sai số phép đo nhỏ sai số dụng cụ

● Tuy nhiên lí đó, phép đo tiến hành lần độ nhạy dụng cụ đo không cao, kết lần đo riêng lẻ trùng Trong trường hợp đó, ta phải dựa vào độ nhạy dụng cụ để xác định sai số Sai số A thường lấy nửa giá trị độ chia nhỏ dụng cụ

● Khi đo đại lượng điện dụng cụ thị kim, sai số xác định theo cấp xác dụng cụ

Nếu kim thị vị trí 150 V kết đo là: U 1504V

● Khi đo đại lượng điện đồng hồ đo số, cần phải lựa chọn thang đo thích hợp

- Nếu số hiển thị mặt đồng hồ ổn định (con số cuối bên phải khơng bị thay đổi) sai số phép đo lấy giá trị tích cấp xác số hiển thị

Ví dụ: đồng hồ số có ghi cấp sai số 1.0% rdg (kí hiệu quốc tế cho dụng cụ đo số), giá trị điện áp hiển thị mặt đồng hồ là: U = 218 V

thì lấy sai số dụng cụ là:

0

ΔU = 218 = 2,18 V Làm tròn số ta có U = 218,0 ± 2,2 V

- Nếu số cuối không hiển thị ổn định (nhảy số), sai số phép đo phải kể thêm sai số ngẫu nhiên đo

Ví dụ: đọc giá trị hiển thị điện áp đồng hồ nêu trên, số cuối không ổn định (nhảy số): 215 V, 216 V, 217 V, 218 V, 219 V (số hàng đơn vị không ổn định) Trong trường hợp lấy giá trị trung bình U = 217 V Sai số phép đo cần phải kể thêm sai số ngẫu nhiên trình đo ΔU = 2n V Do vậy:

U = 217,0 ± 2,2 ± = 217,0 ± 4,2 V Chú ý:

- Nhiều loại đồng hồ số có độ cao, sai số phép đo cần chú ý tới thành phần sai số ngẫu nhiên

- Trường hợp tổng quát, sai số phép đo gồm hai thành phần: sai số ngẫu nhiên với cách tính sai số hệ thống (do dụng cụ đo)

2.3 Phương pháp xác định sai số gián tiếp a) Phương pháp chung

Giả sử đại lượng cần đo A phụ thuộc vào đại lượng x, y, z theo hàm số )

, , (x y z f

A Trong x, y, z đại lượng đo trực tiếp có giá trị

Giá trị trung bình A xác định cách thay giá trị x, y, z vào hàm trên, nghĩa A = f (x,y,z)

b) Cách xác định cụ thể

Sai số A tính phương pháp vi phân theo hai cách sau: Cách

Cách sử dụng thuận tiện hàm f(x,y,z) tổng hay hiệu (không thể lấy logarit dễ dàng) Cách gồm bước sau:

a Tính vi phân tồn phần hàmA f(x,y,x), sau gộp số hạng có chứa vi phân biến số

b Lấy giá trị tuyệt đối biểu thức đứng trước dấu vi phân d thay dấu vi phân d dấu  Ta thu A

c Tính sai số tỉ đối (nếu cần)

Ví dụ: Một vật ném xiên góc  có độ cao

2

sin t gt

v

h  

Trong đó: v0 39,20,2m/s

1 30  

t 2,00,2s

/ , m s g 

Ta có: h 19,6m

2 , 30 sin , 39    dt t g dv t d v dt v

dh 0sin  0cos sin 0  v0.sin gt.dtv0.tcos.d sin.t.dv0

h = v0.sin -gt t v0.t.cos  sin.t v0

= sin30.2.0,2 1,38m

360 30 cos , 39 , 30 sin ,

39     

Sử dụng quy ước viết kết IV ta có: h19,61,4m Cách

Sử dụng thuận tiện hàm f(x,y,z) dạng tích, thương, lũy thừa Cách cho phép tính sai số tỉ đối, gồm bước:

a Lấy logarit số e hàm A f(x,y,z)

c Lấy giá trị tuyệt đối biểu thức đứng trước dấu vi phân d chuyển dấu d thành  ta có  =

A A 

d Tính A= A 

Ví dụ: Gia tốc trọng trường xác định biểu thức: g = 2

2

T l  đây: l 5001mm

s T 1,450,05

g =

/ 20 , 78 ,

9  m s

Khi đó: lng = ln ( 42

l) – ln( T ) g dg = l l d 2 ) (  

- 2

2 ) ( T T d  g dg =  l d 2 ) (   l dl 2 4   - T dT  g g  = T T l l   

2  g = g 

        T T l l

Bài tập rèn luyện

Hãy tính cơng thức sai số tuyệt đối sai số tương đối đại lượng đo gián tiếp sau: 2 at t v

S   với               a a a t t t v v v0 0 0

2 mv mgh

E   với

constant

m m m h h h v v v g                  2.4 Cách viết kết

a) Các chữ số có nghĩa

Tất chữ số từ trái sang phải, kể từ số khác không chữ số có nghĩa

Ví dụ: 0,014030 có chữ số có nghĩa b) Quy tắc làm trịn số

- Nếu chữ số hàng bỏ có giá trị  chữ số bên trái tăng thêm đơn vị

Ví dụ: 2,837452,84 c) Cách viết kết

- Sai số tuyệt đối A sai số trung bình làm trịn theo quy tắc - Khi viết kết quả, giá trị trung bình làm tròn đến chữ số hàng với chữ số có nghĩa sai số tuyệt đối

Ví dụ:

Khơng thể viết m2,837450,0731g

mà phải viết m2,840,07g

ta tính 100% 2,464 2,464% 84 , 07 ,          

Ta viết m(2,842,5.2,84%) g Nếu sai số lấy đến chữ số có nghĩa (2,84 0, 07)

m  g

Chú ý viết kết cuối cùng, sai số toàn phần tổng sai số ngẫu nhiên sai số hệ thống: TP NN HT

Ví dụ: Khi dùng thước kẹp để đo đường kính sợi dây nhỏ, giả sử ta đo lần, sai số ngẫu nhiên tính d 0,05mm Thước kẹp có độ xác 0,02mm sai số tồn phần TP 0,050,020,07mm

Nếu sai số ngẫu nhiên nhỏ sai số hệ thống ta bỏ qua sai số ngẫu nhiên (vì khơng thể đo kết xác cấp xác dụng cụ đo) Trong trường hợp phép đo thực lần sai số tồn phần lấy sai số hệ thống (do dụng cụ đo)

2.5 Xử lí số liệu biểu diễn kết đồ thị

Trong nhiều trường hợp kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị thuận lợi, đồ thị cho thấy phụ thuộc đại lượng y vào đại lượng x Phương pháp đồ thị thuận tiện để lấy trung bình kết đo

Muốn biểu diễn hàm y  f(x) đồ thị, ta làm sau:

a Trên giấy kẻ ô, ta dựng hệ tọa độ decac vuông góc Trên trục hồnh đặt giá trị x, trục tung đặt giá trị y tương ứng Chọn tỉ lệ xích hợp lí để đồ thị chốn đủ trang giấy

b Dựng dấu chữ thập hình chữ nhật có tâm điểm A1(x1,y1), )

, ( ) ,

( 2 2

2 x y An xn yn

A có cạnh tương ứng 2x1,2y1, 2xn,2yn Dựng đường bao sai số chứa hình chữ nhật dấu chữ thập

c Đường biểu diễn y  f(x) đường cong trơn đường bao sai số vẽ cho qua hầu hết hình chữ nhật điểm A1,A2 An nằm phân bố hai phía đường cong (hình 1)

d Nếu có điểm tách xa khỏi đường cong phải kiểm tra lại giá trị thực nghiệm Nếu nhận giá trị cũ

thì phải đo thêm điểm lân cận để phát điểm kì dị

e Dự đốn phương trình đường cong tn theo phương trình đó: - Phương trình đường thẳng y = ax + b

- Phương trình đường bậc - Phương trình đa thức - Dạng y = eax, y = abx

- Dạng y = a/xn - Dạng y = lnx

Việc thiết lập phương trình đường cong thực cách xác định hệ số a, b, …n Các hệ số tính làm khớp phương trình với đường cong thực nghiệm

Các phương trình chuyển thành phương trình đường thẳng cách đổi biến thích hợp (tuyến tính hóa)

+ +

+

+ + + y

y 

x 

x 0

Chú ý: Ngồi hệ trục có tỉ lệ xích chia đều, người ta cịn dùng hệ trục có trục chia đều, trục khác có thang chia theo logarit để biểu diễn hàm mũ, hàm logarit (y = lnx; x

a y  …) III Nội dung thực hành

1 Tính sai số đại lượng đo gián tiếp

Hãy tính sai số đại lượng đo gián tiếp sau:

a, RT

gh e p p  

 0 với p0  p0 p0

T T T  

R g h h

h  , , số b,         V V p p

1 với p1  p1p1

V1 V1V1

V V V  số c,  1 2  2

1 t c c t m c m c

m    

  



với mmm t1 t1 t1

m1 m1 m1 t2 t2 t2; c1 số m2 m2 m2    ; c2 số 2 Xử lí số liệu tính tốn đại lượng đo gián tiếp Đặt vấn đề

Để xác định lực hướng tâm, người ta bố trí thí nghiệm việc sử dụng số dụng cụ sau:

- 01 động điện dùng nguồn điện 220 V xoay chiều - 01 máng nằm ngang nhẵn, gắn vng góc với trục thẳng đứng (trục quay) Do trục quay liên kết với động nên máng nằm ngang quay trịn xung quanh trục thẳng đứng

- 01 xe lăn máng, có khối lượng m nối với trục quay môt sợi dây mềm, nhẹ, không dãn Khi máng quay xung quanh trục thẳng đứng, xe lăn chuyển

F m

r

- 01 cổng quang học để đo vận tốc góc máng

- 01 giá đỡ có gắn lực kế lị xo, sợi dây mềm rịng rọc có khối lượng nhỏ không đáng kể

- 01 hộp gia trọng để gắn lên xe

- 01 cân để xác định khối lượng xe gia trọng

- 01 thước đo chiều dài có độ chia tới mm để đo khoảng cách xe tới trục quay Khi xe máng quay xung quanh trục thẳng đứng, ta đo được r,  từ tính lực hướng tâm:

r m

F  2 đại lượng m, r,  đại lượng đo trực tiếp với

lần đo bảng thống kê sau:

Chú ý: Cổng quang máy đếm tần số đo chu kì dùng tế bào quang điện Mỗi lần máng ngang qua cổng quang đếm lần Khi sử dụng núm gạt cổng quang chọn chế độ đếm thích hợp để đo chu kì T (xem cách sử dụng thí nghiệm thí nghiệm 7)

Bảng thống kê đại lượng đo trực tiếp Lần

đo

m (g) (Khối lượng xe

và gia trọng)

f (vg/s) (tần số đo số vòng quay/s)

r (cm) (khoảng cách từ xe tới trục)

F (N) r m F  2

1

199 201 198 200 199

2600 2604 2597 2596 2603

35,5 36,0 35,8 36,4 35,9 Yêu cầu:

a Hãy tính giá trị trung bình sai số đại lượng đo trực tiếp m, r, 

trong lần đo

b Hãy thiết lập cơng thức tính giá trị trung bình sai số đại lượng đo gián tiếp F (từ công thức xác định lực hướng tâm)

e Hãy tính sai số tương đối đại lượng F Câu hỏi mở rộng

Dùng lực kế để liên kết xe với trục quay, người ta đo kiểm nghiệm lực hướng tâm tác dụng lên xe lăn, máng quay Hãy tìm hiểu kĩ tính dụng cụ để đưa cách bố trí lực kế cho phép đọc độ lớn lực hướng tâm lực kế, mà sai số phép đo nhỏ Hãy vẽ sơ đồ bố trí thí nghiệm giải thích

Gợi ý: Trước làm tốn này, nên tìm hiểu kĩ dụng cụ cho, đặc biệt công dụng cách sử dụng cổng quang nêu thí nghiệm IV Báo cáo thực hành

THỰC HÀNH TÍNH SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU

Họ tên: Lớp: Nhóm: Ngày làm thực hành: Viết báo cáo theo nội dung sau:

1 Mục đích

……… .……… 2 Tóm tắt lí thuyết

a Giá trị trung bình sai số đại lượng đo trực tiếp

b Các phương pháp tính giá trị trung bình sai số đại lượng đo gián tiếp c Quy tắc làm tròn số liệu

d Cách tính sai số tương đối

3 Trình bày nội dung

3.1 Bài tốn tính sai số đại lượng đo gián tiếp: Tính sai số ba đại lượng đo gián tiếp

RT gh e p p





 0 ,

       

V V p

p

1 ,  1 2  2

1

t c c t

m c m c

m    

  

Chú ý: Thực theo phương pháp tính sai số đại lượng đo gián tiếp Sau rút ưu, nhược điểm phương pháp

3.2 Bài tốn xử lí số liệu tính tốn đại lượng đo gián tiếp Bảng thống kê đại lượng đo trực tiếp Lần

đo

m (g) (khối lượng xe

và gia trọng)

f (vg/s) (tần số đo số vòng quay/s)

r (cm) (khoảng cách từ xe tới trục)

F (N) r m F  2

1 199 201 198 200 199 2600 2604 2597 2596 2603 35,5 36,0 35,8 36,4 35,9

- Tính giá trị trung bình sai số đại lượng đo trực tiếp: r

m, ,

 , , m, r từ số liệu bảng Tính giá trị trung bình sai số lực hướng tâm F + Biểu thức giá trị trung bình:

F 

+ Biểu thức sai số đại lượng đo gián tiếp: 

 F

Sai số tương đối    F

F 

Viết kết F FF  (chú ý quy tắc làm tròn số)

Nhận xét kết 4 Trả lời câu hỏi mở rộng

Bài thực hành số

KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG VÀ XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ DO I Mục đích

- Đo thời gian rơi t vật quãng đường s khác

- Vẽ khảo sát đồ thị s  t2, rút tính chất chuyển động rơi tự - Xác định gia tốc rơi tự

II Cơ sở lí thuyết

Theo định nghĩa, rơi tự rơi tác dụng trọng lực Các vật khác rơi tự rơi nhanh Thực tế, thí nghiệm rơi tiến hành khơng khí nên gần rơi tự

Thả vật (trụ thép, viên bi…) từ độ cao s mặt đất, vật rơi nhanh theo phương thẳng đứng (phương song song với dây dọi) Trong trường hợp ảnh hưởng khơng khí khơng đáng kể, vật chuyển động tác dụng trọng lực, nên coi vật rơi tự

Khi vật có vận tốc ban đầu 0, chuyển động thẳng nhanh dần với gia tốc a, quãng đường s sau khoảng thời gian t (tính từ lúc vật bắt đầu chuyển động) xác định công thức:

2

at s

Đồ thị biểu diễn quan hệ s t2 có dạng đường thẳng qua gốc tọa độ có hệ số góc:

2 tan  a

III Dụng cụ lắp đặt 1 Dụng cụ

1.Giá đỡ thẳng đứng, có dây dọi mặt sau Mặt bên giá có kẻ vạch dùng để làm thước đo Giá gắn đế chân có vít điều chỉnh thăng

2.Nam châm điện gắn đầu giá để giữ vật sắt non

4.Cổng quang điện, gắn giá di chuyển Mặt bên có cửa sổ suốt để xác định vị trí cổng thước giá

5.Đồng hồ đo thời gian số 6.Vật sắt non hình trụ

7.Giá hứng vật rơi

8.Ke vuông chiều để đo vị trí vật 2 Lắp đặt

Sơ đồ lắp đặt trình bày hình 1.1

Nam châm điện lắp đỉnh giá thí nghiệm Nguồn điện cấp cho nam châm nối qua hộp công tắc tiếp đến ổ A đồng hồ đo thời gian

Cổng quang điện E lắp phía di chuyển (khi di chuyển cần nới lỏng ốc hãm phía sau), dây điện cổng nối với ổ B đồng hồ đo thời gian

Điều chỉnh chân đế, cho dọi nằm đồng tâm lỗ trịn phía sau giá

- Bật công tắc nguồn đồng hồ, lắp nam châm có từ tính Lúc đặt vật khảo sát nam châm vật bị hút dính chặt vào nam châm Bấm cơng tắc, nam châm bị ngắt điện, vật nhả rơi xuống

Đồng hồ phải đếm thời gian bấm công tắc cho vật rơi Khi vật rơi qua cổng quang đồng hồ phải ngừng đếm Tuy nhiên đồng hồ khơng ngừng đếm trường hợp sau:

+ Nếu công tắc kép khơng có hỗ trợ mạch sửa dạng xung mạch điện tử, thao tác bấm khơng nhanh (tức nhả tay muộn vật qua cổng quang) làm đồng hồ chạy không ngừng

+ Vật qua cổng quang không chắn tia sáng, giá khơng thẳng đứng hay nam châm bị lệch tâm

+ Cổng quang bị cố, với trường hợp ta kiểm tra cách lấy bàn tay chắn cổng quang mà đồng hồ đếm nguyên nhân cổng quang Nếu đồng hồ ngừng đếm lí do vật không chắn chùm hồng ngoại

Vật rơi theo phương thẳng đứng, vào giá hứng cắm thẳng đứng vào bột dẻo giá Khi vật không rơi thẳng đứng, sai số tăng lên

Vì vật rơi khơng khí nên phải chọn vị trí cổng quang thích hợp để giảm sai số

IV Tiến hành thí nghiệm

a Xác định vị trí ban đầu vật thước ke chiều Để lựa chọn vạch thích hợp định, ta điều chỉnh vị trí nam châm (nới lỏng tai hồng dịch chuyển)

b Chọn quãng đường khảo sát S1 (ví dụ 20 mm) Nhấn nút Reset đồng hồ để đưa số 0,000 Nhấn nút hộp công tắc để vật rơi, nhả nhanh tay trước vật rơi qua cổng E Đọc thời gian vật rơi đồng hồ ghi vào bảng số liệu 1.1 Lặp lại thí nghiệm số lần để xác định giá trị trung bình đại lượng đo sai số

c Tiếp tục chọn quãng đường S2, S3,… thực thí nghiệm tương tự đọc thời gian tương ứng, ghi vào bảng số liệu 1.1

d Sau tiến hành thí nghiệm xong, tắt cơng tắc điện đồng hồ phía sau (nút đỏ có ghi ON, OFF)

- Vẽ đồ thị tìm phụ thuộc s = s(t2) v = v(t) - Tìm giá trị: gg g vvv

V Một số điểm cần ý

Nguyên lí hệ thống khảo sát chuyển động rơi vật khơng khí trình bày hình 1.2

Khi khóa K mở (nhấn nút hộp công tắc), đồng hồ đo thời gian bắt đầu đếm Thời điểm tương ứng với vật khảo sát bắt đầu rơi

Nếu chùm hồng ngoại cổng E bị ngắt, đồng hồ ngừng đếm Điều xảy vật hình trụ đến cổng E bắt đầu chắn chùm hồng ngoại

Như vậy, hệ thống hình 1.1 xác định thời gian mà vật quãng đường từ thời điểm bắt đầu rơi đến thời điểm cổng E bị chắn sáng

Chuyển mạch đồng hồ MODE dùng để chọn kiểu làm việc cho đồng hồ Ở ta dùng MODE AB (là kiểu bắt đầu đếm từ vị trí nối với cổng A ngừng đếm vị trí nối với cổng B) Nhấn RESET công tắc để đưa số đồng hồ 0,000 Đặt núm chọn thang đo vị trí 9,999s

1 Một số nguyên nhân gây sai số

Hình 1.2 Ngun lí khảo sát chuyển động rơi tự A, B: ổ cắm chân đồng hồ đo thời gian; E: cổng quang điện; V: vật rơi tự do; N: nam châm điện; K: công tắc

Đến A

Đến B K

E

D1 D2

V

- Thời gian bấm cơng tắc khác lần thí nghiệm dẫn đến sai số khác

Trong thực hành, thời gian bấm công tắc không mà khoảng định

Với loại công tắc khơng có hỗ trợ mạch điện tử, tính ngắt hay đóng tức thời cơng tắc phụ thuộc nhiều vào cấu tạo công tắc cách bấm người Để kiểm nghiệm điều đó, ta cần cắm chốt công tắc vào cổng A (hay B), chuyển mạch MODE A (hay MODE B), sau bấm cơng tắc, thời gian hiển thị đồng hồ thời gian công tắc ngắt điện Do khơng đạt tính đóng ngắt tức thời nên ta khơng đạt tính tức thời xung đếm Đó nguyên nhân sai số dụng cụ nhiều có tính chủ quan (phụ thuộc vào kỹ bấm công tắc người thực thí nghiệm)

- Tính khơng đồng thời cơng tắc kép nam châm

Trong thí nghiệm này, dùng cổng quang điện, công tắc dụng cụ tạo xung bắt đầu đếm, cổng quang tạo xung ngừng đếm Thời điểm bắt đầu đếm, thời điểm vật hình trụ rời khỏi nam châm (nam châm ngắt điện) Để thực đồng thời hai nhiệm vụ đó, cơng tắc thiết kế dạng kép, nghĩa với thao tác bấm, công tắc phải vừa ngắt mạch nam châm vừa đồng thời tạo xung đếm, hình 1.3 Hai kiện phải đồng kết thí nghiệm xác Tức ta ngắt điện nam châm cách nhấn cơng tắc vật phải nhả đồng thời với việc đồng hồ bắt đầu đếm thời gian

