Інструкція для учнів щодо використання Phet симуляції для проведення лабораторної роботи "Дослідження електричного кола з послідовним з’єднанням провідників"

Лабораторна робота № 4

Тема: Дослідження електричного кола з послідовним з’єднанням провідників

Мета роботи: розвиток експериментальних умінь досліджувати електричні кола, експериментальна перевірка закономірностей послідовного з’єднання провідників.

Необхідне обладнання: комп’ютер або мобільний телефон, підключення до інтернету (у випадку першого разу виконання лабораторної роботи за допомогою інтернет-симуляції)

Прилади і матеріали: джерело струму, 2 резистора, амперметр, вольтметр, лампа розжарення, ключ, з’єднувальні провідники, додатковий резистор 3, який виконує роль реостата (не обов’язково).

Хід роботи:

1. Відкрийте віртуальну лабораторію з електрики за посиланням  https://phet.colorado.edu/uk/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab

Завантажте програму, натиснувши кнопку «Завантажити». (У випадку завантаження в подальшому доступ до інтернету не потрібен) .

2. Складіть віртуальне електричне коло, з’єднавши послідовно батарею елементів, ключ, амперметр, резистор 1(R₁) і резистор 2 (R₂) (елементи кола, які досліджуємо), резистор 3 (R₃) (буде виконувати роль реостата), лампу розжарення. 
3. Накресліть схему складеного  кола і вкажіть на ній, куди підключається вольтметр при вимірюванні напруги на кожному з резисторів R₁ і R₂ й на двох резисторах разом.

4. Змініть стандартні налаштування приладів. Для цього наведіть курсив на обраний прилад, натисніть лівою кнопкою миші і змініть налаштування за допомогою умовного повзунка. Встановіть різні опори кожного з резисторів R₁ і R_2. (Дивись інструкцію до л.р.№ 3)
5. Замкніть коло, натиснувши  на ключ у зібраній схемі.
6. За допомогою резистора R₃, який грає роль реостата, змініть значення сили струму до цілого значення (для зручності підрахунків, не є обов’язковою умовою, виконується на початку роботи до основних вимірів і в подальшому не використовується). Для цього наведіть курсив на резистор R₃ та за допомогою повзунка, що з’явився знизу, змініть опір, а отже й силу струму в колі.
7. Зніміть показники сили струму в колі. Виміри сили струму проведіть в різних ділянках кола.
8. Увімкнувши в коло вольтметр, виміряйте напругу на кінцях ділянки, що складається з двох резисторів (R₁ і R₂)
9. Виміряйте напругу окремо на кожному з резисторів R₁ і R₂.
10. За результатами вимірювань обчислити опір усієї ділянки R й провідників R₁ і R₂

   ;     ;  

11. Результати вимірювань та обчислень занесіть до таблиці:

12. Порівняйте силу струму І_1, І_2, І₃ на різних ділянках кола з послідовним з’єднанням провідників.
13. Порівняйте опір усієї ділянки R кола із сумою опорів двох провідників

14. Порівняйте напругу на ділянці двох провідників U із сумою напруг на окремих резисторах   
15. Визнач те похибки й  порівняйте отримані результати з урахуванням похибок.

Обчисліть відношення       і  , відносні похибки () і абсолютні похибки ( ) вимірювань цих величин за формулами:

,

,     , 

(Ціна найменшої поділки  шкали амперметра й вольтметра є абсолютною похибкою вимірювань сили струму та напруги )

16. Зробіть висновки щодо справедливості закономірностей послідовного з’єднання провідників.

Контрольні питання:

1. Яке з’єднання провідників називається послідовним?
2. Які закономірності відповідають послідовному з’єднанню провідників?
3. Чи можливо було в даній лабораторній роботі  використовувати лампи розжарення замість резисторів? Чому?