Muốn vật rời khỏi nam châm nam châm phải bị từ tính bị ngắt điện Để nam châm giữ vật từ tính đồng thời với việc ngắt điện lõi nam châm điện vật hình trụ phải làm vật liệu từ mềm lí tưởng Nếu khơng đạt việc nam châm nhả vật xảy trường hợp đồng hồ đếm trước vật rơi

Lối tạo xung đếm cho đồng hồ

Lối cấp điện cho nam châm

Mặt khác, mặt tiếp xúc vật lõi nam châm phải đảm bảo cho nhả vật rơi phương trục vật trùng với phương thẳng đứng

Nếu điều kiện kĩ thuật không đảm bảo yêu cầu gây sai số đáng kể phép đo

2 Biện pháp khắc phục

Thực nhấn nút công tắc nhanh gọn để đạt đồng thời điểm đồng hồ bắt đầu đếm thời điểm rơi vật

Đặt vật khảo sát phải tâm lõi nam châm điện, để tránh vật bị rơi nghiêng

Cần lựa chọn loại cơng tắc có độ nhạy cao để giảm sai số phép đo 3 Cải tiến dụng cụ thí nghiệm

a Cải tiến công tắc kép

Chuyển công tắc kép thành công tắc đơn, lúc nguồn cấp cho nam châm điện lối tạo xung mắc nối tiếp với cơng tắc Tuy nhiên, có tượng tự cảm, dạng xung khơng vng cần có mạch điện tử để sửa dạng xung, hình 1.4

b Cải tiến nam châm điện vật khảo sát

Chế tạo đầu lõi nam châm điện đầu vật tiếp xúc với lõi nam châm có dạng cầu Với thay đổi này, tiếp xúc hai phận tiếp xúc điểm phương trọng lực ln trùng với đường kính vật Có thể thay vật hình trụ viên bi dạng cầu, hình 1.5 Khi đó, việc đặt viên bi vào nam châm khơng cịn phải lựa chọn điểm đặt cách xác trường hợp vật hình trụ

Thực tế với thay đổi kết cho thấy sai số giảm VI Câu hỏi mở rộng

Hình 1.4 Ngun lí cải tiến cơng tắc kép Nam châm điện

Mạch sửa dạng xung

1 Vì chọn vật khảo sát hình trụ sắt phẳng hai đầu? Lựa chọn có mâu thuẫn với điều kiện bỏ qua sức cản khơng khí?

2 Kể ngun nhân gây sai số vật viên bi

3 Nếu có ba người chọn phương án thí nghiệm sau:

- Người thứ nhất, lựa chọn quãng đường khảo sát phía giá đỡ - Người thứ hai, lựa chọn quãng đường khảo sát phía giá đỡ - Người thứ ba, lựa chọn quãng đường khảo sát phía giá đỡ Hãy nhận xét kết thực người? Kết hợp lí dùng dụng cụ mơi trường thí nghiệm

4 Hãy nêu điều kiện lí tưởng nam châm vật khảo sát để thu kết thí nghiệm xác nhất?

5 Bài thí nghiệm dùng MODE A (hoặc MODE B) để khảo sát không? Nếu có cách tiến hành nào? Kết có xác khơng? Tại sao?

VII Báo cáo thực hành

THỰC HÀNH KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG RƠI TỰ DO VÀ XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ DO

Họ tên: Lớp: Nhóm: Ngày làm thực hành: Viết báo cáo theo nội dung sau:

1 Mục đích

……… ……… 2 Tóm tắt lí thuyết

Chuyển động rơi tự chuyển động……… ….…… …… ……… ……… Các đặc điểm chuyển động rơi tự do:

Cơng thức tính gia tốc rơi tự

……… ……… 3 Kết

a Khảo sát chuyển động rơi tự

Vị trí đầu vật rơi: s0 = mm Bảng 1.1

Lần đo s(mm)

Thời gian rơi t (s)

Lần Lần Lần t

S1 S2 S3 S4 …

Nhận xét, rút kết quả: s ~ t2 b. Xác định gia tốc rơi tự

Vị trí đầu vật rơi: s0 = mm Bảng 1.2

Lần đo s(m)

Thời gian rơi t (s) ti ti2

2

i i i

t s g 

i i i

t s v 

1

S1 S2 S3 S4 S5 ……

Nhận xét thấy đồ thị s = s(t2) có dạng đường……… , chuyển động vật rơi tự chuyển động ………

- Gia tốc rơi tự xác định theo góc nghiêng  đồ thị: g = 2tan =

- Khi xác định chuyển động rơi tự chuyển động nhanh dần đều, ứng với lần đo, ta xác định giá trị g theo công thức

2

i i i

t s g 

và vận tốc vật rơi cổng E theo công thức

i i i

t s v 

Hãy tính giá trị ghi vào bảng

Vẽ đồ thị v = v(t) dựa số liệu bảng 1.2, để lần nghiệm lại tính chất chuyển động rơi tự

Đồ thị v = v(t) có dạng đường……., tức vận tốc rơi tự do…… theo thời gian Vậy chuyển động vật rơi tự chuyển động ………

2

1   

 n g g g g n 2 1         g g g g g g

1   

   n g g g g n

Gia tốc rơi tự đo là: g gg   m/s2 4 Trả lời câu hỏi

Câu 1 Chọn vật khảo sát hình trụ sắt phẳng hai đầu

……… ……… So với điều kiện bỏ qua sức cản không khí, lựa chọn

……… ……… Câu 2 Nếu vật viên bi, nguyên nhân gây sai số

……… ……… Câu 3 Các nhận xét kết thực người

……… ……… Trong điều kiện thí nghiệm, kết hợp lí

……… ……… Câu 4 Để thu kết thí nghiệm xác nhất, điều kiện lí tưởng nam châm vật khảo sát

Câu 5 Bài thí nghiệm …… ……dùng MODE A (hoặc MODE B) để khảo sát Cách tiến hành

……… ……… Kết

……… ……… Giải thích

Bài thực hành số TỔNG HỢP LỰC I Mục đích:

- Dùng qui tắc hình bình hành để tổng hợp hai lực đồng qui, sau kiểm nghiệm lại thực nghiệm

- Dùng qui tắc tổng hợp hai lực song song chiều để xác định lực tổng hợp, sau kiểm nghiệm lại thực nghiệm

- Rèn luyện kĩ thực hành, giải toán tổng hợp nhiều lực đồng quy lực song song chiều

II Cơ sở lí thuyết

1. Tổng hợp hai lực đồng quy Giả sử hai lực đồng quy F1



F2



tác dụng lên vật (hình 1a) Ta phải xác định lực tổng hợp lực thành phầnF1



F2



Áp dụng quy tắc hình bình hành để xác định lực tổng hợp Rcủa hai lực đồng quy F1



F2



- Muốn vậy, phải trượt lực F1 F2trên giá chúng điểm đồng quy Bằng quy tắc hình bình hành, dựng véc tơ R F1 F2 (hình 1a,b)

Hình 1a: Hai lực đồng quy Hình 1b: Quy tắc hình bình hành

- Kết xác định lực tổng hợp R hình 1b sở tiến hành thí nghiệm để kiểm tra kết thu

Tổng hợp hai lực song song chiều

Cho hai lực P1 P2song song chiều tác dụng lên AB - Hợp hai lực P1



P2 

song song chiều tác dụng lên AB lực P song song chiều với hai lực Lực Pnày có độ lớn tổng độ lớn

1

F F2

1

F F2

0

0

2

1 F

hai lực P = P1 + P2 Giá lực P nằm mặt phẳng chứa hai lựcP1 P2,

chia khoảng cách hai lực (chia trong) theo tỉ lệ:

OA OB d

d P P

 

1

2

(hình 2)

Hình 2: Sơ đồ tổng hợp hai lực song song chiều

- Kết tính tốn độ lớn điểm đặt lực F hình sở để tiến hành thí nghiệm tổng hợp hai lực song song chiều

III Dụng cụ thí nghiệm

1 Dụng cụ thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy - Bảng sắt gắn lên giá có đế chân

- Thước đo góc, in bìa màu trắng dày 0,15 đến 0,2mm, ép plastic, có kích thước 200x200 mm Độ chia nhỏ 10

- Thước đo chiều dài có độ chia nhỏ mm - Hai lực kế ống 5N, hai vịng kim loại có đế nam châm xuyến mạ kẽm Nhờ hai nam châm này, ta định vị hai lực kế bảng sắt

- Lị xo 5N có nam châm để gắn dính lên bảng sắt

- Một dây bền dây cao su - Một đế nam châm để buộc dây cao su - Một viên phấn

2 Dụng cụ thí nghiệm tổng hợp hai lực song song chiều

- Hai lò xo xoắn 5N, dài khoảng 60 mm - Ba dây cao su

1

P

2

P

P

d1

d2

a O

A B

Hình 3:

- Thanh treo qua nặng, kim loại nhẹ, cứng, dài 400 mm, để treo nặng tổng cộng đến 10N mà không bị biến dạng Trên có gắn thước 400 mm trượt có gắn móc treo, hai đầu có lỗ móc treo lị xo 5N

- Thanh định vị, kim loại nhẹ, mỏng, dài 300 mm, sơn màu đen, gắn lên bảng sắt

- Cuộn dây treo, nhẹ, mềm có màu tối

- Hộp nặng có khối lượng 50g

- Giá đỡ có trục 10 mm, cắm lên đế chân bảng sắt - Hai đế nam châm để buộc dây cao su

- Thước đo chiều dài có độ chia nhỏ mm - Một viên phấn

Hình 4: Tổng hợp hai lực song song chiều IV Các bước tiến hành thí nghiệm

1 Thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy

Tìm hiểu kĩ dụng cụ để lắp đặt, bố trí thí nghiệm

Bước Tổng hợp hai lực đồng quy theo quy tắc hình bình hành

- Buộc đầu dây cao su vào đế nam châm, đầu dây cao su thắt vào dây Hai đầu dây buộc vào móc hai lực kế

- Kéo hai lực kế cho dây cao su song song mặt phẳng bảng tới vị trí A

- Dùng phấn đánh dấu lên bảng sắt: điểm A đầu dây cao su, phương hai lực F1



F2



- Dựng hình bình hành có cạnh lực F1 F2theo tỉ lệ xích chọn trước Dựng

véc tơ R F1F2 quy tắc hình bình hành Đo chiều dài l véc tơ R, tính giá trị R theo tỉ lệ xích chọn, ghi vào bảng số liệu

Bước Kiểm nghiệm lại véc tơ Rđã dựng

- Dùng lực kế để kéo dây cao su dãn song song với mặt phẳng bảng tới điểm A nói Đọc giá trị R lực kế ghi vào bảng số liệu

- Thực lặp lại hai lần bước thí nghiệm để nhận giá trị R2, R3 Ghi lại giá trị R2, R3 tương ứng vào bảng số liệu, tính giá trị trung bình R sai số

R



Bước Tiến hành hai bước thí nghiệm ứng với cặp lực F1



F2



có phương, chiều độ lớn khác

- So sánh kết tổng hợp lực R thu tính tốn thí nghiệm kiểm chứng, rút kết luận

2 Thí nghiệm tổng hợp hai lực song song chiều Tìm hiểu kĩ dụng cụ để lắp đặt, bố trí thí nghiệm

Bước Tổng hợp theo quy tắc hợp hai lực song song chiều

- Gắn hai nam châm lên bảng sắt, sau treo kim loại lên hai đế nam châm hai dây cao su (hoặc lò xo)

- Chọn vị trí móc treo nặng thước (vị trí A B), vị trí lựa chọn cách trượt miếng mica khe kẹp thước Tuy nhiên nên chọn trùng với vạch chia thước để tránh sai số đo

- Treo nặng vào hai lỗ móc miếng mica Vị trí treo nặng điểm đặt A, B lực thành phần P1



, P2 tương ứng

- Đặt thước định vị có nam châm phía vào bảng từ (hoặc căng dây cao su), điều chỉnh cho thước định vị (hoặc dây cao su) thước treo nặng song song với ( trùng khít nhau)

- Dùng phấn vẽ hai lực P1 

, P2 lên bảng sắt Áp dụng công thức quy tắc hợp lực song song chiều để xác định độ lớn điểm đặt O (độ dài a đoạn OA) hợp lực P Ghi giá trị P, a vào bảng số liệu

- Móc nặng dùng vào điểm khoảng AB cho vị trí kim loại trùng với vị trị ban đầu đánh dấu Đo ghi vào bảng số liệu (bảng 2) giá trị độ dài a1 từ điểm treo nặng tới A

- Lặp lại bước thí nghiệm thêm hai lần, tìm a2 a3 tương ứng ghi vào bảng số liệu

- Tính giá trị a a So sánh kết từ thực nghiệm với kết tính theo lí thuyết

Bước Tiến hành hai bước thí nghiệm trường hợp thay đổi số nặng treo A B độ dài AB thay đổi

- So sánh kết hợp lực P 

thu tính tốn thí nghiệm kiểm chứng, rút kết luận

V Các vấn đề cần ý

1 Quá trình tổng hợp hai lực đồng quy

Trong q trình thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy, mức độ xác kết thu phụ thuộc nhiều vào kĩ thực hành Cần ý vấn đề sau: - Khi dùng lực kế để kéo, ống lực khơng thẳng đứng, lị xo ống chạm vào vỏ gây nên ma sat, làm giảm trị số lực kế

- Nếu phương hai lực kế dây cao su không song song với mặt phẳng bảng sắt, lò xo lực kế chạm vào vỏ làm kết thí nghiệm thiếu xác

- Khơng thực thí nghiệm trường hợp dùng lực kéo lớn vượt giới hạn đàn hồi lò xo lực kế (vượt số lớn lực kế)

2 Quá trình tổng hợp hai lực song song chiều

- Treo nặng vào hai lỗ móc miếng mica, nên chọn số nặng hai bên không để độ nghiêng thước

- Độ xác việc xác định điểm đặt lực tổng hợp (độ dài a) phụ thuộc nhiều vào kĩ dùng phấn để đánh dấu điểm đặt lực dựng lực thành phần bảng sắt

VI Câu hỏi mở rộng

Gọi G trọng tâm vật rắn có khối lượng m Vật treo sợi dây mảnh chịu lực căng tối đa có giá trị Tmax Người ta đồng thời tác dụng hai lực

1

F F2



Hãy nêu lên điều kiện hai lực F1 F2 để sau dây bị dứt, toàn vật chuyển động tịnh tiến trọng tâm G, không bị quay, trình chuyển động theo phương thẳng đứng

Trong trường hợp hai lực F1 F2 vật vừa chuyển động tịnh tiến vừa quay

Hãy vận dụng kiến thức tổng hợp lực đồng quy, hợp lực song song, mơ men lực để giải thích

VII Báo cáo thực hành

THỰC HÀNH TỔNG HỢP LỰC

Họ tên: Lớp: Nhóm: Ngày làm thực hành: Viết báo cáo theo nội dung sau:

1 Mục đích

……… ……… 2 Tóm tắt lí thuyết

a Tổng hợp hai lực đồng quy

b Tổng hợp hai lực song song chiều

3 Kết

3.1 Thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy

Bảng 1: Tổng hợp hai lực đồng quy

Thí nghiệm

F1

(N) F2

(N)

Tỉ lệ xích

R

(từ hình vẽ) R



(từ thí nghiệm) l

(mm) R (N) R1 R2 R3 R R R RR

1 mm ứng với …

N

ứng với …

N

- Các tính tốn R R



R R

R  (dùng quy tắc làm tròn số liệu)

- So sánh kết tổng hợp lực R thu tính tốn thí nghiệm kiểm chứng

- Rút kết luận

3.2 Thí nghiệm tổng hợp hai lực song song chiều

Bảng 2: Tổng hợp hai lực song song chiều

Thí nghiệm P1 (N) P2 (N) P

(tính tốn từ hình vẽ )

P

(từ thí nghiệm) P (N)

Độ dài a

đoạn OA

(mm)

P (N)

Độ dài a đoạn OA (mm) a1 a2 a3 a a aaa

2

- Mơ tả hình vẽ, dẫn cơng thức công thức

OA OB d d P P   2

với (OA = a) - Tính a, a

a a

a  (dùng quy tắc làm tròn số liệu)

- So sánh kết hợp lực P 

thu tính tốn thí nghiệm kiểm chứng, rút kết luận

4. Trả lời câu hỏi

Bài thực hành số

XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CĂNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG I Mục đích

- Khảo sát tượng căng bề mặt chất lỏng - Đo hệ số căng bề mặt

II Cơ sở lí thuyết

Mặt thống chất lỏng ln có lực căng, theo phương tiếp tuyến với mặt thoáng Các lực căng làm cho mặt thống chất lỏng có khuynh hướng co lại đến diện tích nhỏ Chúng gọi lực căng bề mặt (hay gọi lực căng mặt ngồi) chất lỏng

Có nhiều phương pháp đo lực căng bề mặt, ta dùng vịng nhơm treo lực kế nhạy (loại có độ chia nhỏ 0,001 N)

Xét vịng nhơm ngập phần chất lỏng Kéo vòng lên từ từ Khi đáy vịng nhơm cịn tiếp xúc với bề mặt chất lỏng có màng chất lỏng bám quanh chu vi ngồi chu vi vịng, hình 3.1 Màng chất lỏng tạo lực FC kéo vịng nhơm vào lịng khối lỏng Lực Fc tác dụng vào vịng có giá trị tổng lực căng bề mặt chất lỏng tác dụng lên chu vi ngồi chu vi vịng nhơm

Do ta xem vịng bị chất lỏng dính ướt hồn tồn, nên kéo vịng lên khỏi mặt thống có màng chất lỏng bám đáy vịng mặt thống, lực căng Fc có phương chiều với trọng lực P vòng Giá trị lực F đo lực kế tổng hai lực

F = FC + P (3.1)

Giá trị lực căng bề mặt tác dụng lên đơn vị dài chu vi gọi hệ số căng bề mặt  chất lỏng Gọi D đường kính ngồi d đường kính

Hình 3.1. Mơ hình vịng nhơm nâng lên khỏi mặt nước

F

Vịng nhơm

dây treo

màng nước

của vịng, ta tính hệ số căng bề mặt chất lỏng nhiệt độ nơi làm thí nghiệm

) (D d

P F

  



 (3.2)

III Dụng cụ lắp đặt 1 Dụng cụ thí nghiệm

a Lực kế ống 0,1N, có độ chia nhỏ 0,001N, có vỏ nhựa suốt

b Vịng nhơm hình trụ 52 mm, cao mm, dày 0,7 mm, khoan lỗ cách có dây treo

c Hai cốc nhựa 80 mm, có vịi gần đáy, nối thông b ằng ống mềm dài 0,5 m

d Giá đỡ 10 mm, gắn lên đế chân Dùng khớp đa để nối với giá nằm ngang 8 mm

e Thước kẹp để đo đường kính ngồi đường kính vịng nhơm Độ chia nhỏ thước kẹp, tùy loại, đạt tới 0,1 mm; 0,05 mm 0,02 mm

2 Lắp đặt thí nghiệm

Sơ đồ thí nghiệm trình bày hình 3.2 IV Tiến hành thí nghiệm

1 Đo đường kính ngồi đường kính vịng

- Dùng thước kẹp đo lần đường kính ngồi D đường kính d vịng, ghi kết vào bảng 3.1

2 Đo lực căng FC

a - Lau vịng nhơm giấy mềm, móc dây treo vào lực kế Treo lực kế lên giá nằm ngang

b - Đặt hai cốc A, B có ống cao su nối thông với lên mặt bàn Đổ chất lỏng cần đo hệ số căng bề mặt (nước cất) vào hai cốc Lượng nước cỡ 50% dung tích cốc

c - Hạ hệ thống lực kế, vịng nhơm vào cốc A, cho đáy vòng chạm vào mặt nước

d - Hạ cốc B xuống, để nước A chảy dần sang cốc B Quan sát vòng lực kế Ta thấy mực nước A hạ dần, vịng nhơm bị kéo theo xuống, làm cho 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 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 ngun 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 ngồi+ chu vi xấp xỉ 2D 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

Xét hai phân tử hoàn toàn giống hai vị trí khác nhau: phân tử A nằm lòng khối chất lỏng, phân tử B sát mặt thống (hình 3.3)

Phân tử A tác dụng lên phân tử xung quanh lực hút, ngựơc lại phân tử xung quanh hút phân tử A với lực tương ứng độ lớn Như biết, lực hút tỉ lệ nghịch với khoảng cách (fh= A/rn, n  7) giảm nhanh theo khoảng cách Giả sử tầm bán kính tác dụng R, tất phân tử nằm cách tâm phân tử A đoạn nhỏ R tác dụng lực hút lên phân tử A (và ngược lại) Nếu xem mật độ phân tử trung bình khắp nơi hệ tổng hợp lực tác dụng lên phân tử A khơng Hình cầu có bán kính R gọi hình cầu tác dụng phân tử, bán kính R gọi bán kính tác dụng phân tử Phân tử B nằm sát mặt thoáng chất lỏng Tiếp giáp với bề mặt khối lỏng khí (hoặc hơi) Do mật độ phân tử chất lỏng lớn mật độ phân tử chất khí nên lực tổng hợp tác dụng lên phân tủ B lực hút hướng vào lòng khối chất lỏng

Như vậy, phân tử nằm sát bề mặt, cách bề mặt khoảng nhỏ R bị lực hút hướng vào lòng khối lỏng Tổng hợp tất lực hút gây áp lực nén khối lỏng lại Áp lực tính đơn vị diện tích gọi áp suất phân tử (Pi) Áp suất lớn Ví dụ, áp suất phân tử chất lỏng lớn áp suất phân tử chất khí hàng triệu lần

2 Năng lượng bề mặt

Hãy xét phân tử nằm lớp bề mặt tiếp xúc chất lỏng chất khí (bề mặt gọi mặt thoáng hay bề mặt chất lỏng) Tất phân tử nằm lớp bề mặt chất lỏng (như phân tử B) bị hút lực, lực có khả sinh cơng đưa phân tử từ bề mặt vào lòng khối chất lỏng Dĩ nhiên phân tử vào long khối chất lỏng diện tích bề mặt ngồi giảm Ngược lại phân tử lòng chất lỏng muốn bề mặt phải tiêu thụ cơng Nếu q trình di chuyển đẳng nhiệt cơng dịch chuyển phân tử cơng ngoại lực Khi phân tử từ lịng chất lỏng bề mặt, làm cho diện tích bề mặt tăng lên, công ngoại lực biến thành phân tử

Hình 3.3 Mơ hình tương tác phân tử chất lỏng

A R B

Như vậy, phân tử bề mặt có so với phân tử lòng khối chất lỏng Nói cách tổng quát hơn: Hiệu lượng tất những phân tử lớp bề mặt với lượng phân tử chúng ở lòng khối chất lỏng gọi lượng bề mặt chất lỏng.

Năng lượng bề mặt có tính chất năng, tỉ lệ với diện tích bề mặt, biểu diễn bởi:

U=S (3.3)

U lượng bề mặt; S diện tích bề mặt;  hệ số tỉ lệ, phụ thuộc vào chất phân tử chất lỏng, môi trường tiếp xúc, nhiệt độ độ tinh khiết chất lỏng, gọi là suất căng bề mặt

Từ (3-1), ta có:

 = dU/dS (3.4)

Như suất căng bề mặt  lượng cần thiết để làm diện tích bề mặt thay đổi đơn vị diện tích

Tương tự nguyên lí cực tiểu học, có ngun lí cực tiểu lượng bề mặt: Một khối lỏng ln ln có xu hướng tiến đến trạng thái có lượng bề mặt nhỏ nhất. (Tức có xu hướng tiến đến trạng thái có diện tích bề mặt nhỏ nhất) Từ ngun lí này, suy  ln ln có giá trị dương

Đơn vị  hệ SI N/m

Ở bề mặt vật rắn có suất căng bề mặt, điều kiện bình thường, giá trị thường nhỏ, khơng đủ làm thay đổi hình dạng vật rắn 3 Lực căng bề mặt

Khi màng cao su bị căng ra, diện tích màng tăng Sự tăng ngoại lực tác dụng vào màng gây Thành phần ngoại lực gây tăng diện tích phải có phương phương tiếp tuyến với màng, có chiều ngược chiều với lực co lại màng Khi đạt đến trạng thái cân độ lớn ngoại lực độ lớn lực co lại màng

Tương tự vậy, bề mặt chất lỏng có lực căng, tác dụng lực căng mà diện tích bề mặt chất lỏng co lại cho diện tích có giá trị nhỏ Nếu có ngoại lực làm tăng diện tích bề mặt chất lỏng lực căng bề mặt chống lại Từ đó, suy lực căng bề mặt chất lỏng có đặc điểm sau (h 3.4a):

a Tiếp tuyến với bề mặt khối chất lỏng nơi xét

b Vng góc với đoạn cong nguyên tố l bề mặt, nơi c Độ lớn lực tỉ lệ với giá trị l: F = l

Để hiểu chất vật lí lực căng bề mặt, ta xét lực tác dụng phân tử lên phân tử nằm bề mặt khối chất lỏng (như phân tử B, hình 3.4b hình 3.4c) Trên hình 3.3, lực f tác dụng lên phân tử B có phương vng góc với mặt thống Lực khơng làm phân tử dịch chuyển vào lịng khối chất lỏng phân tử khác chống lại dịch chuyển Trên hình 3.4 lực tương tác phân tử f1 f2 theo phương song song với mặt thoáng Khi bề mặt khối chất lỏng trạng thái cân phân tử B bị hai lực cân tác dụng, tổng hợp lực tác dụng lên phân tử B không, phân tử B dao động xung quanh vị trí cân Nhưng làm hai lực phân tử tác dụng lên phân tử B tác dụng lực cịn lại phân tử B dịch chuyển (h.3.4c) Điều có nghĩa lực tương tác phân tử lực căng bề mặt có chất giống Trong trường hợp (h.3.4b), lực căng bề mặt chưa thể

l

F

B f2

f1

B f1

Hình 3.4

a b c

b

ra, trường hợp (h.3.4c) lực căng bề mặt thể

Có thể làm rõ khái niệm lực căng bề mặt thí nghiệm đơn giản (h.3.5)

Dùng khung cứng, có linh động b trượt dễ dàng khung Nhúng khung vào nước xà phòng, lấy Trên khung có màng xà phịng bao lấy b

Để màng khỏi co lại, cần phải tác dụng lực f’ lên b Khi trạng thái cân độ lớn lực f’ độ lớn lực căng bề mặt f Lực căng bề mặt f tiếp tuyến với bề mặt màng xà phịng, vng góc với b (vì lực căng bề mặt f chống lại tăng diện tích bề mặt màng xà phịng) Lưu ý lực căng tác dụng lên hai bề mặt bọc b Dịch chuyển b đoạn dx, diện tích bề mặt màng xà phịng tăng lượng là: dS = 2ldx Công thực lực f’ dịch chuyển dx là: dA = f’dx Công làm tăng diện tích bề mặt lên thêm dS, tức làm tăng lượng bề mặt thêm lượng có giá trị dS = 2ldx Do đó, ta có: f = f’= 2l

VI Câu hỏi mở rộng

1 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

2 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: Viết báo cáo theo nội dung sau:

2 Tóm tắt lí thuyết

Thế lực căng bề mặt?

……… ……… Tóm tắt cách đo lực căng bề mặt thực hành

……… ……… 3 Kết

a Đường kính ngồi đường kính vịng nhơm Bảng 3.1 Độ chia nhỏ thước kẹp là:……

Lần đo D(mm) D(mm) d(mm) d(mm)

2

Giá trị trung bình b Đo lực căng bề mặt

Bảng 3.2 Độ chia nhỏ lực kế là:………

Lần đo P(N) F(N) FC=F-P (N) FC(N)

2

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

- Tính giá trị trung bình hệ số căng bề mặt nước: )

(   

d D

- Tính sai số tỉ đối phép đo:

 

         

d D

d D F

F C C

  

  Trong công thức

F F

FC  C   



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

4 Trả lời câu hỏi

Câu 1 Khi để vịng nhơm chìm chất lỏng hạ dần mức chất lỏng bình A số lực kế ………so với để đáy vịng nhơm ngập chất lỏng hạ dần mức chất lỏng bình A Ngun nhân điều

……… Câu 2 Trong q trình hạ đáy vịng nhơm ngập vào chất lỏng cần lưu ý

……… ……… Câu 3 Mặc dù áp suất phân tử chất lỏng lớn áp suất phân tử chất khí hàng triệu lần song nhúng tay vào chậu nước ta không cảm nhận áp suất

Bài thực hành số

XÁC ĐỊNH SUẤT ĐIỆN ĐỘNG VÀ ĐIỆN TRỞ TRONG CỦA MỘT PIN ĐIỆN HÓA

I Mục đích thí nghiệm

- Áp dụng định luật Ơm với tồn mạch để xác định suất điện động điện trở pin điện hóa

- Sử dụng đồng hồ đo số để xác định thông số mạch điện - Hiểu tính chất hoạt động pin điện hóa

II Cơ sở lí thuyết

Để xác định suất điện động điện trở pin, cần áp dụng định luật Ơm cho tồn mạch

Sơ đồ thực hành:

Khi mạch điện hở hiệu điện hai cực nguồn điện suất điện động nguồn Tuy nhiên dùng vơn kế đo cực nguồn điện thực tế có dịng điện mạch đo đồng hồ, tức tạo nên mạch kín Nhưng dịng điện trường hợp nhỏ, điện trở nội vôn kế lớn Theo mức độ xác xem U  E Lúc r =

I U E

, khó xác định E – U  I 

Để phép đo xác xác định giá trị sai số, ta vận dụng định luật ơm cho tồn mạch để xác định E r Có thể có phương án thực sau:

a) Phương án 1:

Thực đo giá trị U I tương ứng thay đổi R, ta vẽ đồ thị mơ tả mối quan hệ đó, tức U = f(I)

Áp dụng phương pháp xử lí kết đo đồ thị, ta vẽ đường biểu diễn (Ở dự đốn đường thẳng có dạng y=ax+b) Đường thẳng

V

A E, r

K R0

sẽ cắt trục tung U0 cắt trục hoành Im Xác định giá trị U0 Im trục Đồ thị vẽ có dạng hình sau:

Theo phương trình đồ thị, dựa vào cơng thức định luật Ơm cho tồn mạch ta có:

U = E – I(R0 + r) Khi I =  U0 = E Khi U0 = 

r R

E Im

 

0

Từ ta tính E

m m I

R I E r  

b) Phương án 2:

Có thể sử dụng cơng thức định luật Ơm:

r R R R

E I

A   

0

Và viết dạng: R R R r

E

I  (  0 A

1

) Hay (x b)

E

y  với y = 1/I; b = R0 + RA + r; x = R

Như vậy, vào giá trị Rx I đo ta suy giá trị x y để vẽ đồ thị Áp dụng phương pháp xử lí kết đo đồ thị, ta vẽ đường biểu diễn Ở dự đốn đường thẳng có dạng y=ax+b (Xem hình vẽ)

Sau kéo dài đường thẳng đồ thị cắt trục tung y0 trục hoành U

I U0

Im

y

x y0

y =  x = xm = b x =  y = y0 = b/E

Như ta xác định E r

Một số kiến thức đọc thêm Đặc điểm pin điện hóa:

Một loại pin thơng dụng pin Lơclăngsê (Leclanché), có cực âm kẽm, cực dươnglà than bao bọc xung quanh hỗn hợp nén chặn gồm mangan điôxit MnO2 graphit để tăng độ dẫn điện, dung dịch điện phân dung dịch amôn clorua (NH4Cl) Suất điện động pin khoảng 1,5V Mangan điơxit chất ơxi hố mạnh có tác dụng khử (hấp thụ) khí hiđrơ cực pin hoạt động (khí làm giảm nhanh hiệu điện hai cực) Để tiện dùng người ta chế tạo pin Lơclăngsê dạng pin khô Khi dung dịch NH4Cl trộn thứ hồ đặc đóng vào vỏ pin kẽm, vỏ pin cực âm

-Pin điện hóa có điện trở trong, kí hiệu r Giá trị r pin nhỏ, khoảng đến ôm, tăng dần pin cũ (lên hàng chục ơm) làm giảm dịng điện cung cấp cho tải

- Khi sử dụng, dịng điện thay đổi q trình điện hóa xảy pin làm cho giá trị điện trở thay đổi, để coi r số, cần thay đổi dịng điện phạm vi không chênh lệch

Hiệu điện trung bình: Đây thơng số quan trọng thường ghi pin Một viên pin ghi hiệu điện 3.7V, có nghĩa từ lúc đầy pin đến lúc hết pin, hiệu điện trung bình pin 3.7V Khi pin đầy hiệu điện lên đến 4.2V, pin yếu 3V Tương tự với pin niken pin AA, pin C, D v.v Trên pin ghi 1.5V, có nghĩa trung bình pin từ lúc đầy pin đến lúc hết pin 1.5V, thực tế pin đầy hiệu điện khoảng 1.6 - 1.7V, pin cạn khoảng 1.2 - 1.3V

Bổ sung phương án 3:

Trong cơng thức định luật Ơm cho tồn mạch: U = E – Ir, U = IRN hiệu điện mạch ngồi, theo sơ đồ RN = R0 + Rx

đã cho thấy mạch điện đo mạch kín có hai đại lượng cần xác định với phương trình Để xác định E r, ta cần thực cặp giá trị U1, I1 U2, I2 lúc ta có có phương trình:

  

 

 

2

1

rI E U

rI E U

 r =

2

1

I I

U U

 

và E = U1 + rI1 Mạch điện:

III Dụng cụ

1 Hộp dụng cụ có bảng lắp rắp khay linh kiện, cần lựa chọn linh kiện sau:

- pin 1.5V đế (1 pin pin cũ)

- Điện trở 10 đế tương ứng với R0 sơ đồ

- Biến trở 100 theo mức thay đổi 10, tương ứng với Rx sơ đồ

- Bộ dây cắm phích đàn hồi 4mm

Hai đồng hồ vạn năng, dùng thang Vôn, dùng thang Ampe

IV Các bước tiến hành thí nghiệm

Mạch điện bảng số liệu cho Phương án 1và 2: V

A E, r

K R0

- Dùng dây nối có chốt cắm linh kiện mắc mạch theo sơ đồ (theo bảng lắp ráp mạch điện lớp 11)

- Sau kiểm tra kĩ mạch lắp ráp, chọn vị trí biến trở vị trí 100, đồng hồ Vơn chọn thang DCV 20, đồng hồ Ampe chọn thang 200mA DC (Hai đồng hồ loại vạn số)

- Đóng cơng tắc, đọc giá trị hai đồng hồ tương ứng với vị trí biến trở (Rx)

- Tiếp tục với vị trí biến trở 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, xác định giá trị tương ứng đồng hồ Mỗi lần thực sử dụng công tắc để ngắt mạch điện chờ vài giây sau đóng mạch để q trình điện hóa pin ổn định biến trở khơng bị dịng điện làm tăng nhiệt độ liên tục

- Ghi giá trị vào bảng số liệu để xử lí theo phương án Rx 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10

U I

Bảng – Bài thí nghiệm 1 Xử lí kết phương án 1:

Dùng kết bảng – Bài thí nghiệm 4 để vẽ đồ thị theo hệ trục tọa độ U I Hệ trục tọa độ cần lấy tỷ lệ xích xác để xác định đại lượng U0 Im

Từ phương trình đường thẳng U = E – I(R0 + r)

sẽ cắt hệ trục tọa độ hai điểm:

Khi I =  U0 = E giá trị đọc trục tung

V

A E,

r K R0

Khi U0 = 

r R

E Im

 

0

là giá trị đọc trục hồnh Từ ta tính E

m m I

R I E r  

Đó kết cần thực hành thí nghiệm 2 Xử lí kết phương án 2:

Cũng với bảng số liệu này, thực vẽ đồ thị tính tốn theo phương trình y = f(x)

Các điểm đồ thị là:

x = Rx 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10

I y =1/I

y =  x = xm = b (xác định đồ thị) x =  y = y0 = b/E (xác định đồ thị)

Dùng đồng hồ Vôn đo điện áp hai đầu đồng hồ Ampe để xác định RA = U/I

Với kết thu ta tính r theo biểu thức sau: b = R0 + RA + r  r = b – (R0 + RA)

Còn E = b/y0

3 Mạch điện bảng số liệu phương án 3:

- Mắc mạch điện theo sơ đồ trên: ý cực tính thang đo đồng hồ Đối với vị trí vơn kế, đồng hồ đặt thang DCV mức 20, với vị trí ampe kế đồng hồ đặt thang DCA mức 10A (cực âm COM, cực dương 10A DC đồng hồ DT 830B)

- Điều chỉnh biến trở Rx vị trí để có giá trị khoảng 50 Đóng cơng tắc, gạt núm bất A V sang vị trí ON Chờ thời gian ngắn giá trị số đo

V

A E, r

K R0

trên Ampe kế Vôn kế ổn định đọc ghi kết vào bảng Sau gạt cơng tắc đồng hồ OFF

- Ghi kết vào bảng sau:

RN=10 +50 Lần Lần Lần

I1 U1

Bảng – Bài thí nghiệm

- Điều chỉnh biến trở Rx vị trí tận tức lấy tồn giá trị biến trở 100 Đóng cơng tắc, gạt công tắc đồng hồ ON Chờ ổn định đọc ghi kết vào bảng sau Sau gạt cơng tắc đồng hồ OFF ngắt công tắc chạy mạch

RN=10 +100 Lần Lần Lần

I2 U2

Bảng – Bài thí nghiệm 4

Với bảng bảng số liệu thí nghiệm 4, dựa theo hệ phương trình sau để tính tốn kết quả:

  

 

 

2

1

rI E U

rI E U

 E = U1 + rI1  U2 = U1 + rI1 - rI2 = U1 + r (I1 - I2)

 r =

1

I I

U U

 

và E = U1 + rI1 V Các điểm cần lưu ý

- Đồng hồ số có đặc điểm nhạy với thay đổi điện áp hay dịng điện, đọc giá trị cần chờ thông số ổn định

- Khi thực lấy số liệu theo mức biến trở, nên ý sử dụng cơng tắc hợp lí để tránh dòng điện chạy qua điện trở lâu làm cho trị số thay đổi

- Cần chọn thang đo dòng điện hợp lý, dòng đo lớn mức thang đo làm cho ampe kế ngắt mạch

- Các điểm vẽ đồ thị thực tế khơng đường thẳng, nối dài để cắt trục đồ thị (phương án 2) cần chọn hướng trung bình vài điểm cuối

VI Câu hỏi mở rộng

1 Tác dụng điện trở R0 mạch điện? Nếu giá trị R0 thay đổi tăng giảm có ảnh hưởng đến kết thí nghiệm?

2 Hãy cho biết khác vị trí mắc R0 hai sơ đồ sau cho phương án 2?

3 Nhược điểm phương án cách khắc phục?

4 Dùng đồng hồ vạn kiểu điện động (loại kim thị) đồng hồ vạn số thang Vôn để đo trực tiếp điện hai đầu cực pin, giá trị gần với suất điện động thực hành?

5 Nếu thực đo suất điện động pin pin cũ, kết gần với giá trị thực suất điện động viên pin đó? Gải thích sao?

6 Khi dùng pin, người ta khuyên không nên dùng liên tục khoảng thời gian dài, vậy? Em hiểu khái niệm pin “hồi” thực tế?

7 Hãy so sánh đường đặc trưng Vôn-Ampe điện trở với đường đồ thị vẽ theo phương án 1? Với đường vẽ theo phương án gọi tên đường đường gì?

VII Báo cáo thực hành

THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH SUẤT ĐIỆN ĐỘNG VÀ ĐIỆN TRỞ TRONG CỦA MỘT PIN ĐIỆN HÓA

Họ tên: Lớp: Nhóm: Ngày làm thực hành: Viết báo cáo theo nội dung sau:

- Tóm tắt lí thuyết:

o Vẽ sơ đồ mạch điện tương ứng với phương án thí nghiệm V

A E, r

K R0

Rx

V

A E, r

K R0

o Tóm tắt cơng thức tính tốn với phương án tương ứng - Chuẩn bị dụng cụ lắp ráp thí nghiệm:

o Chọn hộp thực hành điện với linh kiện hộp

o Cách kiểm tra đồng hồ đo điện số

o Thứ tự bước mắc mạch điện theo sơ đồ - Bảng số liệu thực hành theo phương án

Rx 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10

U I

- Bảng số liệu thực hành theo phương án

RN=10 +50 Lần Lần Lần

I1 U1

RN=10 +100 Lần Lần Lần

I2 U2

- Kết theo yêu cầu thí nghiệm

o Xử lí kết theo phương án

o Xử lí kết theo phương án - Nhận xét chung thí nghiệm

o So sánh kết ba phương án

o Cách làm theo phương án dễ thực

Bài thực hành số

KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH CHỈNH LƯU CỦA ĐIƠT BÁN DẪN I Mục đích thí nghiệm

1 Về kiến thức

- Khảo sát đặc tính chỉnh lưu điôt - Vẽ đặc tuyến Vôn-Ampe điôt 2 Về kĩ

Rèn luyện kĩ sử dụng đồng hồ vạn số để kiểm tra linh kiện điện tử Đây loại linh kiện ứng dụng nhiều thiết bị điện điện tử

3 Về thái độ

Rèn luyện phong cách làm việc khoa học có tính chất nghiên cứu kiểm chứng thông số thiết bị kĩ thuật

II Cơ sở lí thuyết

Chất bán dẫn tính chất

Chất bán dẫn chất có điện trở suất nằm khoảng trung gian kim loại chất điện môi Các chất bán dẫn tinh khiết điển hình gecmani (Ge) silic (Si) Từ sách Vật lí lớp 11 ta biết dòng điện chất bán dẫn, đặc điểm chất bán dẫn tinh khiết bán dẫn có tạp chất, chất bán dẫn loại n, loại p lớp chuyển tiếp p-n tượng vật lí xảy chất bán dẫn

Điôt bán dẫn

Điôt bán dẫn thực chất lớp chuyển tiếp p-n Nó cho dòng điện qua theo chiều từ p sang n Ta nói điơt bán dẫn có tính chỉnh lưu Với tính chất thương dùng để lắp mạch chỉnh lưu, biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện chiều Điơt bán dẫn có nhiều loại loại chỉnh lưu, loại tách sóng, loại ổn áp, loại phát quang…, ngun lí chung chúng ứng dụng bán dẫn có lớp chuyển tiếp p-n

Chất bán dẫn nguyên liệu để sản xuất loại linh kiện bán dẫn Diode (điôt), Transistor (Tranzito), IC để dùng thiết bị điện tử ngày

Dòng điện qua lớp chuyển tiếp p-n

Dòng điện thuận dòng điện ngược qua lớp chuyển tiếp p-n

- Ta mắc hai đầu mẫu bán dẫn ghép p-n vào nguồn điện có hiệu điện U, cho cực dương nguồn nối với bán dẫn p, cực âm nối với bán dẫn n, hình sau Điện trường En nguồn điện gây lớp

làm yếu điện trường Kết dòng chuyển dời hạt mang điện đa số tăng cường Dòng hạt đa số gây nên dịng điện I có cường độ lớn chạy theo chiều từ bán dẫn p sang bán dẫn n Đó dòng điện thuận Dòng điện hiệu điện thuận nguồn điện gây nên tăng nhanh hiệu điện tăng Đây trường hợp lớp chuyển tiếp p-n mắc theo chiều thuận (còn gọi lớp chuyển tiếp p-n phân cực thuận)

-Ta đổi cực nguồn điện mắc vào mẫu bán dẫn, tức mắc cực dương vào bán dẫn n, cực âm vào bán dẫn p Điện trường Encùng chiều với điện trường E, làm tăng cường điện trường Chuyển dời hạt thiểu số tăng cường, ngược lại, chuyển dời hạt đa số hồn tồn bị ngăn cản Qua lớp chuyển tiếp có dòng hạt mang điện thiểu số, gây nên dòng điện I chạy từ phía n sang phía p Dịng điện có cường độ nhỏ không thay đổi ta tăng hiệu điện U Đó dịng điện ngược, hiệu điện ngược nguồn gây nên Đây trường hợp lớp chuyển tiếp p-n mắc theo chiều ngược (hay phân cực ngược)

Như vậy, dòng điện qua lớp chuyển tiếp p-n mắc theo chiều thuận (từ p sang n) có cường độ lớn, dòng điện qua lớp chuyển tiếp p-n mắc theo chiều ngược có cường độ nhỏ Lớp chuyển tiếp p-n dẫn điện tốt theo chiều, từ p sang n Lớp chuyển tiếp p-n có tính chất chỉnh lưu

Sự phụ thuộc cường độ dòng điện I qua lớp chuyển tiếp p-n vào hiệu điện U đặt vào lớp chuyển tiếp, gọi đặc trưng vơn-ampe lớp chuyển tiếp, có dạng:

eU/kT

II (e 1) I0 dòng điện ngược bão hòa, k = 1,38.1019 J/0K

Ở I U quy ước đại lượng đại số: I có dấu dương dịng điện thuận, U có dấu dương hiệu điện thuận

Kí hiệu số hình dạng điôt bán dẫn

Thông thường, dụng cụ bán dẫn có hai cực, sử dụng lớp chuyển tiếp p-n, gọi điôt bán dẫn Dưới số hình dạng kí hiệu điơt bán dẫn

Lớp chuyển tiếp p-n mắc vào nguồn điện theo chiều thuận n

E

Điơt ứng dụng để chỉnh lưu dịng điện xoay chiều, tách sóng, biến điệu… Đối với điơt chỉnh lưu thường làm Si tinh thể, phương pháp khuếch tán tạp chất, người ta tạo nên lớp chuyển tiếp p-n Để điơt làm việc với cường độ dòng điện lớn, lớp chuyển tiếp p-n cần có tiết diện lớn Nhiệt độ cao, tác dụng chỉnh lưu kém, nên để giữ cho điôt khơng nóng lên q hiệu ứng Jun-Lenxơ dịng điện, người ta mắc phận tản nhiệt vào điôt Điôt chỉnh lưu dùng loại tiếp mặt, tức lớp tiếp xúc p-n có bề mặt lớn Điơt tách sóng loại điơt dùng để tách tín hiệu khỏi sóng mang cao tần, chẳng hạn máy thu thanh, máy thu hình Điơt tách sóng làm việc với dòng điện nhỏ, tần số cao, nên lớp chuyển tiếp cần có tiết diện nhỏ để giảm điện dung lớp p-n Thường dùng điôt tiếp điểm, tức lớp tiếp xúc p-n có tiết diện nhỏ

Đo kiểm tra điôt

 Đặt đồng hồ thang x 1Ω (loại đồng hồ điện động hiển thị kim),

ở thang điôt (đồng hồ số), đặt hai que đo vào hai đầu điôt, nếu:

 Đặt hai que đo đỏ đen vào cực khác điôt (lần 1), làm

như đổi lại cực điôt (lần 2) Nếu hai lần đo mà thấy kim lên có lần điơt tốt

 Nếu đo hai lần kim lên gần 0Ω điơt bị chập

 Đối với lần kim không lên, để thang 1KΩ mà đo mà kim lên

chút điơt bị rị

Để hiểu kỹ đặc tính điơt, cần khảo sát mối quan hệ dịng điện qua nó, tức khảo sát đường đặc trưng Vôn-Ampe

III Dụng cụ

Bộ dụng cụ điện lớp 11 THPT, duyệt mua sắm, với chi tiết sau: Một số hình dạng điơt bán dẫn

1 Hộp gỗ (350 x 200 x 150)mm có bảng lắp ráp mạch điện Điện trở 820  - 0,5 W đế

3 Biến trở loại xoay mức (10 x 10 ) Điôt chỉnh lưu loại D4007

5 Biến nguồn dùng chốt chiều Hai đồng hồ vạn số D 830 Bộ dây nối có phích cắm đàn hồi

IV Các bước tiến hành thí nghiệm 1 Tiến hành mắc sơ đồ khảo sát

Sơ đồ a) dùng để khảo sát tính chất dịng điện thuận qua điơt, cịn sơ đồ b) dùng khảo sát tính chất dịng điện ngược qua điơt Trong đó:

- Nguồn điện U đặt chốt V chiều A

V Đ

R0

R

a) U

K

b)

A V

Đ R0

R U

- Biến trở R sử dụng kiểu phân áp, tức sử dụng dạng chốt cắm

- Vôn kế V dùng đồng hồ vạn DT 830 đặt thang đo DCV 20 ý cực sơ đồ

- Ampe kế A dùng đồng hồ vạn DT 830 đặt thang DCA 20m ý cực tình sơ đồ

- Trong hai sơ đồ có khác đặc tính kỹ thuật, dịng thuận lớn cịn dịng ngược nhỏ Do ampe kế trường hợp đo dòng điện ngược cần mắc vào nhánh điôt để tránh đo dịng qua vơn kế

2 Khảo sát dịng điện thuận qua điơt

- Dùng sơ đồ a) Tiến hành điều chỉnh biến trở chạy để có giá trị U giá trị I tương ứng Nếu sử dụng biến trở theo mức thay đổi mức giá trị điện áp 1V, 2V, 3V, 4V, 5V cách thay đổi vị trí chốt cắm biến trở R Đọc giá trị tương ứng ampe kế ghi vào bảng sau Chú ý thời gian thao tác nên nhanh chóng tránh để điơt nóng lên nhiều làm thay đổi tính chất

- Vẽ đồ thị theo giá trị bảng, với hai trục tương ứng U I 3 Khảo sát dòng điện ngược qua điôt

Dùng sơ đồ b) Các bước tiến hành tương tự Có thể dùng mức điện áp rộng như: 2V, 4V, 6V, 8V, 10V

- Vẽ đồ thị với hệ trục toạ độ dịng điện thuận qua điơt

- So sánh đường đặc trưng Vôn-Ampe thực nghiệm với đường lí thuyết có dạng sau:

I

U U

Uđt U

I

V Các điểm cần lưu ý

Để hiểu ngun lí hoạt động điơt cần thực thêm số bước thí nghiệm sau:

- Hãy xác định điện áp U0 điện áp điôt bắt đẩu mở nhánh thuận - Xác định khoảng điện áp làm cho dòng điện qua điơt tăng mạnh

- Xác định khoảng dịng điện đối tỷ lệ thuận tương điện áp

- Thực lại bước tiến hành thí nghiệm, đặt điều kiện nhiệt độ phòng cao (bằng cách dùng bóng đèn trịn thắp sáng đặt gần điơt để có nhiệt độ khoảng 400C) Lấy kết vẽ lại đồ thị So sánh dạng đồ thị hai trường hợp có nhiệt độ phịng khác

- Vì dịng ngược điơt Si nhỏ, nên số đo nhỏ gần Để mô tả đồ thị, tỷ lệ xích phía trục âm cần chọn khác phía trục dương nhánh thuận

- Để quan sát đồ thị điôt điện áp đánh thủng, khó dùng điơt chỉnh lưu bình thường, điện áp lớn (vượt nguồn cung cấp trang bị) Trong trường hợp thay điôt chỉnh lưu điôt ổn áp (Zener loại 12V), lúc điện áp âm làm dòng tăng lên điện áp ổn sử dụng hiệu ứng đánh thủng

VI Câu hỏi mở rộng

1 Khơng có đồng hồ đo điện, nêu số phương án kiểm tra điôt? Hãy cho biết cách nhận dạng cực tính điơt hình dạng ký hiệu quy ước thân điôt?

3 Hãy cho biết ý nghĩa gạch dọc kí hiệu điơt? (hình sau)

4 Tại khơng thể dùng thang ôm đồng hồ đo điện số để kiểm tra điôt bán dẫn?

5 Tại người ta xếp điôt vào loại linh kiện phi tuyến? Hãy nêu ứng dụng điơt kĩ thuật? VII Báo cáo thực hành

THỰC HÀNH KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH CHỈNH LƯU CỦA ĐIƠT BÁN DẪN

Ngày làm thực hành: Viết báo cáo theo nội dung sau:

- Tóm tắt lí thuyết:

o Nêu đặc tính điôt bán dẫn

o Vẽ đường đặc trưng Vơn-Ampe lí thuyết điơt bán dẫn

o Vẽ sơ đồ mạch điện khảo sát đường đặc trưng Vôn-Ampe điôt bán dẫn

- Chuẩn bị dụng cụ lắp ráp thí nghiệm:

o Hộp thí nghiệm gồm…

o Cách kiểm tra điôt (dùng thang đồng hồ để kiểm tra)

o Cách kiểm tra nguồn ổn áp chiều

o Chọn linh kiện tương ứng với sơ đồ khảo sát

o Nêu thứ tự lắp ráp mạch theo sơ đồ, ý dụng cụ nên mắc sau cùng? Có cần sử dụng đồng hồ đo để kiểm tra thông mạch hệ thống, nguồn trạng thái lắp ráp

- Bảng số liệu thực hành

- Kết theo yêu cầu thí nghiệm:

o Vẽ đồ thị I = f(U)

o Đánh dấu vị trí đồ thị có biến thiên thay đổi nhiều - Nhận xét chung thí nghiệm

o Dạng đồ thị điôt

o Tính chất chỉnh lưu thể đồ thị U

I

o Xác định đoạn đồ thị tăng mạnh tương ứng với điện áp

o Nhận xét đường phân cực ngược VIII Gợi ý thí nghiệm nâng cao

Khảo sát nguồn chỉnh lưu từ nguồn điện xoay chiều - Lắp mạch chỉnh lưu theo sơ đồ sau:

Chọn linh kiện: R0 = 100Ω, R = 220Ω, C1 C2 = 1000µF (tụ hóa học) - Dụng cụ: Bảng mạch lắp ráp, điện kế G, máy phát tần số, đồng hồ vạn số, dây nối linh kiện tương ứng với sơ đồ

- Tiến hành thí nghiệm:

o Sau kiểm tra mạch, sử dụng nguồn vào máy phát tần số, chọn mức điện áp thấp (<3V), tần số thật nhỏ (<5Hz), dùng điện kế để quan sát trực tiếp dịng xoay chiều theo dao động kim

o Điện kế mắc lối vào, lối chưa lọc, lối lọc Quan sát tốc độ dao động (có thể dùng đồng hồ bấm giây), biên độ dao động kim điện kế vị trí mắc điện kế, ghi lại kết

o Dùng đồng hồ vạn thang đo điện áp chiều, đo lối chưa lọc lối có lọc Ghi lại kết tương ứng vào bảng số

Đ

R0 R

U~

K

C1 C2

Lối vào Lối chưa Lối có lọc

o Tăng tần số máy phát tín hiệu lên mức cao (khoảng 50Hz), dùng đồng hồ vạn đo điện áp lối chưa lọc có lọc, ghi lai kết

- Nhận xét kết quả:

o Vì tốc độ biên độ dao động kim điện kế thay đổi vị trí đo

o Giá trị điện áp chiều đo vôn kế chiều vị trí đo khác

o Tần số máy phát ảnh hưởng với kết sau chỉnh lưu sau lọc (san phẳng)

Bài thực hành số

XÁC ĐỊNH CHIẾT SUẤT CỦA NƯỚC VÀ TIÊU CỰ CỦA THẤU KÍNH PHÂN KÌ I Mục đích

- Xác định chiết suất nước tiêu cự thấu kính phân kì

- Rèn luyện kĩ sử dụng, lắp ráp, bố trí linh kiện quang kĩ tìm ảnh vật cho thấu kính

II Cơ sở lí thuyết

1 Xác định chiết suất nước

Hình mơ tả khúc xạ tia tới SI mặt phẳng cắt vng góc với thành cốc nước

Trong đó: i là góc tới, r góc khúc xạ Các tam giác S'IM I'IM tam giác vuông nội tiếp đường

trịn đường kính IM Do

'

sini S M IM



IM M I r ' sin 

Ta tính chiết suất nước:

M I M S IM M I IM M S r i n ' ' ' ' sin sin  

 (1)

2 Xác định tiêu cự thấu kính phân kì

Để xác định tiêu cự thấu kính phân kì, ta ghép đồng trục với thấu kính hội tụ cho vị trí ảnh thật A1B1 vật AB cho thấu kính hội tụ nằm phía sau

thấu kính phân kì nằm tiêu cự vật thấu kính phân kì Khi đó, ta thu ảnh thật A2B2 vật A1B1 cho thấu kính phân kì

Sau đo khoảng cách d d’ từ ảnh thật A1B1 ảnh thật A2B2 đến quang tâm O2 thấu kính phân kì (hình 2), tiêu cự ƒ thấu kính phân kì xác định theo cơng thức: '

' d d dd f   Hình

III Dụng cụ thí nghiệm

1) Xác định chiết suất nước - Dụng cụ thí nghiệm

- Một cốc thủy tinh hình trụ thành mỏng dung tích 500 ml, đường kính 80 mm - Băng dính sẫm màu, rộng 50 mm

- Dao có lưỡi mỏng - Nến diêm

- Thước đo độ dài chia đến milimét - Bút chì giấy trắng

2) Xác định tiêu cự thấu kính phân kì • Dụng cụ thí nghiệm

- Một băng quang học dài 000 mm, có gắn thước thẳng chia đến milimét - Một thấu kính hội tụ

- Một thấu kính phân kì

- Một đèn chiếu sáng V – W dây dẫn - Một nguồn điện V – A

- Vật AB có dạng hình số nằm lỗ trịn nhựa - Màn ảnh

- Năm đế trượt để cắm đèn, vật, hai thấu kính ảnh IV Các bước tiến hành thí nghiệm

1) Xác định chiết suất nước

Tìm hiểu kĩ dụng cụ để lắp đặt, bố trí thí nghiệm

Bước Lắp đặt thí nghiệm

- Dán băng dính sẫm màu bao quanh thành ngồi cốc rạch băng dính khe hẹp rộng khoảng mm, dọc theo đường sinh cốc Đổ nước vào chừng nửa côc

- Đặt nến cháy cốc nước lên tờ giấy mặt bàn, cách

nhau 20 cm Vẽ đường viền chu vi đáy cốc lên tờ giấy Trong q trình thí nghiệm, vị trí nến không thay đổi, xoay cốc nước đường viền chu vi đáy cốc Điều quan trọng cần phải dựng điểm I, S’, M, I’ đường viền chu vi đáy cốc vẽ để tính chiết suất theo công thức (1)

Bước Dựng điểm I, S’, M, I’ đường viền chu vi đáy cốc tờ giấy

- Xác định điểm M đáy cốc (điểm đối diện với khe I qua tâm đường tròn): Xoay cốc nước cho có vết sáng băng dính đối diện với khe hẹp Khi vị trí nến, khe hẹp I tâm O vết sáng M nằm đường thẳng (IM đường kính đường trịn) Đánh dấu hình chiếu M vết sáng chu vi đáy cốc

- Xác định điểm I, S’, M, I’ đường viền chu vi đáy cốc giấy: Xoay cốc góc khoảng 30O Đánh dấu vị trí I, M và hình chiếu S’, I’ hai vết sáng thành cốc lên đường viền chu vi đáy cốc tờ giấy

- Bỏ cốc nước nến Đo đoạn S’M, I’M tương ứng dựng tờ giấy ghi vào bảng số liệu

Bước Lặp lại hai lần bước thí nghiệm cách tiếp tục xoay cốc chút Đánh dấu vị trí I, M, S’, I’ trên đường viên chu vi đáy cốc tờ giấy, tương ứng lần thí nghiệm Đo cặp đoạn S’M, I’M dựng tờ giấy ghi vào bảng số liệu

- Tính ghi giá trị chiết suất nước (vào bảng số liệu 1) theo công thức M

I M S r i

n '

'

sin sin

 

- Tính n n

- Tính giá trịn n công thức:

3

3 n n

n

n   

3

3

1 n n n n n

n n

      

n  n n

- Nhận xét kết thí nghiệm

2) Xác định tiêu cự thấu kính phân kì

Hình 4: Bộ thí nghiệm xác định tiêu cự thấu kính phân kì

Tìm hiểu kĩ dụng cụ để lắp đặt, bố trí thí nghiệm Bước Lắp đặt thí nghiệm

- Bố trí đèn, vật AB (là hình số lỗ trịn nhựa), thấu kính hội tụ ảnh cho thu ảnh rõ nét có kích thước nhỏ vật Đánh dấu vị trí A1 ảnh thật A1B1 băng quang học

- Đặt thấu kính phân kì vào trước cách khoảng d = 50 mm Vị trí thấu kính phân kì đánh dấu điểm O2 băng quang học Dịch dần xa thấu kính phân kì thu ảnh rõ nét Đánh dấu vị trí A2 băng quang học, vị trí ảnh A2B2

Khoảng cách O2A1 = d, khoảng cách O2A2 = d’ Đo ghi vào bảng số liệu khoảng cách d, d’ Tính tiêu cự thấu kính phân kì theo cơng thức '

'

d d

dd f

 

và ghi vào bảng số liệu

sau tính ƒ lần thí nghiệm Ghi kết nhận vào bảng số liệu

- Tính f f

- Tính giá trị f f công thức:

3

1 f f

f

f   

3

3

1 n f n f n

f f

       f

f f  

- Nhận xét kết thí nghiệm V Các vấn đề cần ý

1) Xác định chiết suất nước

Về nguyên tắc độ xác kết thí nghiệm phụ thuộc vào yếu tố: - Độ rộng tia sáng (điều liên quan tới kích thước nguồn sáng) chiếu tới khe I Để giảm ảnh hưởng kích thước nguồn sáng (ngọn nến), cần phải đặt nến xa cốc, khơng thể đặt q xa cường độ ánh sáng tới khe yếu, khó quan sát tia khúc xạ vết sáng thành cốc

- Kích thước khe I cần đủ nhỏ, bề dày thành cốc phải đủ mỏng, đường kính cốc đủ lớn sau khúc xạ, vết sáng đủ hẹp, rõ thành cốc, dễ quan sát

- Cần ý điểm I, S’, M, I’ dựng đường viền chu vi đáy cốc giấy phải thực hình chiếu thẳng đứng vết sáng thành cốc xuống mặt phẳng tờ giấy

2) Xác định tiêu cự thấu kính phân kì

- Cần phải lắp đặt tất phụ kiện (đèn, thấu kính, vật, ) đảm bảo đồng trục, nghĩa trục quang học chúng trùng song song với băng quang học - Lựa chọn vị trí thích hợp nguồn sáng, vật AB, thấu kính hội tụ để hứng rõ nét ảnh thật A1B1 nhỏ AB Sau vặn vít để chốt chặt vị trí nguồn, vật AB, thấu kính hội tụ

- Các yếu tố ảnh hưởng đến kết thí nghiệm như: tính đồng trục hệ, xác định vị trí đặt thấu kính phân kì, vị trí ảnh A1B1, vị trí ảnh để hứng ảnh A2B2 (để xác định d, d’)

1 Đề xuất phương án cải tiến nâng cao độ xác phép đo chiết suất sử dụng cốc nước để thực thí nghiệm

2 Nêu phương pháp khác để xác định chiết suất nước từ dụng cụ đơn giản dễ kiếm đời sống Mô tả ngắn gọn nguyên tắc đo?

3 Trong điều kiện tiêu cự thấu kính hội tụ thấu kính phân kì thí nghiệm khơng thực

VII Báo cáo thực hành

THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH CHIẾT SUẤT CỦA NƯỚC VÀ TIÊU CỰ CỦA THẤU KÍNH PHÂN KÌ

Họ tên: Lớp: Nhóm: Ngày làm thực hành: Viết báo cáo theo nội dung sau:

1 Mục đích

……… ……… 2 Tóm tắt lí thuyết

a Xác định chiết suất nước

Hình vẽ Cơng thức tính

b Xác định tiêu cự thấu kính phân kì

Hình vẽ Cơng thức tính

3. Kết

a Xác định chiết suất nước

Bảng 1: Xác định chiết suất nước

Lần thí nghiệm S’M (mm) I’M (mm)

M I

M S

n '

'

 …

3

3 n n

n

n   

3

3

1 n n n n n

n n       

n  n n

(dùng quy tắc làm tròn số liệu)

Rút kết luận b Xác định tiêu cự thấu kính phân kì

Bảng 2: Xác định tiêu cự thấu kính phân kì

Lần thí nghiệm d (mm) d’ (mm) ƒ (mm)

1

- Công thức sử dụng ' ' d d dd f  

Tính f f

- Tính giá trị f f cơng thức:

3

1 f f

f

f   

3

3

1 n f n f n

f f        f f

f   (dùng quy tắc làm tròn số liệu)

Kết luận.……… 4. Trả lời câu hỏi

Bài thực hành số

XÁC ĐỊNH CHU KÌ DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VÀ ĐO GIA TỐC TRỌNG TRƯỜNG

I Mục đích

- Khảo sát ảnh hưởng biên độ, khối lượng nặng độ dài dây treo chu kì dao động lắc đơn

- Xác định gia tốc trọng trường g nơi làm thí nghiệm lắc II Lí thuyết

- Con lắc đơn gồm vật nặng có kích thước nhỏ, khối lượng m, treo đầu sợi dây mềm khơng dãn có độ dài l có khối lượng không đáng kể

Với dao động nhỏ lắc đơn dao động với chu kỳ

g l

T 2 (7.1)

- Tại vị trí khác Trái Đất, gia tốc trọng trường có giá trị khác Việc xác định gia tốc trọng trường nơi làm thí nghiệm có ý nghĩa quan trọng Trong khoa học đời sống có nhiều phương pháp khác để xác định gia tốc trọng trường

Trong thực hành ta xác định gia tốc trọng trường g lắc đơn theo công thức

2

T l

g   (7.2)

III Dụng cụ lắp đặt 1 Dụng cụ thí nghiệm

1 Đế ba chân sắt, có hệ vít chỉnh cân

2 Giá đỡ nhôm, cao 75cm, có ngang treo lắc Thước thẳng dài 700 mm gắn giá đỡ

6 Viên bi thép có móc treo

7 Cổng quang điện hồng ngoại, dây nối giắc cắm chân

8 Đồng hồ đo thời gian số, có hai thang đo 9,999 s 99,99 s Thanh ke

2 Lắp đặt thí nghiệm

Sơ đồ thí nghiệm trình bày hình 7.1

IV Tiến hành thí nghiệm

1 Khảo sát ảnh hưởng biên độ lên chu kỳ dao động lắc đơn

Nối cổng quang điện với cổng A đồng hồ đếm thời gian số, sử dụng thang đo vị trí 9,999 s Cắm phích lấy điện đồng hồ đo thời gian vào nguồn điện 220V, bật công-tắc K mặt đồng hồ để chữ số hiển thị cửa sổ Thời gian

Treo viên bi (6) có khối lượng m1 = 50 g vào đầu sợi dây (5) Vặn vít đế ba chân, điều chỉnh cho giá đỡ cân thẳng đứng Đặt ke (9) áp sát cạnh giá đỡ vị trí (thấp đáy viên bi) ứng với độ dài L thước (3) Quay ròng rọc để thả dần sợi dây đáy viên bi vừa tiếp xúc với cạnh ngang ke Gọi r bán kính viên bi, độ dài l lắc đơn

l = L - r

Điều chỉnh để lắc đơn có độ dài l1 =50 cm Dịch chuyển cổng

quang điện đến vị trí cho cửa sổ nằm mặt phẳng ngang với vị trí tâm viên bi cách tâm viên bi khoảng A1 = cm Kéo viên bi đến vị trí đối diện cửa sổ cổng quang điện, buông tay thả cho lắc đơn dao động không vận tốc đầu Khi lắc đơn dao động với biên độ góc α1

Hình 7.1 Bộ thiết bị thí nghiệm khảo sát dao động lắc đơn

2

1

6

4

7

Sau vài dao động, bấm nút RESET mặt đồng hồ đo thời gian số để tiến hành đo n (có thể chọn n = 10) dao động toàn phần lắc đơn Ghi giá trị đo lần đo vào bảng 7.1

Giữ nguyên khối lượng m1 độ dài l1 = 50 cm lắc đơn Thực

phép đo với giá trị A khác ghi tiếp vào bảng 7.1.

Từ kết thu bảng 7.1, rút kết luận chu kỳ lắc đơn dao động với biên độ nhỏ

2 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng lên chu kì lắc đơn

Giữ nguyên độ dài l1 = 50 cm Thêm nặng để thay đổi khối lượng

lắc Điều chỉnh dây treo để chiều dài lắc không đổi Đo thời gian lắc thực n dao động toàn phần với biên độ đủ nhỏ (theo kết phần trên) Ghi kết lần đo vào bảng 7.2

Từ kết thu bảng 7.2, rút kết luận khối lượng lắc đơn dao động với biên độ nhỏ

3 Khảo sát ảnh hưởng độ dài lên chu kì dao động lắc đơn

Giữ nguyên khối lượng 50 g Điều chỉnh dây treo để lắc dao động với độ dài dây khác nhau, xác định thời gian n dao động toàn phần để xác định chu kì T Ghi kết vào bảng 7.3 Dùng kết bảng 7.3:

- vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc T chiều dài lắc Rút nhận xét - vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc T2 chiều dài lắc Rút nhận xét Từ đồ thị, kết luận chiều dài lắc đơn dao động với biên độ nhỏ V Các điểm cần ý

Cần tìm hiểu kĩ nguyên lí làm việc cổng quang điện đồng hồ đếm thời gian số để khắc phục cố chúng gây Thông thường cần kiểm tra xem lắc dao động có cắt tia quang học cổng quang điện hay không, đặt đồng hồ MODE cắm cổng

Một số kiến thức đọc thêm

Ở chương trình trung học phổ thông, người ta xem lắc vật lí vật rắn dao động xung quanh trục nằm ngang cố định không qua trọng tâm vật

Chu kỳ T lắc vật lí cho

mgd I

T 2 (7.3)

Trong đó: m khối lượng vật rắn; d khoảng cách từ trục nằm ngang tới khối tâm I momen quán tính vật rắn trục xét

Để xác định gia tốc trọng trường cách xác phải dùng lắc thuận nghịch Kater Đó lắc gồm có hai mũi dao O1 O2 đối diện qua khối tâm C, không cách khối tâm Hai mũi dao dùng trục mà lắc dao động tác dụng trọng lực Trên có hai vật M1 M2 có hình dạng kích thước giống có khối lượng khác nhau, hình 7.2

Gọi I momen quán tính trục qua khối tâm C, áp dụng công thức (7.3), dao động lắc quanh trục O1, O2 có chu kì là:

1 1 mga ma I

T    (7.4)

2 2 2 mga ma I

T    (7.5)

Thay đổi khoảng cách a1 a2 từ dao đến khối tâm C cách giữ nguyên vị trí dao, thay đổi vị trí khối tâm nhờ di chuyển nặng M1 M2 Theo công thức (7.4) (7.5) chu kỳ T1 T2 thay đổi Tới lúc đó, ta có:

2 2 2

1 2

mga ma I mga ma I T

T       

Hay M1 M2 C a1 a2 O1 O2

g a a a a mg ma I ma I mga ma I mga ma I

T 1 2

2 2 1 ) ( ) (             Suy 2 T l

g  (7.6)

Với l khoảng cách hai dao O1 O2, l = a1+a2 Công thức lắc dao động nhỏ (biên độ góc nhỏ 6o)

VI Câu hỏi mở rộng

1 Có thể bố trí để vị trí cân lắc đơn nằm đường truyền chùm hồng ngoại cổng quang học Cách đo chu kì T lắc theo cách bố trí khác cách bố trí nào?

2 Thành lập cơng thức tính sai số ∆g từ cơng thức 7.2 VII Báo cáo kết thực hành

THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH CHU KÌ DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VÀ GIA TỐC TRỌNG TRƯỜNG

Họ tên: Lớp: Nhóm: Ngày làm thực hành: Viết báo cáo theo nội dung sau:

1 Mục đích

……… ……… 2 Tóm tắt lí thuyết

Thế lắc đơn

……… ……… Con lắc đơn dao động với chu kỳ

……… ……… Công thức xác định gia tốc trọng trường nhờ lắc đơn

3 Kết

a Khảo sát ảnh hưởng biên độ chu kỳ lắc đơn Bảng

m = 50 g, l = 50 cm

A

cm l

A  

sin Góc lệch

αo

Thời gian n dao động s

T s

A1 = t1  T1 

A2 = t2   T2  

A3 = t3   T3 

A4 = t4   T4  

Kết luận chu kỳ lắc đơn dao động với biên độ nhỏ

……… ……… b Khảo sát ảnh hưởng khối lượng chu kỳ lắc đơn Bảng

l = 50 cm, A = cm

m (g) Thời gian n dao động (s) Chu kì T (s) A1 = t1  T1   A2 = t2   T2   A3 = t3  T3   A4 = t4   T4  

Kết luận khối lượng lắc đơn dao động với biên độ nhỏ

……… ……… c Khảo sát ảnh hưởng chiều dài chu kỳ lắc đơn

Bảng 7.3 Chiều dài l

cm

Thời gian n dao động s

Chu kì T s

2 T

s2 (s2 )

2

cm l

T

A1 = t1  T1   T12  

1  

l T

A2 = t2   T2   T22  

2  

A3 = t3   T3   T3  

3  

l T

A4 = t4   T4  

4  

T

4  

l T

- Vẽ đồ thị T phụ thuộc l

Từ đồ thị, nhận xét ảnh hưởng chiều dài lên chu kỳ lắc đơn ……… ……… - Vẽ đồ thị T2 phụ thuộc l

Từ đồ thị, nhận xét thấy

……… ……… Suy

l a T kl

T2    Với

T

l

T2

 a l 

Gia tốc trọng trường nơi làm thí nghiệm

2

2

/

s m a

g   

2 / m s g

g

g   

4 Trả lời câu hỏi

Câu 1 Sự khác hai cách đo chu kì T lắc đơn

……… ……… Câu 2 Công thức tính sai số

Bài thực hành số

ĐO TỐC ĐỘ TRUYỀN ÂM TRONG KHƠNG KHÍ I Mục tiêu

- Thông qua thực hành học sinh nắm tính chất nguồn âm, truyền sóng âm khơng khí tượng tổng hợp sóng âm cột khơng khí

- Rèn luyện kĩ thực hành, phương pháp làm giảm sai số chủ quan xác định giá trị phép đo

II Cơ sở lí thuyết

Âm dao động cơ, đặc trưng đại lượng:

- Tần số biến thiên khoảng 16Hz đến 20.000Hz, đại lượng đặc trưng cho độ cao âm Tần số thấp tương ứng với âm trầm, tần số cao tương ứng với âm bổng Dưới 16Hz người ta gọi hạ âm (hay đê âm), 20.000Hz người ta gọi siêu âm

- Cường độ tín hiệu gây cảm giác âm tương ứng với độ to Cường độ tín hiệu mơ tả đồ thị, biên độ dao động Cường độ âm chuẩn chọn với tần số 1000Hz, gọi I0 Cường độ âm chuẩn gây nên độ to âm chuẩn, để so sánh độ to âm với độ to âm chuẩn, người ta dùng mức cường độ âm đo Ben (kí hiệu B) tính theo cơng thức:

L(B) = lg(I/I0), thơng thường người ta tính theo dB với 1dB = 0,1B Vì tai người thường có khả phân biệt hai cường độ âm khác 1dB Công thức thường dùng L(dB) = 10 lg(I/I0) Cường độ âm lớn gây cảm giác độ to lớn Tuy nhiên quan hệ không tỷ lệ thuận, đồng thời cảm giác âm cịn có ngưỡng nghe ngưỡng đau (trong khoảng 20dB đến 130 dB) Tiếng nói trung bình có độ to khoảng 40dB

Về độ to mà tai người cảm nhận không phụ thuộc vào cường độ âm mà phụ thuộc vào tần số âm

- Số lượng hài tín hiệu đặc trưng cho âm sắc Đặc tính hiểu, với tín hiệu âm phân tích tín hiệu thành tín hiệu có dạng hình sin với biên độ tần số khác theo quy luật định Thành phần tín hiệu phân tích gọi hài tín hiệu (số hài âm gọi họa âm), số lượng hài phụ thuộc vào tính tín hiệu âm Có thể thí dụ, hai người nói có độ to độ cao nhau, phân biệt tiếng người với người họa âm hai âm khác

hiện tượng sóng dừng Khi đó, ta tìm vị trí tương ứng với bụng sóng hay nút sóng Do mối quan hệ vận tốc truyền sóng với bước sóng tần số âm, nên người ta xác định đại lượng biết hai đại lượng Chẳng hạn để xác định vận tốc âm truyền mơi trường đó, ta sử dụng hệ thức:

T

v  v = f

Khảo sát tượng sóng dừng ống hình trụ

Nguồn âm âm thoa đặt trước miệng ống, phía đầu pit-tơng di chuyển để thay đổi độ dài cột khơng khí Sóng âm từ âm thoa giao thoa với sóng phản xạ tạo thành sóng đứng có nút bụng xen kẽ Khi chiều dài cột khơng khí ống có giá trị /4, 3/4, 5/4, 7/4, 9/4…thì xảy tượng cộng hưởng ta nghe to Khoảng cách nút hay bụng /2, miệng ống bụng sóng cịn pit-tơng nút sóng Khi xác định f , ta tính vận tốc truyền sóng âm cột khơng khí

III Dụng cụ thí nghiệm Dụng cụ gồm:

 /2 A

L

/4 3/4

5/4 7/4

- Máy phát tần số, điều chỉnh biên độ (0 - 6V) tần số 0,1 - 1000Hz - Giá có ống thuỷ tinh

- Pit-tơng có dây kéo - Loa điện

- Bộ âm thoa 440Hz 520Hz búa cao su - Khớp nối đỡ loa âm thoa

- Dây nối

IV Các bước tiến hành thí nghiệm

1 Lắp ráp hệ thống thí nghiệm lên đế chân, dùng khớp nối gắn loa điện động miệng loa gần sát miệng ống thủy tinh

Nối loa với máy phát tần số, chọn tần số 500Hz, dùng dây kéo pittông di chuyển ống thuỷ tinh, lúc âm nghe to Xác định vị trí âm nghe lớn nhất, sau kéo pittơng tiếp tục tìm xem vị trí khác nghe âm lớn Khoảng cách hai vị trí liền nghe to khoảng cách hai bụng sóng

Bảng số liệu có mẫu sau f Vị trí

Lần

Vị trí Lần

Vị trí Lần

Vị trí Lần

Vị trí Lần

Vị trí Lần 500Hz

600Hz 440Hz 520Hz

Với số liệu thu tính vận tốc theo cơng thức v = .f (m/s), so sánh với vận tốc theo lí thuyết Kết chênh lệch giá trị xác định phụ thuộc vào yếu tố chủ quan người đo Âm nghe to cộng hưởng khó xác định xác, cho pit-tơng di chuyển qua lại quanh vị trí nghe to để tìm vị trí

3 Dựa vào bảng số liệu, tính  tính vận tốc tương ứng với tần số nguồn âm, điền kết tính vào bảng

V Một số điểm cần lưu ý

- Với âm thoa gõ xong tắt dần âm, di chuyển pit-tông không kịp thời khơng cịn nghe âm to Vì nên ước lượng khoảng vị trí mà ta cần di chuyển pit-tông để thực xác định âm cộng hưởng

- Bố trí miệng loa cách miệng ống thuỷ tinh khoảng vài mm vừa, mếu để sát làm cho áp suất ống khác với áp suất ngồi ống pit-tơng di chuyển, kết khơng xác

- Đối với âm thoa, thực xác định vị trí nghe to nhất, cần gõ vào âm thoa liên tục để tránh âm bị giảm cường độ dao động tắt dần tương đối nhanh

- Cần lưu ý giữ dây pittông, tránh buông tay làm pittơng rơi xuống gây hỏng loa

VI Câu hỏi mở rộng

1 Vì âm thoa có hai nhánh theo dạng chữ U? bỏ nhánh có khơng?

2 Vì cách gõ âm thoa, hướng búa gõ cần theo hướng nối hai nhánh âm thoa mà không theo hướng vng góc với hướng đó?

3 Giải thích kết tính vận tốc truyền âm với nguồn âm âm thoa thường bé vận tốc với nguồn âm hộp loa?

4 Chọn tần số âm để dễ thực thí nghiệm nội dung này?

5 Chọn cường độ âm lớn hay nhỏ dễ xác định âm nghe to cộng hưởng?

6 Đề xuất phương án cải tiến dụng cụ thí nghiệm này? VII Báo cáo thực hành

THỰC HÀNH ĐO TỐC ĐỘ TRUYỀN ÂM TRONG KHƠNG KHÍ Họ tên: Lớp: Nhóm: Ngày làm thực hành: Viết báo cáo theo nội dung sau:

- Tóm tắt lí thuyết:

o Sóng dừng điều kiện có sóng dừng

o Biểu thức tính vận tốc truyền âm thơng qua tần số âm bước sóng

- Chuẩn bị dụng cụ lắp ráp thí nghiệm

o Thứ tự lắp ráp thiết bị thí nghiệm lên giá

o Cách kiểm tra loa điện động

o Nêu cách gõ âm thoa để âm phát rõ

o Động tác kéo pittơng phát vị trí có âm to

- Bảng số liệu thực hành số liệu tính tốn với sai số f Vị trí

Lần

Vị trí Lần

Vị trí Lần

Vị trí Lần

Vị trí Lần

Vị trí Lần

Khoảng cách trung bình



(cm)

v =.f (m/s)

500Hz 600Hz 440Hz 520Hz

- Nhận xét chung thí nghiệm

o Kết thu có sai khác nhiều với số liệu lí thuyết hay khơng

o Thao tác khó thực thí nghiệm Hãy nêu cách thực thân mà cho ưu việt

Bài thực hành số

KHẢO SÁT ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP

I Mục tiêu

Thông qua thực hành, học sinh xác định thông số đặc trưng cho đoạn mạch xoay chiều có linh kiện: điện trở, cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp Đồng thời học sinh biết thực mạch cộng hưởng điện, tượng ứng dụng nhiều kĩ thuật

II Cơ sở lí thuyết

1 Các thơng số mạch điện xoay chiều có RLC mắc nối tiếp

Mắc linh kiện theo sơ đồ trên, với hai trường hợp khơng có tụ điện C có tụ điện C Dùng đồng hồ vôn đo điện áp mạch điện thứ với vị trí sau: Uab, Ubc, Uac Vẽ giản đồ Frenen với véc tơ tương ứng điện áp Uab, Ubc, Uac

Uab =I.R Ubc =I.Zbc Uac = I.Zac

Đoạn bh mô tả điện áp điện trở cuộn dây, tức Ubh = I.r Mà điện trở R điện trở r mắc nối tiếp nhau, nên ta có:

a b c

Uac, 6V, 50Hz

R L, r

a b c

Uad, 6V, 50Hz

d

R L

C

a b

c IZac

IR

ab bh R r r R r I R I bh ab U U bh

ab     

Tương tự, ta có:

14 , ab ch R f ab ch R U U R L L R U U ab ch ch

ab     

 



Ta dùng thước đo độ dài đoạn thẳng giản đồ Frenen để xác định đại lượng r L sơ đồ mạch khơng có tụ điện

Đối với mạch có đủ phần tử R, L C, ta cần xác định đại lượng L, r, C công suất tiêu thụ P Trong trường hợp cần đo điện áp Uab, Ubc, Uac, Uad lập giản đồ Frenen hình sau:

Các véc tơ ab,bc,ac,adcó độ lớn tương ứng với điện áp Uab, Ubc, Uac, Uad đo mạch

Ta có:

ab bh R r  14 , ab ch R f ab ch R U U R L L R U U ab ch ch

ab     

   14 , R cd ab C ab cd R C

Zcd     

Xác định độ lệch pha cường độ dòng điện I với điện áp Uab, Ubc, Uac, Uad thước đo góc véc tơ giản đồ frenen

Công suất P = UadIcos, với I = Uab/R Công suất toả nhiệt P' = (R+r).I2 2 Hiện tượng cộng hưởng: a c b d h I.Zac I.R

I.Zbc IL

I/C I.r



a b c

Uad, 6V, 50Hz

d

R L

Nếu giữ nguyên điện áp hiệu dụng U hai đầu đoạn mạch thay đổi tần số  cho

C

L 

 

 , có tượng cộng hưởng, tổng trở mạch đạt giá trị cực tiểu, tức Zch = Zmin = R

Cường độ hiệu dụng dòng điện đoạn mạch đạt cực đại

R U Imax 

Các điện áp tức thời hai đầu tụ cuộn cảm ngược pha nhau, nên triệt tiêu nhau, điện áp hai đầu R hai đầu đoạn mạch

Cường độ dòng điện biến đổi đồng pha với điện áp hai đầu đoạn mạch III Dụng cụ thí nghiệm

- Hộp dụng cụ gồm bảng lắp ráp mạch điện linh kiện: cuộn dây, tụ điện, điện trở dây nối

- Bộ nguồn xoay chiều - Máy phát tần số

- Đồng hồ đo điện đa số DT9205A IV Tiến hành thí nghiệm

1 Xác định thông số mạch điện

- Cắm linh kiện lên bảng lắp ráp theo sơ đồ lí thuyết, mạch có hai phần tử: Cuộn dây điện trở

a b c

Uac, 6V, 50Hz

- Nối dây nguồn cung cấp điện xoay chiều 6V, 50Hz cho mạch điện

- Dùng đồng hồ vôn đo điện áp chốt linh kiện điền vào bảng sau

Uab (3 lần đo) Ubc(3 lần đo) Uac(3 lần đo) R1 = 10

R2 = 680

Tương tự cho trường hợp có thêm tụ điện C

Đo điện áp điền vào bảng sau

R = 10 Uab(3 lần đo) Ubc(3 lần đo) Uac(3 lần đo) Uad(3 lần đo) C1 = 1F

C1 = 2F C1 = 4F

2 Khảo sát tượng cộng hưởng - Nối linh kiện theo mạch sau

3V~, 10 - 500Hz

10 L 20 A

a b c

Uad, 6V, 50Hz

d

R L

- Chọn thang ampe mức 200mA

- Dùng máy phát tần số, chọn mức điện áp khoảng 3V, tần số điều khiển khoảng 10Hz đến 500Hz

- Điều chỉnh tần số từ 10Hz trở lên, để tìm giá trị cực đại dịng điện, tức dịng cộng hưởng (dịng tăng dần sau giảm dần)

- Khi đạt dòng cực đại, dùng đồng hồ để đo điện áp hai đầu linh kiện hai đầu đoạn mạch

- Xác định tổng trở điện trở cuộn dây, nghiệm lại biểu thức U = Imax.R

- Vẽ đường cong cộng hưởng cho trường hợp tụ khác nhau, dùng bảng số lệu sau:

f(Hz) I(mA)

V Các điểm cần lưu ý

- Các biểu thức tính tốn L C ứng với tần số 50Hz, thay đổi tần số, cần thay 3,14 2f với f tần số đọc nguồn xoay chiều

- Cuộn dây có điện trở lớn (khoảng từ 20 đến 85, tùy theo nhà sản xuất), nên đo điện áp hai đầu điện trở hai đầu đoạn mạch khác xa (theo lí thuyết chúng cộng hưởng, với điều kiện điện trở cuộn dây bé bỏ qua)

- Đồng hồ đo điện đa số DT9205A, có thêm nút DH dùng để dừng giá trị hiển thị đồng hồ (vì giá trị hiển thị nhiều lúc không ổn định, nên chờ lúc số hiển thị thay đổi với biên độ nhỏ được)

Ví dụ, xử kết đo sau để vận dụng:

R=10, L Imax U f UR UL UC

C=20F C=40F C=10F

R=10, L Imax U fch UR UL,r UC

C=3F mA 3,77V 280Hz 0,53V 9,6V 9,1V

Dùng giản đồ Frenen để xử lí số liệu thu

- Cuộn dây có điện trở lớn (khoảng r =31)

- Cần phải hiểu điện áp hai đầu điện trở điện trở R điện trở r cuộn dây, trường hợp điện trở 10 + 31 = 41

Theo phân tích UAB = UR + Ur = 0,53 + 3,2 = 3,73 V so sánh với 3,77V

- Vẽ đường cong cộng hưởng cho trường hợp tụ khác Đường cong có dạng:

- Khi thực khảo sát tượng cộng hưởng, dùng nguồn 6V, 50Hz cố định, lúc muốn xác định giá trị cực đại dịng, điều chỉnh lõi cuộn cảm

- Nếu thời gian không cho phép, khảo sát tượng cộng hưởng VI Câu hỏi mở rộng

C=1F

UC =9,1V

UL=9,1V UL,r=9,6V

Ur =3,2V UR

=0,53V

1 Điện trở cuộn dây bỏ qua thí nghiệm khơng?

2 Trong mạch RLC mắc nối tiếp, tăng tần số giá trị phép đo hiệu điện hai đầu linh kiện UR, UL, UC thay đổi nào?

3 Cho sơ đồ mạch điện hình sau, khung dao động RLC (R điện trở cuộn dây) nối với nguồn tín hiệu có tần số tương ứng f1, f2, ….fn Nếu điều chỉnh tụ C mạch cộng hưởng với tín hiệu fi đó, tín hiệu lối thay đổi so với lối vào? Giải thích?

VII Báo cáo thực hành

THỰC HÀNH KHẢO SÁT ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP

Họ tên: Lớp: Nhóm: Ngày làm thực hành: Viết báo cáo theo nội dung sau:

- Tóm tắt lí thuyết:

o Vẽ sơ đồ mạch dùng để khảo sát

o Nêu tóm tắt cách sử dụng vơn kế xoay chiều phương pháp dùng giản đồ Frenen để xác định trị số L, r, C, Z cos đoạn mạch

- Chuẩn bị dụng cụ lắp ráp thí nghiệm

o Các dụng cụ cần lựa chọn cách kiểm tra chúng

o Thứ tự thao tác lắp ráp mạch điện

o Cách sử dụng máy phát tần số để xác định số liệu cho đường cong cộng hưởng

- Bảng số liệu thực hành f1, f2, ….fn

Ra L

Vào

R=10, L Imax U f UR UL UC C=20F

C=40F C=10F f(Hz) I(mA)

- Kết theo yêu cầu thí nghiệm

o Dùng số liệu bảng để vẽ giản đồ frenen

o Dùng compa thước thực xác định số liệu theo yêu cầu

o Tính tốn trị số L, r, C, Z cos đoạn mạch

o Vẽ đồ thị đường cong cộng hưởng - Nhận xét chung thí nghiệm

o Số liệu tính tốn có phù hợp với lí thuyết khơng

o Khó khăn thực thí nghiệm Gợi ý thí nghiệm nâng cao

QUAN SÁT SỰ LỆCH PHA GIỮA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU QUA CÁC LINH KIỆN R, C, L

Các mạch điện khảo sát sau

A

V

~

U

R

a)

A

V

~

U

C

b)

A V

~

U

L

Dụng cụ bước thực hành

Dụng cụ gồm:

- Máy phát tín hiệu, chọn mức 3V-3Hz - Bảng mạch lắp ráp

- Các linh kiện diện trở, tụ điện, cuộn cảm

- Vôn kế thị kim V điện kế G thị kim đóng vai trò ampe kế - Các dây nối

Các bước thực hiện:

- Nối mạch điện theo sơ đồ

- Cấp tín hiệu cho mạch điện, cách bật cơng tắc nguồn tín hiệu điều chỉnh thông số điện áp tần số khoảng 3V, 3Hz

- Quan sát kim điện kế vôn kế để xác định pha của điện áp dòng điện lệch

Lưu ý

- Vì kim chuyển động sớm hay muộn thời gian ngắn, nên tập trung quan sát kĩ để có kết luận

- Hãy cho biết lí với cuộn dây khó quan sát độ lệch pha

Bài thực hành số 10

XÁC ĐỊNH BƯỚC SĨNG ÁNH SÁNG I Mục đích

- Quan sát tượng giao thoa ánh sáng trắng qua khe Y-âng Hiểu hai phương án xác định bước sóng ánh sáng

- Xác định bước sóng ánh sáng đơn sắc dựa vào tượng giao thoa ánh sáng đơn sắc qua khe Y-âng

- Rèn luyện kỹ lựa chọn sử dụng dụng cụ thí nghiệm để tạo hệ vân giao thoa

II Cơ sở lí thuyết

- Khi hai sóng ánh sáng đơn sắc phát từ hai nguồn kết hợp giao có tượng giao thoa Khoảng vân ( khoảng cách hai vân sáng hai vân tối cạnh ) i D

a 

 ,  bước sóng ánh sáng đơn sắc, D khoảng cách từ khe Y-âng đến quan sát a khoảng cách hai khe

Nếu đo i, D a bước sóng ánh sáng đơn sắc xác định theo công thức ia

D 

- Vì ánh sáng trắng tập hợp vô số ánh sáng đơn sắc khác khoảng vân phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng, nên hai chùm ánh sáng trắng giao nhau, ta quan sát thấy có nhiều hệ vân giao thoa sóng ánh sáng đơn sắc chúng khơng trùng khít

III Dụng cụ thí nghiệm

D a

S S S

M

Hình 1a Hình 1b

Bài thực hành đưa hai phương án thí nghiệm để lựa chọn Nhiều trường phổ thơng có thiết bị thí nghiệm phù hợp với phương án (sử đèn laze bán dẫn), yêu cầu học sinh thực hành theo phương án Phương án thí nghiệm đưa vào phần đọc thêm Tuy nhiên, trường có thí nghiệm kính giao thoa hệ đồng trục dùng nguồn ánh sáng trắng, thực hành theo phương án (được trình bày mục IV)

Phương án 1: dùng đèn laze bán dẫn * Dụng cụ thí nghiệm

- Đèn laze bán dẫn  mW

- Tấm chứa khe Y-âng gồm khe hẹp, song song, cách a = 0,4 mm

- Màn hứng vân giao thoa

- Các đế để đặt đèn, chứa khe Y-âng hứng vân giao thoa - Thước cuộn chia đến milimet

IV Các bước tiến hành thí nghiệm 1) Phương án 1: dùng đèn laze bán dẫn Tìm hiểu kĩ cấu tạo hệ đồng trục

a Bước Cố định đèn laze chứa khe Y-âng lên giá đỡ

- Nối đèn vào nguồn điện xoay chiều 220V điều chỉnh chứa khe Y-âng cho chùm tia laze phát từ đèn chiếu vào khe Y-âng kép

- Đặt hứng vân song song cách chứa khe Y-âng kép khoảng 1m để làm xuất hệ vân giao thoa rõ nét

- Dùng thước đo khoảng cách D1 từ khe Y-âng tới khoảng cách l1 vân sáng vân tối liên tiếp Điền giá trị D1, l1 vào bảng số liệu

Tính, ghi vào bảng số liệu khoảng vân

5 1

l

i  bước sóng ánh sáng laze theo cơng thức ia

D 

b Bước Lặp lại bước thí nghiệm ứng với hai giá trị D lớn D1 cách dịch chuyển hứng vân giao thoa

Hình 2:

Bảng 1: Xác định bước sóng ánh sáng laze Lần thí

nghiệm D (mm) l (mm) 5( )

l

i mm ia(mm)

D 

2

Tính , dùng cơng thức:

N

N  



   ;

N N

k k

 

 

 

 , số k biểu diễn lần đo thứ k, N số lần đo (lấy N = 3)  

- Đưa nhận xét

2) Phần đọc thêm: phương án 2: Sử dụng kính giao thoa hệ đồng trục, nguồn ánh sáng trắng

2.1 Dụng cụ thí nghiệm: Kính giao thoa hệ đồng trục gồm phận sau:

- Nguồn sáng: Đèn pin 3V – 1,5W (1) - Ống hình trụ L1 chứa khe gồm

+ Đĩa tròn (2) có khe hẹp S dọc theo đường kính đĩa gắn cố định đầu ống

+ Đĩa trịn (3) nằm đầu ống, có hai khe S1, S2 rộng

10 mm, song

song với khe S, cách 0,25 mm Đĩa (3) gắn vào mặt phẳng thấu kính hội tụ có tiêu cự khoảng cách từ đĩa (2) tới đĩa (3)

- Ống quan sát hình trụ L2 có đường kính đường kính ống L1, gồm: + Kính lúp (5) nằm đầu ống, đóng vai trị thị kính

+ Màn hứng vân giao thoa (4) đĩa suốt, có thước chia đến

10

mm để đo khoảng vân, nằm gần tiêu diện kính lúp Vị trí hứng vân đánh dấu vạch M bên ống L2

Đèn ống L1 gắn khít đồng trục ống định hướng L3 cho dây tóc bóng đèn nằm song song với khe Ở thành ống L3 có khe L nằm trước đĩa trịn (2) để lắp kính lọc sắc có vạch đánh dấu vị trí K hai khe S1, S2 Ống quan sát L2 lồng khít ống định hướng L3 dịch chuyển dọc theo ống L3 để thay đổi khoảng cách từ hai khe (3) tới (4)

- Kính lọc sắc màu đỏ kính lọc sắc màu xanh - Thước chia đến milimet

2.2 Các bước tiến hành thí nghiệm Tìm hiểu kĩ cấu tạo hệ đồng trục Bước Xác định bước sóng ánh sáng đỏ

- Đặt kính lọc sắc màu đỏ vào khe L bật công tắc đèn pin

- Đặt mắt nhìn hệ vân giao thoa qua kính lúp (5) xoay nhẹ ống quan sát L2 cho vạch chia thước (4) song song với vân giao thoa

- Dịch chuyển ống L2 ( kéo đẩy vào ) tới điểm tất vân sáng tất vân tối trùng với vạch chia thước Khi khoảng vân i = 0,1mm

- Dùng thước đo khoảng cách D1 = KM từ khe Y-âng tới ghi vào bảng số liệu

- Xê dịch ống quan sát L2 hai lần để tìm vị trí mà ta cho vạch chia thước trùng với điểm vân sáng vân tối Dùng thước đo D2, D3 tương ứng ghi vào bảng số liệu

Bước Xác định bước sóng ánh sáng xanh

- Lặp lại bước thí nghiệm với kính lọc sắc màu xanh

- Các số liệu thí nghiệm xác định bước sóng ánh sáng đỏ bước sóng ánh sáng xanh đưa vào bảng số liệu

Lấy a = 0,250mm  0,005mm; i = 0,100mm  0,005mm

Lần thí nghiệm D1 (mm) D2 (mm) D3 (mm) D (mm) D  (mm) ia D  (mm)   (mm)   (mm) Ứng với kính lọc sắc đỏ Ứng với kính lọc sắc xanh

- Tính D,D,, theo công thức:

N D D D N k k   

 ; Dk giá trị lần đo thứ k; N số lần thí nghiệm (thực thí nghiệm lần cho loại kính lọc sắc)

ia D

 ; i a D

i a D

    

     

 

- Mô tả hệ vân giao thoa hai chùm ánh sáng trắng giải thích kết quan sát

- Mơ tả thay đổi hệ vân sau thay đổi D V Các vấn đề cần ý

1 Chú ý dùng đèn laze bán dẫn

- Khơng nhìn trực tiếp vào đèn laze dễ hỏng mắt

- Hệ vân giao thoa quan sát trực tiếp hình mà khơng cần phải quan sát qua thị kính

2 Chú ý dùng kính giao thoa hệ đồng trục, nguồn ánh sáng trắng: (Đối với phần đọc thêm thuộc phương án 2)

- Sai số kết thí nghiệm phụ thuộc nhiều vào kĩ thí nghiệm, vào thị lực quan sát vân giao thoa Hãy điều chỉnh cho hệ vân to rõ tới điểm tất vân sáng tất vân tối trùng với vạch chia thước Khi khoảng vân i = 0,1mm đo khoảng cách D

VI Câu hỏi mở rộng

1 Trong phương án 1, phải đặt hứng vân giao thoa song song với chứa khe Y-âng ? Nếu đặt nghiêng góc 450 có ảnh hưởng đến thí nghiệm ?

2 Trong phương án 2, phải điều chỉnh dây tóc bóng đèn nằm song song với khe? Nếu đặt vng góc ?

3 Quan sát tượng giao thoa hai chùm ánh sáng trắng + Bỏ kính lọc sắc khỏi khe L

+ Đặt mắt nhìn hệ vân giao thoa qua kính lúp (5) Mơ tả hệ vân giao thoa quan sát giải thích kết quan sát

+ Nếu thay đổi D, hệ vân thay đổi nào? Tiến hành thí nghiệm kiểm tra dự đốn

+ Tại thấu kính hội tụ gắn đĩa (3) người ta chọn tiêu cự khoảng cách từ đĩa (2) tới đĩa (3) ?

VII Báo cáo thực hành

THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG

Họ tên: Lớp: Nhóm: Ngày làm thực hành: Viết báo cáo theo nội dung sau:

1 Mục đích thực hành

……… ……… 2 Tóm tắt lí thuyết

Phương án 1: dùng đèn laze bán dẫn

3 Kết

Bảng 1: Xác định bước sóng ánh sáng laze Lần thí

nghiệm D (mm) l (mm) 5( )

l

i mm ia(mm)

D 

2

Tính , dùng công thức:

N

N  



   ;

N N

k k

 

 

 

 , số k biểu diễn lần đo thứ k, N số lần đo (lấy N = 3)

    

(dùng quy tắc làm tròn số liệu) - Đưa nhận xét

Kết luận ………

5. Trả lời câu hỏi

Phần thứ ba

TỔ CHỨC DẠY HỌC THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH TRONG CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Việc tổ chức dạy học thực hành trường THPT chuyên, thí nghiệm thực hành mơn Vật lí cần thiết Để chủ trương quán triệt đến GV HS, từ đầu năm học kết thúc học kì, Ban giám hiệu nhà trường cần đạo tổ chun mơn tiến hành rà sốt, đánh giá tình trạng trang thiết bị dạy học, lập biên kiểm kê, bổ sung, sửa chữa TBDH mua sắm vật liệu tiêu hao

Tổ chuyên mơn cần có Kế hoạch thực hành cho HS năm học Phân công GV hướng dẫn thực hiện, đánh giá thí nghiệm thực hành HS Các thí nghiệm thực hành phải rõ mục đích, tổ chun mơn cần thống mẫu báo cáo thí nghiệm thực hành, biên soạn câu hỏi gợi mở xử lí kết thí nghiệm tránh bị sơ cứng dập khuôn SGK tài liệu hướng dẫn Vấn đề việc rèn luyện cho HS chuyên có thói quen tư duy, kĩ làm thí nghiệm thực hành xử lí tình mà chương trình Vật lí THPT địi hỏi

Để dạy học thực hành, đòi hỏi GV phải tận tâm, say xưa khích lệ động viên HS say xưa nghiên cứu khoa học GV cần có kế hoạch dạy hợp lí q trình hướng dẫn HS làm thí nghiệm thực hành, giao nhiệm vụ cho HS tìm hiểu kĩ vấn đề lí thuyết trước làm thí nghiệm

Trong năm học, nhà trường cần tổ chức cho GV HS thi sử dụng thiết bị dạy học, thi sáng kiến dạy học tự làm thí nghiệm thực hành GV HS, hướng dẫn HS nghiên cứu khoa học thơng qua thí nghiệm thực hành

II HƯỚNG DẪN TỔ CHỨC DẠY HỌC THỰC HÀNH 1 Chuẩn bị thực hành

Để đảm bảo dạy học thực hành tốt, đòi hỏi GV phải phối hợp với viên chức thiết bị chuẩn bị tốt phịng thực hành, thí nghiệm thực hành, nguyên vật liệu tiêu hao, biểu mẫu báo cáo trước tiến hành dạy học

GV giao việc cho HS nhóm học sinh chuẩn bị dụng cụ đơn giản, tìm hiểu kỹ phần lí thuyết, phương án liên quan đến thực hành

GV dự kiến chia nhóm thực hành, chuẩn bị soạn, tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận, chuẩn bị giáo dục kỹ cần thiết dạy thực hành

Đối với thực hành, hoạt động chủ yếu HS, GV giữ vai trò chủ đạo hướng dẫn Tuy nhiên GV phải quán triệt, vận dụng PPDH tích cực q trình dạy học cách linh hoạt

Thông thường giải vấn đề thực hành để phát huy vai trị tích cực chủ động HS, GV cần định hướng hoạt động theo pha sau đây:

Pha thứ nhất: Chuyển giao nhiệm vụ, kích thích hứng thú nhận thức HS, phát biểu vấn đề

Đối với thực hành GV cần nêu rõ mục tiêu thực hành, sở lí thuyết từ đề xuất phương án đo, phương án thực hành Trong q trình thực đề xuất có khó khăn trao đổi thảo luận phương án giải pháp khắc phục, đề xuất bước thực hành thí nghiệm Dưới hướng dẫn GV, vấn đề diễn đạt đầy đủ HS hiểu rõ mục tiêu bước thực hành thí nghiệm

Pha thứ hai: Hoạt động tự chủ khám phá kiến thức, giải vấn đề Đối với thực hành, sau phát biểu vấn đề, hướng dẫn GV, HS tiến hành hoạt động độc lập cá nhân hợp tác theo nhóm Trong trình làm thực hành thí nghiệm, HS hình thành kỹ năng, trao đổi thảo luận theo nhóm, chia sẻ thơng tin nhóm thu Đồng thời trình HS tìm hiểu sâu sắc vấn đề kiến thức, hiểu sâu sắc nguyên nhân dẫn đến sai số tìm cách đo, phương án tối ưu để đạt kết tốt Ở đòi hỏi GV nắm vững kỹ đặt câu hỏi kỹ hướng dẫn HS thảo luận

Dưới hướng dẫn GV, hành động HS định hướng phù hợp với tiến trình nhận thức khoa học Qua trình dạy học với phát triển lực giải vấn đề, với gợi ý GV, HS tiệm cận đến việc tìm tịi sáng tạo giải vấn đề nêu Ở đây, GV cần hiểu vận dụng quy luật chung trình nhận thức khoa học, logic hình thành kiến thức vật lí, hành động thường gặp q trình nhận thức vật lí, phương pháp nhận thức vật lí phổ biến để hoạch định hành động, thao tác cần thiết HS

Pha thứ ba: Thảo luận, trình bày báo cáo

Dưới hướng dẫn GV, HS thảo luận bảo vệ kết thông qua liệu thu thực hành thí nghiệm Căn vào số liệu, bảng biểu, đồ thị GV nêu lên tình huống, hướng dẫn HS phản biện, phân tích rõ sai số, bảo vệ kết hướng dẫn HS trình bày kết quả, viết báo cáo thí nghiệm

GV bổ sung, khẳng định kết thực hành thí nghiệm, thể chế hóa tri thức mới, HS thức ghi nhận tri thức vận dụng vào tình Ở GV cần hướng dẫn HS trả lời câu hỏi mở rộng, nghiên cứu tìm hiểu phương án đề xuất khác, liên hệ với thực tiễn đời sống

3 Cấu trúc soạn thực hành thí nghiệm

Đối với thực hành thí nghiệm, cấu trúc soạn theo trật tự thay đổi Thơng thường cấu trúc giáo án thể sau:

Tên dạy thực hành: I Mục tiêu thực hành

(Các kiến thức, kỹ năng, thái độ) II Chuẩn bị thực hành

(Chia nhóm, phịng thực hành, phiếu học tập, thiết bị thí nghiệm, phương tiện, mẫu báo cáo )

III Tổ chức hoạt động dạy học

Hoạt động GV Hoạt động HS Kết hoạt động

Hoạt động 1: Chuyển giao nhiệm vụ - Làm rõ mục tiêu

thực hành

- Tổ chức thảo luận để thống phương án thí nghiệm

- Chuyển giao nhiệm vụ

- Củng cố kiến thức, hiểu sở lí thuyết

- Thảo luận, báo cáo đưa phương án thực hành, cách bố trí lắp đặt - Nhận nhiệm vụ

Hiểu rõ nhiệm vụ, bố trí thí nghiệm, bước tiến hành thí nghiệm

Hiểu nội dung mẫu báo cáo thí nghiệm

Hoạt động 2: Thực hành thí nghiệm (cá nhân theo nhóm) - u cầu nhóm tìm

hiểu dụng cụ, bố trí lắp đặt tiến hành thí nghiệm báo cáo kết theo mẫu

- Hướng dẫn giúp đỡ nhóm tiến hành thí nghiệm

- Điều khiển thảo luận

- Bố trí lắp đặt tiến hành thí nghiệm theo phương án bước - Thu thập kết quả, viết báo cáo

- Thảo luận nhóm để thực nhiệm vụ

Kết báo cáo cá nhân nhóm thực hành

Hoạt động 3: Thảo luận, trình bày báo cáo - Tổ chức nhóm báo

cáo thảo luận kết - Yêu cầu HS thảo luận phân tích kết thu

- Đại diện nhóm báo cáo kết

- Thảo luận phân tích liệu thu

- Trả lời câu hỏi

- Kết thí nghiệm - Sự hiểu biết vật tượng, vấn đề nêu

Hoạt động 4: Thể chế hóa, vận dụng, mở rộng kiến thức - Xác nhận kết thí

nghiệm

- Mở rộng hướng nghiên cứu

- Chấp nhận chân lý

- Ghi nhận hiểu biết

Nhận thức hướng nghiên cứu

4. Kiểm tra đánh giá

Dưới gợi ý cách đánh giá cho điểm kết thực hành HS để GV tham khảo

Để đánh giá thực hành, GV cần có sổ theo dõi cá nhân ghi chép q trình HS làm thực hành Có thể kiểm tra 15 phút cho phần kiểm tra lí thuyết GV vấn đáp, quan sát HS trình làm thí nghiệm, đánh giá kỹ thực hành, kỹ xử lí phương án thí nghiệm điểm riêng HS nhóm HS

Căn vào trình bày báo cáo kết cá nhân nhóm, GV cho điểm phần thực hành cho nhóm

Điểm thực hành em điểm trung bình cộng mà HS có (điểm riêng điểm nhóm)

PHỤ LỤC

DANH MỤC

Thiết bị dạy học tối thiểu cấp Trung học phổ thông - môn Vật lí (Kèm theo Thơng tư số 01/2010/TT-BGDĐT ngày 18/01/2010 Bộ trưởng

Bộ Giáo dục Đào tạo)

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú I DỤNG CỤ

THIẾT BỊ DÙNG CHUNG CHO NHIỂU LỚP

1 PTVL2001 Đế chân

Đế chân hình kim loại, nặng khoảng 2,5kg, bền, chắc, ổn định, có lỗ Ф10mm vít M6 thẳng góc với lỗ để giữ trục Ф10mm, có vít chỉnh thăng bằng, sơn màu tối

10, 11, 12

2 PTVL2002 Trụ Ф10

Bằng inox đặc Ф10mm, dài 495mm, đầu ren M6 x12mm, có tai hồng M6

10, 11, 12

3 PTVL2003 Trụ Ф8 Bằng inox đặc Ф8mm dài 150mm, vê tròn mặt cắt

10, 11, 12

4 PTVL2004

Đồng hồ đo thời gian số

- Đồng hồ đo thời gian số, có hai thang đo 9,999s 99,99s, ĐCNN 0,001s Có kiểu hoạt động: A, B, A+B, A< >B, T, thay đổi chuyển mạch Có ổ cắm chân A, B dùng nối với cổng quang điện nam châm điện, ổ cắm chân C dùng cấp điện cho nam châm Số đo thời gian hiển thị đếm liên tục trình đo Vỏ nhựa cách điện

- Một hộp công tắc: nút nhấn kép lắp hộp bảo vệ, đầu có ổ cắm, đầu dây tín hiệu dài 1m có phích cắm chân

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú

5 PTVL2005 Khớp đa Hai miệng khố thẳng góc với nhau, siết hai vít M6 có tay vặn

10, 11, 12

6 PTVL2006 Nam châm Ф16

Gồm nam châm Ф16/6x3mm có vỏ thép mạ kẽm bảo vệ núm nhựa

10, 11, 12

7 PTVL2007 Bảng thép

Bằng thép có độ dày tối thiểu > 0,5mm, kích Thước (400x550)mm, sơn tĩnh điện màu trắng, nẹp viền xung quanh; hai vít M4x40mm lắp vịng đệm Ф12mm để treo lị xo Mặt sau có lắp ke nhơm kích thước (20x30x30)mm để lắp vào đế chân Đảm bảo cứng phẳng

10, 11, 12

8 PTVL2008 Hộp nặng Gồm 12 gia trọng loại 50g, có

móc treo, đựng hộp nhựa 11, 12

9 PTVL2009 Biến nguồn

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

- Cầu chì 5A

- Cơng tắc

11, 12

10 PTVL2010 Đồng hồ đo điện đa

Loại thông dụng, hiển thị đến chữ số:

- Dòng điện chiều: Giới hạn đo 10A, có thang đo A, mA, A

- Dịng điện xoay chiều: Giới hạn đo 10A, có thang đo A, mA, A

- Điện áp chiều: Giới hạn đo 20V có thang đo mV V

- Điện áp chiều: Giới hạn đo 20V có thang đo mV V

11, 12

11 PTVL2011 Điện kế chứng minh

Kích thước tối thiểu (300x280x110)mm, có thang đo

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú sau:

- Dòng điện chiều: Giới hạn đo 2,5A, có thang đo mA A

- Điện áp chiều: Giới hạn đo 5V có thang đo V

12 PTVL2012 Dây nối

Bộ gồm 20 dây nối có tiết diện 0,75mm2, có phích cắm đàn hồi đầu, cắm vừa lỗ có đường kính 4mm, dài tối thiểu 500mm

10, 11, 12

13 PTVL2013 Máy phát âm tần

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

12

THIẾT BỊ DÙNG RIÊNG CHO CÁC PHÂN MÔN A PHẦN CƠ

C1 PTVL2014

1- Khảo sát chuyển động rơi tự do, xác định gia tốc rơi tự

2- Chuyển động vật mặt phẳng nghiêng Xác định hệ số ma sát theo phương pháp động lực học (dùng cổng quang điện đồng hồ đo thời gian số)

- Phạm vi đo chiều dài: - 800mm

- Phạm vi đo thời gian: đo thời gian rơi rự vật khoảng cách từ 50mm đến 800mm, với sai số ≤ 2,5%

10

14 Giá thí

nghiệm

Bằng nhơm hợp kim dày 1,2mm, bề mặt anốt hố, khơng phủ ED, có tiết diện hình chữ H, kích thước (31x59x1000)mm, có gắn thước 850mm, độ chia nhỏ 1mm, đầu khoan lỗ Ф8mm, đầu lắp chân chống Ф10x80mm

15 Nam châm

điện

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú thí nghiệm hiệu điện cung cấp

cho cuộn dây 13-15V (DC) Dây súp đôi dài 1,5m có đầu phích cắm để nối cuộn dây nam châm điện với hộp công tắc

16 Thước đo góc

00 - ± 900

In vạch đo góc 00 - ± 900, độ chia nhỏ 10, đường kính 95mm, gắn vào mặt phẳng nghiêng nẹp nhơm Quả dọi kim loại mạ niken, có dây treo tâm thước đo góc

17 Mẫu vật rơi Hình trụ, sắt non Ф10mm, dài 20mm, mạ niken

18 Quả nặng

hình trụ

Bằng thép mạ niken, Ф30x30mm/h30mm, hai mặt đáy phẳng song song với nhau, độ nhẵn đồng đều, vê tròn cạnh

19 Chân hình

chữ U

Bằng kim loại (2,5x 25)mm, sơn tĩnh điện màu tối, cao 70 mm, rộng 110mm, có vít M6 chỉnh thăng

20 Cổng quang

điện 76

Cổng quang điện lắp khung nhôm hợp kim, dày 1mm, sơn tĩnh điện màu đen, có cửa sổ Ф 22mm, lắp nhựa acrylic dày 3mm, có hai vạch dấu hai mặt Một vít trí đầu nhựa để giữ cổng quang điện Dây tín hiệu lõi dài 1,5 m, có đầu phích chân nối cổng quang điện với ổ A B đồng hồ đo thời gian số

21 Thước đo góc

ba chiều Cạnh 100mm

22 Hộp đỡ vật

trượt Bằng nhựa PP có khăn bơng nhỏ

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú 0,2mm, ép plastic, kích thước

200x200mm, 00- ±900, Ф180mm, ĐCNN 10

24 Bộ lực kế

Gồm lực kế loại 5N, có gắn nam châm Ferit xuyến Ф32/18x6mm, vỏ thép mạ kẽm bảo vệ

25 Lò xo

Loại 5N có nam châm gắn bảng, Ф11x20mm, dây thép lị xo Ф0,4mm mạ niken, móc vào nam châm Ferit xuyến Ф32/18x6mm, có vỏ thép mạ kẽm bảo vệ

26 Bộ lò xo Gồm lò xo xoắn loại 5N, dài 60mm

27 Thanh treo

các nặng

Bằng kim loại nhẹ, cứng, dài 440mm, để treo nặng trọng l-ượng tổng cộng đến 10N khơng bị biến dạng, có thước 400 mm trượt có móc treo, hai đầu có hai lỗ để móc treo hai lị xo 5N

28 Thanh định vị

Bằng kim loại nhẹ, mỏng, thẳng, dài 300mm, sơn màu đen, gắn lên bảng từ tính

29 Cuộn dây treo Dây nhẹ mềm, không dãn, bền, màu tối

C3 PTVL2016 Xác định hệ số căng bề mặt chất lỏng 10

30 Lực kế ống

Loại 0,1N, độ chia nhỏ 0,001 N Vỏ nhựa PMMA suốt, Thang đo - 0,1N Độ xác 1mN

31 Vịng nhơm

Vịng nhơm hình trụ Ф khoảng 52mm, cao mm, dày 0,7mm, khoan lỗ Ф10mm cách đều, có dây treo

32 Cốc nhựa

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú

33 Thước cặp Thước cặp 0-150 mm; sai số 0,1- 0,02 mm

C4 PTVL2017

Bộ thí nghiệm dao động học

- Khảo sát chu kì dao động lắc đơn lắc lò xo

- Khảo sát dao động cưỡng tượng cộng hưởng

12

34 Cổng quang

điện

Cổng quang điện hồng ngoại, cán trụ thép đường kính 10mm, dài 110mm, có dây tín hiệu dài 1m

35 Trụ đứng

Kích thước (25x35x600)mm, nhơm, có xẻ rãnh, gắn thước 600mm, có chân cắm inox đường kính 10mm 36 Thanh nhơm Kích thước (25x 2x 390)mm, có vít

hãm

37 Ống nhơm Đường kính mm, dài 280mm, hai đầu có ổ bi lỗ 4mm

38 Rịng rọc Đường kính 50mm

39 Lị xo

Gồm dây thép mạ niken, đàn hồi tốt:

- Đường kính vịng xoắn 20mm, dài 80mm, đường kính dây 0,75mm

- Đường kính vịng xoắn 20mm, dài 80mm, đường kính dây 1mm

40 Quả nặng

Gồm x 50g kim loại, có lỗ khoan mm ghép với vít M4 dài 80mm, có lỗ 1,5mm để móc vào lị xo, có hộp đựng 41 Bi sắt Gồm viên có móc treo, đường kính

15mm, 20mm, 25mm, có hộp đựng 42 Dây treo Dây không giãn, dài 2000mm

C5 PTVL2018 Bộ thí nghiệm đo vận tốc truyền âm không

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú

- Khảo sát tượng sóng dừng ống khí

- Xác định vận tốc truyền âm khơng khí

43 Búa cao su Loại thông dụng

44 Ống trụ

Bằng thủy tinh hữu suốt, đường kính 40mm, dài 670mm, có chia độ  660mm

45 Pittơng Bằng thép bọc nhựa, đường kính 40mm, dài 30mm, có vạch dấu

46 Dây kéo Loại sợi mềm, đảm bảo độ bền học, dài 2000mm

47 Ròng rọc Đường kính 40mm

48 Trụ đứng Bằng inox, đường kính 10mm, dài 750mm

49 Tay đỡ ống

trụ

Bằng thép mạ niken, đường kính 6mm, dài 80mm

50 Bộ âm thoa Gồm âm thoa có tần số 440Hz 512Hz, sai số ± 1Hz

C6 PTVL2019

Khảo sát chuyển động thẳng biến đổi của viên bi máng ngang máng nghiêng Nghiệm định luật bảo toàn động lượng, định luật bảo toàn

(Dùng cổng quang điện đồng hồ đo thời gian số)

11

51 Máng nghiêng

Bằng nhôm hợp kim dày 1mm, sơn tĩnh điện, kích Thước (25x30x1000)mm, có thước 1000mm, đầu khoan lỗ Ф8 mm Trên gắn máng lăn nhôm U17, uốn đoạn đầu khoảng 200mm cao khoảng 60mm, đầu có gắn cấu đỡ viên bi

52 Giá đỡ máng

nghiêng

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú vít M6 để chỉnh thăng

53 Thước đo góc

Thước đo góc - ± 900, tối thiểu Ф90 mm, gắn chặt vào máng nghiêng Quả dọi kim loại mạ niken, có dây treo vào tâm thước đo góc

54 Cổng quang

điện 44

Lắp khung nhôm hợp kim dày 1mm, sơn tĩnh điện màu đen, có vạch dấu xác định vị trí thước Dây tín hiệu lõi dài khoảng 1,5m, có đầu phích chân nối cổng quang điện với ổ A B đồng hồ đo thời gian số

55 Bi thép

Gồm viên bi giống nhau, đường kính 20mm, mạ niken, đựng hộp nhựa

56 Nam châm

điện

Lắp hộp bảo vệ, gắn trượt máng nghiêng, dịch chuyển cố định vị trí rãnh trượt Lực hút đủ giữ vật thí nghiệm với hiệu cung cấp cho cuộn dây 13-15V(DC) Dây súp đôi dài 1m có đầu phích cắm để nối cuộn dây nam châm điện với hộp công tắc

C7 PTVL2020

1- Khảo sát lực đàn hồi

2- Khảo sát cân vật rắn có trục quay, qui tắc momen lực

11

57 Bộ ba lò xo

Bộ lò xo có độ dài 60mm, có độ cứng khác Có cấu gắn lị xo bảng phù hợp với bảng thước đo

58 Bảng thước

đo

In giấy màu trắng, dày 0,15 đến 0,2 mm, ép plastic, kích thước (200x290) mm In thang đo từ đến 270mm, độ chia nhỏ 2mm

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú vòng đồng tâm (cách 10mm)

Một thước thẳng đến 90mm gắn giá đỡ Có nam châm để gắn vào bảng từ Một dọi treo vào trục quay đĩa momen

60 Ròng rọc Ròng rọc Ф30mm, có ổ bi Ф4mm, trục quay gắn vào nam châm

61 Chốt Gồm chốt cắm vừa lỗ đĩa momen

C8 PTVL2021 Khảo sát lực quán tính li tâm 10

62 Pu-li chủ

động

Bằng nhôm, liên kết đai truyền với pu-li bị động, có cấp đường kính, có tỉ số truyền đến pu-li bị động 1:1, 2:1, 3:1 Lực kế ống 5N gắn tâm quay Giá quay dài 255mm, có hai vị trí đặt viên bi cách tâm quay 80mm 160mm

63 Pu-li bị động

Bằng nhơm, có cấp đường kính, liên kết đai truyền với pu-li chủ động, gắn lực kế ống 5N tâm quay Giá quay dài 180mm, có vị trí đặt viên bi cách tâm quay 80mm

64 Đai truyền Gồm dây đai truyền cao su 65 Tay quay Bằng thép Ф10mm, sơn tĩnh điện, có

cán nhựa

66 Bánh đai

truyền động

Gồm bánh nhựa cứng, bánh đường kính 75mm, có trục quay lắp đế gang chân đế; bánh đường kính 40mm gắn trục quay pu-li chủ động

67 Giá đỡ trục pu

-li chủ động Bằng nhựa có chân

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú

69 Hộp viên bi

Gồm viên bi có đường kính khoảng 28mm: hai viên thép mạ niken; viên hợp kim có khối l-ượng 1/2 khối ll-ượng viên bi thép mạ niken, đựng hộp nhựa

C9 PTVL2022 Bộ thí nghiệm momen quán tính vật rắn 12

70 Giá thí

nghiệm

Gồm:

- Trụ đứng nhôm, kích thước (25x35x600)mm, có thước chia độ - Rịng rọc đường kính 80 mm nằm ngang

- Rịng rọc đường kính 20mm thẳng đứng

- Nam châm điện - Bộ cổng quang điện

71 Vật rắn

Các vật làm thép gồm:

- Hình nón, khối lượng 500g, đường kính 60mm

- Hình cầu đường kính 50mm

- Hình trụ đặc có loại: Khối lượng 500g, đường kính 40mm; Khối lượng 250g, đường kính 40mm; Khối lượng 500g, đường kính 80mm

- Hình trụ rỗng, đường kính 30mm, đường kính ngồi 40mm cao 10mm

C10 PTVL2023 Bộ thí nghiệm ghi đồ thị dao động lắc đơn 12

72 Hộp gỗ

Kích thước (500x300x60)mm, có gắn động chiều, ổ cắm, cơng tắc điện, lăn

73 Giá thí

nghiệm

Gồm:

- Trụ đứng inox đường kính 15mm, dài 800mm

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú - Bảng chia độ

- Khớp nối (2 cái)

- Dây treo mềm, không co giãn

74 Nam châm

điện Sử dụng điện áp 6V – 12V 75 Quả nặng Bằng thép, gắn bút lông

76 Tấm ghi đồ

thị

Bằng nhựa trắng sứ, kích thước (150 x 500)mm

77 Mực Loại thơng dụng, viết xóa ghi đồ thị

C11 PTVL2024 Bộ thí nghiệm sóng dừng

78 Khớp nối Khớp nối với đế chân trụ thép làm giá thí nghiệm 12 79 Lị xo Bằng dây thép, mạ niken, đàn hồi tốt,

dài 300 mm

80 Dây đàn hồi Dây mảnh, dài 1000 mm 81 Lực kế Loại 5N, độ chia nhỏ 0,1N 82 Ròng rọc Đường kính tối thiểu 20mm

83 Bộ rung Kiểu điện động, dùng nguồn điện từ máy phát âm tần

C12 PTVL2025 Bộ thí nghiệm sóng nước 12

84 Giá thí

nghiệm

Loại khung hình hộp, kích thước (300x420x320)mm, có quan sát 85 Gương phẳng Loại thủy tinh, đặt nghiêng 45

0

giá thí nghiệm

86 Bộ rung

Loại mơ tơ chiều có cam lệch tâm, sử dụng điện áp 12V, có phận điều chỉnh tốc độ

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú - Tạo sóng phẳng

- Tạo sóng trịn - Tạo sóng trịn

88 Thanh chắn

sóng

Gồm loại: Khơng có khe; khe; khe

89 Nguồn sáng Loại đèn thơng dụng 12V – 50W, có giá đỡ

C13 PTVL2026 Bộ đệm khí

Bộ gồm: Máy bơm khí, đệm khí, xe trượt, gia trọng, cổng quang, cản quang, đầu đệm khí có gắn ròng rọc

Nội dung: Nghiên cứu chuyển động đều, định luật II, III Niu-tơn, định luật bảo toàn động lượng, định luật va chạm

10

C14 PTVL2027 Ống Niu - tơn

Gồm hai ống:

- Một ống thủy tinh, kích thước 1000mm, đường kính 50mm, hút chân khơng, hai đầu gắn chặt Trong có vật nhỏ: lơng chim, hịn bi chì

- Một ống thủy tinh, kích thước 1000mm, đường kính 50mm, chứa khơng khí, hai đầu gắn chặt Trong có vật nhỏ: lơng chim, hịn bi chì

10

C15 PTVL2028

Bộ thí nghiệm về định luật Béc-nu-li

- Bảng kích thước (550 x 400 x 3)mm có bảng chia độ để đo độ cao cột nước gắn kẹp để giữ ống

- ống thủy tinh nằm ngang có đường kính d1=27,5mm,

d2=15,5mm

- ống thủy tinh nhỏ có đường kính d=8mm

- máy bơm mini công suất 23W - Bình đựng nước (250 x 80 x

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú (350 x 80 x 100)mm mika

hoặc nhựa gắn vào bảng

- nam châm 32mm gắn vào bảng điều chỉnh độ cao vòi chảy qua ống - ống nối mềm: 1ống dài 300mm - đường kính 25mm; ống dài 250mm - đường kính 15mm

- ống nối cao su nhựa mềm dài 100mm, đường kính 6mm

- Ống bơm nước lên bể dài 300mm - đường kính 15mm; ống chảy nước tràn dài 250mm - đường kính 15mm

C16 PTVL2029 Kênh sóng nước

- Kênh sóng mika dài 1100mm, gồm: - Tấm mika ngăn hình thang vng (660x580x170)mm

- Tấm mika hình chữ nhật cố định (165 x 170)mm

- Vật định vị ngăn mika(3 cái)

- Vật chắn hình trụ inox (30x190)mm

- Bộ khử phản xạ cước mềm - Hộp điều tốc môtơ thay đổi điện áp

- Môtơ chiều 12V

- Bộ Pittông tạo sóng nhựa - Bánh xe lệch tâm truyền chuyển động

- Hộp đựng mạch điều khiển, động

- Cơ cấu truyền chuyển động

10

B PHẦN NHIỆT

N1 PTVL2030 Nghiệm định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ôt

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú

90 Áp kế kim

loại

Thang đo - 2x105Pa, nối với hệ xi-lanh pit-tông thủy tinh, gắn bảng thép có chia độ từ 0-4 Giá đỡ nhựa

91 Lọ dầu Lọ dầu bôi trơn không màu, 5ml 92 Nút cao su Chịu dầu, đậy kín đầu

xi-lanh

93 Nhiệt kế Nhiệt kế 0-1000C, ĐCNN 10C

N2 PTVL2031 Khảo sát tượng mao dẫn 10

94 Bộ thí nghiệm mao dẫn

Gồm ống thuỷ tinh thẳng, đường kính khác 1-3mm, dài tối thiểu 120mm, có giá đỡ

C PHẦN ĐIỆN

D1 PTVL2032

Bộ thí nghiệm dịng điện không đổi

1 Đo suất điện động điện trở nguồn điện Định luật Ôm cho tồn mạch

3 Định luật Ơm cho đoạn mạch chứa nguồn điện Khảo sát đặc tính chỉnh lưu điơt bán dẫn Khảo sát đặc tính khuếch đại tranzito

11

95 Hộp gỗ

Có kích thước (350x200x150)mm có bảng lắp ráp mạch điện có khay đựng linh kiện thí nghiệm

96 Pin Loại 1,5V có đế đỡ

97 Điện trở đế Loại 10, cơng suất tối thiểu 0,5W có đế đỡ

98 Bộ linh kiện

Gồm điơt chỉnh lưu có đế, hai tranzito npn pnp có đế có ghi cảnh báo giới hạn dòng điện trở phù hợp

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú công suất tối thiểu 0,5W

100 Biến trở chạy

loại 100 - 0,5A

101 Dây nối

Bộ 10 sợi dây nối có tiết diện 0,75mm2 có phích cắm đàn hồi đầu, cắm vừa lỗ có đường kính 4mm, dài tối thiểu 500mm

D2 PTVL2033 Bộ thí nghiệm đo thành phần nằm ngang từ

trường Trái Đất 11

102 La bàn tang

- Khung dây tròn tạo từ trường, có đường kính trung bình 160mm, quấn dây đồng đường kính 0,4mm, có đầu tương ứng với số vòng dây 100, 200, 300

- Kim nam châm nhỏ gắn vng góc với kim thị dài nhôm, quay dễ dàng mũi kim nhọn cắm thẳng đứng bên hộp nhựa suốt có đường kính trung bình 130mm có nắp đậy kín đặt mặt phẳng ngang, vng góc với cuộn dây tạo từ trường cho đầu mũi kim nhọn trùng với tâm cuộn dây

- Thước đo góc 00 900 với độ chia nhỏ 10 in giấy phản quang dán mặt đáy bên hộp nhựa

- Đế nhựa cứng, hình trịn đường kính khoảng 180mm, có vít chỉnh cân

103

Chiết áp điện tử

Có điện áp vào 612V xoay chiều chiều, điện áp chiều biến đổi liên tục khoảng 06V, dòng cực đại 150mA

104 Hộp đựng

dụng cụ

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú

D3 PTVL2034

Bộ thí nghiệm mạch điện xoay chiều

- Xác định dung kháng cảm kháng mạch xoay chiều

- Khảo sát tượng cộng hưởng điện

12

105 Hộp gỗ Kích thước (230x320x125)mm, có khay xốp để chứa linh kiện 106 Bảng lắp ráp

mạch điện

Sơn tĩnh điện màu ghi sáng, có ổ cắm để mắc mạch

107 Điện trở Loại thông dụng 10 - 20W

108 Tụ điện Loại thông dụng, trị số khoảng 1F, 2F, 3F, 4F

109

Cuộn dây Có lõi thép chữ I, dây quấn đồng, có hệ số tự cảm (khi khơng có lõi sắt) khoảng từ 0,02H đến 0,05H

D4 PTVL2035

Bộ thí nghiệm điện tích - điện trường Sự nhiễm điện tiếp xúc, hưởng ứng Hình dạng đường sức điện trường

3 Sự phân bố điện tích vật dẫn tích điện Sự đẳng vật dẫn tích điện

4 Điện trường vật dẫn tích điện

11

110

Máy Uyn-xớt Máy Uyn-xớt có khoảng cách phóng điện tối thiểu hai điện cực 30mm, có hộp bảo quản vật liệu suốt phận sấy 111 Tĩnh điện kế Có đường kính tối thiểu 200mm

đảm bảo độ nhạy

112

Vật dẫn hình trụ

Rỗng inox, đầu nhọn, đầu lõm có đường kính khoảng 70mm, có gắn tua sợi tổng hợp

113

Bộ tua tĩnh điện

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú 6mm, có đế

114

Lưới dẫn điện Có kích thước tối thiểu (100x300)mm kim loại không gỉ, mềm dễ uốn đặt đế cách điện để đảm bảo uốn lưới trịn khép kín, lưới có gắn tua sợi tổng hợp hai mặt

D5 PTVL2036

Bộ thí nghiệm dịng điện mơi trường Dịng nhiệt điện

2 Dòng điện chất điện phân Dòng điện chất khí

11

115 Bộ cặp nhiệt điện

Tạo hai dây dẫn khác loại, mối nối hàn nóng chảy (đồng-constantan crơmen-alumen), có đầu lấy điện

116 Bình điện phân

Bộ 02 bình điện phân nhựa suốt, đường kính khoảng 78mm, cao khoảng 90mm, dày tối thiểu 1,5mm, có nắp đậy cọc đấu điện, đó:

- Bình có 02 điện cực đồng đỏ, kích thước tối thiểu (23x80x2)mm

Bình có 02 điện cực inox, kích thước tối thiểu (60x80x0,4)mm dùng làm tụ điện phẳng

117 Bộ nguồn chiều

100V khuếch đại dòng (Imax<

10 mA)

D6 PTVL2037 Máy Rumcoop

- Dùng nguồn 220V, công suất 120W

- Khoảng cách đánh lửa cực đại 100mm

- Điện áp phóng tia lên tới vài chục kV

12

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú Phương chiều lực từ Quy tắc bàn tay trái

2 Độ lớn lực từ Khái niệm cảm ứng từ Hiện tượng cảm ứng điện từ

4 Định luật Len-xơ Dòng điện Fu-cô

118 Hộp dụng cụ

Hộp gỗ kích thước (400x220x120)mm có ngăn kéo chứa linh kiện Trên hộp có gá lắp linh kiện sau:

- 02 ampe kế có vạch có giới hạn đo 2A, độ chia nhỏ 0,1A

- Địn cân làm nhơm có gắn thước chỉnh, có trụ đứng gắn vào hộp

- Nam châm điện má từ làm sắt non mạ kẽm, kích thước (100x85)mm dây quấn đồng có đường kính 0,8mm, 800 vịng quấn lõi sắt non có kích thước (60x60x40)mm, có đèn LED mũi tên chiều từ trường

- Bộ biến trở xoay 100 - 2A

- Bộ khung dây 200 vịng, đường kính 0,3mm có cấu cắm lấy điện đầu địn cân: kích thước (100x80)mm; (100x40)mm; (100x20)mm có trục xoay, bảng chia độ

- Bộ cơng tắc đảo chiều dịng điện

- Bộ rịng rọc, tay quay dây kéo

- Lực kế 0,5N độ chia nhỏ 0,01N

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú

- Bộ lõi sắt non, xẻ rãnh phù hợp với má từ nam châm điện, có vít hãm

- Bộ lắc nhơm có khối lượng tương đương, dài 250mm có giá treo, có gắn vật dẫn đặc, có gắn vật dẫn xẻ nhiều rãnh

D8 PTVL2039

Bộ thí nghiệm tượng tự cảm Hiện tượng tự cảm đóng mạch Hiện tượng tự cảm ngắt mạch

11

119 Bảng mạch

điện

Bằng nhựa cứng, có tai treo, kích thước tối thiểu (200x300x5)mm, mặt có sơ đồ mạch điện linh kiện:

- 02 bóng đèn 6V-3W

- 01 cuộn cảm có lõi sắt từ kích thước (22x27)mm dây đồng có đường kính 0,4mm, hệ số tự cảm từ 100mH đến 120mH, có điện trở từ 20 đến 22 - 01 biến trở núm xoay từ 35 đến

50, chịu dòng điện 1A - 01 đèn neon

- 04 công tắc đơn; 02 lỗ cắm điện D9 PTVL2040 Bộ thí nghiệm máy biến áp truyền tải điện

năng xa 12

120 Máy biến áp

Gồm biến áp, dây đồng, đường kính 0,4mm quấn khung nhựa kích thước (55x55x45)mm

- Cuộn sơ cấp có hai cuộn dây, cuộn 200 vòng, điện áp vào tối đa 12V

- Cuộn thứ cấp có hai cuộn dây 400 vòng 200 vòng

- Lõi sắt từ

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú

122 Dây tải điện Dài 600mm, hai đầu phích cắm 4mm, có gắn điện trở 10-5W

D10 PTVL2041 Bộ thí nghiệm máy phát điện xoay chiều ba pha 12

123 Bảng thí

nghiệm

- Bảng kích thước (550x400x10)mm., nối với đế chân trụ thép để làm giá thí nghiệm

124

Mơ hình máy phát điện pha

Stato gồm có:

- cuộn dây đồng đường kính 0,31mm, quấn 2500 vịng khung nhựa kích thước (55x55x45)mm đặt lệch 1200, cuộn có lắp đèn LED loại thơng dụng màu xanh, đỏ, vàng

- Lõi sắt từ phù hợp với cuộn dây Rơto gồm có:

- Thanh thép kích thước (90x25x12)mm, hai đầu có gắn nam châm đất

- Trục quay tay quay kim loại

125

Bảng mạch điện sao/tam giác

Bằng nhựa, kích thước (150x200x3)mm, có đèn LED lỗ cắm

D11 PTVL2042 Bộ thí nghiệm tượng quang điện ngồi 12 126 Tế bào quang

điện

Loại chân khơng, catơt phủ chất nhạy quang Sb-Ce, có hộp bảo vệ 127 Nguồn sáng Loại đèn 220V - 32W điều chỉnh

cường độ sáng, có pha chân đế

128 Hộp chân đế

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú 129 Kính lọc sắc Gồm kính: đỏ, lục, lam

D PHẦN QUANG

Q1 PTVL2043

Bộ thí nghiệm quang hình

1 Đo tiêu cự thấu kính phân kì Kính hiển vi

3 Kính thiên văn ống nhòm

11

130 Băng quang học

Dài 750mm hợp kim nhơm có thước với độ chia nhỏ 1mm, có đế vững Trên băng có trượt có vạch vị trí thiết bị quang học gắn trục khớp nối dài khoảng 20mm, có vít hãm để gắn thấu kính, vật hứng ảnh

131 Đèn chiếu sáng

12V – 21W có kính tụ quang để tạo chùm tia song song, vỏ nhôm hợp kim, có khe cài chắn sáng, có vít điều chỉnh hãm đèn, có trụ thép inox đường kính tối thiểu 6mm

132 Màn chắn

sáng

Bằng nhựa cứng màu đen kích thước (80x100)mm, có lỗ trịn mang hình số cao khoảng 25mm, có trụ thép inox đường kính tối thiểu 6mm

133 Màn ảnh

Bằng nhựa trắng mờ, kích thước (80x100)mm, có trụ thép inox đường kính tối thiểu 6mm

134 Thấu kính

Bộ thấu kính thuỷ tinh, có đường kính đường rìa tối thiểu 30mm, lắp khung nhựa, có trụ thép inox đường kính tối thiểu 6mm:

- Thấu kính phân kì, có tiêu cự f =  70mm;

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú 300mm;

- Thấu kính hội tụ, có tiêu cự f = + 50mm

135

Hộp đựng dụng cụ thí nghiệm

Bằng vật liệu cứng

Q2 PTVL2044 Bộ thí nghiệm đo chiết suất nước 11 136 Giấy Giấy kẻ ô li loại thông dụng

137 Cốc thủy tinh

Thủy tinh suốt hình trụ, thành mỏng, đường kính khoảng 80mm, cao khoảng 100mm, dán giấy tối màu 2/3 thân cốc, có khe sáng 1mm

138

Thước chia độ, nến, compa

Loại thông dụng

Q3 PTVL2045

Bộ thí nghiệm xác định bước sóng ánh sáng

- Quan sát tượng giao thoa ánh sáng qua khe Y-âng

- Đo bước sóng ánh sáng

12

139 Giá thí

nghiệm

Bằng nhơm kích thước

(25x32x1200)mm, có chân đế

140

Nguồn sáng Đèn laze bán dẫn, công suất 5mW, tạo vệt sáng dạng vạch dài tối thiểu 20mm, có giá đỡ

141 Khe Y-âng Gồm có giá đỡ: a = 0,10mm a = 0,15mm

142 Màn quan sát Bằng kim loại sơn màu trắng có giá đỡ, chia độ đến mm

Q4 PTVL2046

Bộ thí nghiệm quang hình Định luật khúc xạ ánh sáng Hiện tượng phản xạ tồn phần Lăng kính

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú Thấu kính

143 Bảng

Bảng gỗ có mặt tơn độ dày 1mm, sơn tĩnh điện màu trắng, kích thước tối thiểu (400x600)mm

144 Đèn chiếu sáng

02 đèn chiếu sáng 12V-21W, có kính tụ quang tạo chùm song song, vỏ hợp kim nhơm có gắn nam châm đất

145 Bán trụ

Bản bán trụ thuỷ tinh hữu cơ, dày tối thiểu 15mm, có đường kính khoảng 130mm có gắn nam châm đất

146 Bản mặt song song

Bản hai mặt song song thuỷ tinh hữu cơ, dày tối thiểu 15mm, kích thước khoảng (130x31)mm, có gắn nam châm đất

147 Lăng kính

Bản lăng kính tam giác thuỷ tinh hữu dày tối thiểu 15mm, có cạnh dài khoảng 96mm có gắn nam châm đất

148

Lăng kính phản xạ tồn phần

Bản lăng kính phản xạ tồn phần tam giác vuông cân thuỷ tinh hữu dày tối thiểu 15mm, có cạnh dài khoảng 110mm có gắn nam châm đất

149 Thấu kính hội tụ

Bản thấu kính hội tụ thuỷ tinh hữu dày tối thiểu 15mm, dài khoảng 130mm, có hai mặt lồi, bề rộng 47,5mm có gắn nam châm đất

150 Thấu kính hội tụ

Bản thấu kính hội tụ thuỷ tinh hữu dày tối thiểu 15mm, dài khoảng 130mm, có mặt lồi mặt phẳng, bề rộng rìa 12mm, bề rộng 31,5mm, có gắn nam châm đất

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú phân kì hữu dày tối thiểu15mm, dài

khoảng 130mm, có hai mặt lõm, bề rộng rìa 40,5mm, bề rộng 12,5mm, có gắn nam châm đất

152 Hộp đựng

dụng cụ

Q5 PTVL2047 Bộ thí nghiệm quang phổ 12

153 Giá thí

nghiệm

Bảng thép, kích thước (450x800)mm, có chân đế

154 Nguồn sáng Đèn loại 12V-21W

155 Lăng kính Bộ lăng kính tam giác đều, có đế nam châm

156 Màn chắn Bằng vật liệu đảm bảo độ bền học, có khe chắn hẹp, có đế nam châm 157 Màn quan sát Bằng vật liệu đảm bảo độ bền

học, màu trắng đục, có đế nam châm

158

Dụng cụ phát tia hồng ngoại, tia tử ngoại

Gồm có quang trở khuếch đại

II PHẦN MỀM VẬT LÍ

159 PTVL3048

Bộ phần mềm mơ thí nghiệm tối tiểu lớp 10, 11, 12

- Mơ thí nghiệm thực, người dùng phải tương tác với máy tính chuột hay bàn phím để tiến hành bước gần giống với tiến hành thí nghiệm thực Mỗi mơ có tích hợp sẵn hướng dẫn sử dụng, rõ điều cần lưu ý thao tác tiến hành thí nghiệm

- Phần mềm hoạt động máy tính sử dụng để dạy chương trình tin học Trung học phổ thơng, có giao diện thân thiện sử dụng tiếng Việt, dễ dùng, có hướng dẫn trực tiếp

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết Dùng cho lớp

Ghi chú

160 PTVL30489

Phần mềm phân tích video

- Có nội dung nghiên cứu trình học biến đổi nhanh cách xác định toạ độ vật chuyển động thời điểm sau phân tích số liệu, tính tốn đại lượng, vẽ đồ thị thực nghiệm Sử dụng phần mềm, ta nghiên cứu dạng chuyển động học

- Phần mềm hoạt động máy tính sử dụng để dạy chương trình tin học Trung học phổ thơng, có giao diện thân thiện sử dụng tiếng Việt, dễ dùng, có hướng dẫn trực tiếp

10, 12

161 PTVL3050

Phần mềm nghiên cứu hệ Mặt Trời

- Có nội dung nghiên cứu cấu tạo hệ Mặt Trời Nghiên cứu quỹ đạo chuyển động, đặc điểm hành tinh hệ Mặt Trời

- Phần mềm hoạt động máy tính sử dụng để dạy chương trình tin học Trung học phổ thơng, có giao diện thân thiện sử dụng tiếng Việt, dễ dùng, có hướng dẫn trực tiếp

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Chương trình GDPT mơn Vật lí cấp THPT Bộ Giáo dục Đào tạo ban hành

[2] Sách giáo khoa Vật lí lớp 10, lớp 11, lớp 12 Nhiều tác giả Nhà Xuất Giáo dục Việt Nam

[3] Danh mục thiết bị dạy học tối thiểu mơn Vật lí cấp THPT Bộ Giáo dục Đào tạo ban hành

[4] Tài liệu Hội nghị tập huấn BDGV thay CT-SGK mơn Vật lí lớp 10 (năm 2006), lớp 11 (năm 2007), lớp 12 (năm 2008) Nhiều tác giả Nhà Xuất Giáo dục Việt Nam

[5] Tài liệu Hội nghị tập huấn phát triển chun mơn giáo viên THPT chun mơn Vật lí hè 2010, hè 2011 Nhiều tác giả

MỤC LỤC

TT Nội dung Trang

1 Lời nói đầu

2 Phần thứ nhất: Những vấn đề chung

3 Phần thứ hai: Một số thí nghiệm thực hành mơn Vật lí THPT Phần thứ ba: Tổ chức dạy học thí nghiệm thực hành trường

THPT Chuyên

100

5 Phụ lục 104

6 Tài liệu tham khảo 129