Tài liệu hướng dẫn thực hành thí nghiệm Vật lí THPT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TÀI LIỆU

THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH TRƯỜNG THPT

MÔN VẬT LÍ

(Lưu hành nội bộ)

HÀ NỘI, THÁNG 9 NĂM 2011

diendanvatlylamdong.com

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

NGUYỄN VĂN KHÁNH

TRẦN MINH THI diendanvatlylamdong.com

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 trong các trường THPT chuyên và phát triển chuyên môn

cho giáo viên môn chuyên Vật lí, Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức

biên soạn tài liệu “Thí nghiệm thực hành trường THPT môn Vật

lí”. Để đáp ứng yêu cầu đổi mới dạy học tăng cường dạy thí

nghiệm thực hành và thi chọn học sinh giỏi vật lí THPT, Bộ Giáo

dục và Đào tạo đã mời các chuyên gia, giảng viên các trường đại

học tham gia biên soạn. Cấu trúc tài liệu gồm có:

Phần 1. Những vấn đề chung

Phần 2. Một số bài thí nghiệm thực hành môn Vật lí THPT

Mỗi bài thực hành được biên soạn và hướng dẫn cho GV, HS một

cách chi tiết, có phần câu hỏi mở rộng để khai thác sâu hơn kiến

thức, kỹ năng và phát huy tính sáng tạo của HS THPT chuyên.

Phần 3. Tổ chức dạy học thí nghiệm thực hành trong các

trường THPT chuyên

Mặc dù tài liệu được viết rất công phu, Tiểu ban thẩm định môn

Vật lí đọc góp ý và biên tập nội dung nhưng khó tránh khỏi còn có

những sơ sót nhất định. Các tác giả mong nhận được góp ý của quý

thầy cô giáo và độc giả khi sử dụng tài liệu.

Trân trọng cám ơn Tiểu ban thẩm định và bạn đọc.

CÁC TÁC GIẢ

diendanvatlylamdong.com

Phần thứ nhất

NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG

A. THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH TRONG TRƯỜNG

TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Vật lí là một khoa học thực nghiệm, học vật lí trong trường phổ thông là học

tập gắn liền với thực tiễn thông qua các sự vật, hiện tượng vật lí trong thế giới tự

nhiên để giúp HS hiểu biết các quy luật của nó và cùng chung sống với thực tiễn

đời sống xã hội.

Thí nghiệm thực hành (gọi tắt là thí nghiệm) Vật lí trong trường Trung học

phổ thông (THPT) là một trong những mục đích quan trọng giúp học sinh (HS)

hình thành nên những nét nhân cách con người thông qua những kĩ năng khoa học

và các thao tác tư duy logic vật lí, đồng thời qua đó giúp HS hiểu sâu sắc hơn các

khái niệm, hiện tượng vật lí, giải thích được các hiện tượng vật lí đơn giản đang

xảy ra trong thế giới tự nhiên và xung quang chúng ta.

Thí nghiệm Vật lí trong trường THPT giúp HS củng cố và khắc sâu những

kiến thức, kĩ năng thu được từ thực tiễn và các bài giảng lí thuyết, gắn lí thuyết với

thực hành, học đi đôi với hành, giúp HS tin tưởng vào các chân líkhoa học.

Hơn nữa, thí nghiệm Vật lí trong trường THPT, giúp HS rèn luyện các kĩ

năng vận dụng sáng tạo, tự tin và đạt kết quả cao khi làm các bài thi HSG quốc gia

và Olympic Vật lí.

Vì vậy, coi trọng thí nghiệm Vật lí trong trường THPT, đặc biệt là trong các

trường THPT Chuyên là định hướng lâu dài và vững chắc cho mục tiêu đào tạo

nhân cách HS để hình thành các năng lực cho HS trong những năm tới và 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 thì thí nghiệm có những chức năng cụ thể

sau đây:

1. Thí nghiệm là phương tiện thu nhận tri thức

Thí nghiệm là một phương tiện quan trọng của hoạt động nhận thức của con

người, thông qua thí nghiệm con người đã thu nhận được những tri thức khoa học

cần thiết nhằm nâng cao năng lực của bản thân để có thể tác động và cải tạo thực

tiễn. Trong học tập thí nghiệm là phương tiện của hoạt động nhận thức của học

sinh, nó giúp người học trong việc tìm kiếm và thu nhận kiến thức khoa học cần

thiết. diendanvatlylamdong.com

2. Thí nghiệm là phương tiện kiểm tra tính đúng đắn của tri thức

Trong khoa học phương pháp thực nghiệm được coi là “hòn đã thử vàng”

của mọi tri thức chân chính. Bởi vậy, có thể nói thí nghiệm có chức năng trong

việc kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu nhận.

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

Trong quá trình vận dụng kiến thức vào thực tiễn, vào việc thiết kế và chế

tạo các thiết bị kĩ thuật, người ta gặp phải những khó khăn nhất định do tính khái

quát và trừu tượng của các tri thức cần vận dụng, cũng như bởi tính phức tạp của

các thiết bị kĩ thuật cần chế tạo. Trong trường hợp đó thí nghiệm được sử dụng với

tư cách là phương tiện thử nghiệm cho việc vận dụng tri thức vào thực tiễn.

4. Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức

Thí nghiệm luôn đóng một vai trò rất quan trọng trong các phương pháp

nhận thức khoa học. Chẳng hạn, đối với phương pháp thực nghiệm, thí nghiệm

luôn có mặt ở nhiều khâu khác nhau: làm xuất hiện vấn đề nghiên cứu, kiểm tra

tính đúng đắn của các giả thuyết. Trong phương pháp mô hình, thí nghiệm giúp ta

thu thập các thông tin về đối tượng gốc làm cơ sở cho việc xây dựng mô hình.

Ngoài ra, đối với mô hình vật chất điều bắt buộc là người ta phải tiến hành các thí

nghiệm thực sự với nó. Cuối cùng, nhờ những kết quả của các thí nghiệm được

tiến hành trên vật gốc tạo cơ sở để đối chiếu với kết quả thu được từ mô hình, qua

đó để có thể kiểm tra tính đúng đắn của mô hình được xây dựng và chỉ ra giới hạn

áp dụng của nó.

II. YÊU CẦU ĐỐI VỚI GIÁO VIÊN KHI HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH

Giáo viên khi hướng dẫn HS thực hành cần đảm bảo các yêu cầu sau đây:

1. Soạn bài, chuẩn bị đầy đủ dụng cụ, thiết bị thí nghiệm, mẫu báo cáo thực

hành, vật liệu tiêu hao... cho các bài thực hành trước khi hướng dẫn cho HS làm thí

nghiệm thực hành.

2. Kiểm tra HS và củng cố lại cơ sở lí thuyết của bài thực hành, phán đoán

các tình huống xảy ra trong quá trình làm thí nghiệm thực hành.

3. Phân nhóm thực hành hợp lí, hướng dẫn cách lắp đặt thí nghiệm, các

bước tiến hành thí nghiệm, thu thập thông tin, xử lí kết quả và cách viết báo cáo và

trình bày thí nghiệm.

4. Theo dõi các nhóm thực hành, hướng dẫn HS thảo luận, khai thác, xử lí

kết quả thí nghiệm, xử lí các tình huống đề xuất trong quá trình thực hành. Đánh

giá năng lực thực hành của từng HS đảm bảo sự khách quan và công bằng thông

qua sự theo dõi và kết quả báo cáo thực hành.

5. Hướng dẫn HS về an toàn, vệ sinh môi trường, bảo quản thiết bị thí

nghiệm. diendanvatlylamdong.com

Phần thứ hai

MỘT SỐ BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH MÔN VẬT LÍ THPT

Bài thực hành mở đầu

TÍNH SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU

I. Mục đích

- Rèn luyện kỹ năng tính giá trị trung bình và sai số của đại lượng vật lí được đo

trực tiếp.

- Vận dụng thành thạo các phương pháp tính sai số của 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 và sai số của đại lượng đo gián tiếp.

- Nắm vững và thành thạo quy tắc làm tròn số và viết kết quả đo đại lượng vật lí.

II. Cơ sở lí thuyết

2.1. Định nghĩa phép tính về sai số

Các khái niệm

a. Phép đo trực tiếp: Đo một đại lượng vật lí có nghĩa là so sánh nó với một

đại lượng cùng loại mà ta chọn làm đơn vị

b. Phép đo gián tiếp: Trường hợp giá trị của đại lượng cần đo được tính từ

giá trị của các phép đo trực tiếp khác thông qua biểu thức toán học, thì phép đo đó

là phép đo gián tiếp

Phân loại sai số

Khi đo một đại lượng vật lí, dù đo trực tiếp hay gián tiếp, bao giờ ta cũng

mắc phải sai số. Người ta chia thành hai loại sai số như sau:

a. Sai số hệ thống:

Sai số hệ thống xuất hiện do sai sót của dụng cụ đo hoặc do phương pháp lí

thuyết chưa hoàn chỉnh, chưa tính đến các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả đo. Sai số

hệ thống thường làm cho kết quả đo lệch về một phía so với giá trị thực của đại

lượng cần đo. Sai số hệ thống có thể loại trừ được bằng cách kiểm tra, điều chỉnh

lại các dụng cụ đo, hoàn chỉnh phương pháp lí thuyết đo, hoặc đưa vào các số hiệu

chỉnh.

b. Sai số ngẫu nhiên:

Sai số ngẫu nhiên sinh ra do nhiều nguyên nhân, ví dụ do hạn chế của giác

quan người làm thí nghiệm, do sự thay đổi ngẫu nhiên không lường trước được của diendanvatlylamdong.com

các yếu tố gây ảnh hưởng đến kết quả đo. Sai số ngẫu nhiên làm cho kết quả đo

lệch về cả hai phía so với giá trị thực của đại lượng cần đo. Sai số ngẫu nhiên

không thể loại trừ được. Trong phép đo cần phải đánh giá sai số ngẫu nhiên.

2.2. Phương pháp xác định sai số của phép đo trực tiếp

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

Giả sử đại lượng cần đo A được đo n lần. Kết quả đo lần lượt là . ,... ,

2 1 n

A A A

Đại lượng

A A A





  



1 2 1

....

(1)

được gọi là giá trị trung bình của đại lượng A trong n lần đo. Số lần đo càng lớn,

giá trị trung bình A càng gần với giá trị thực A. Các đại lượng:

A A A

  

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

2 2

1 1

được gọi là sai số tuyệt đối trong mỗi lần đo riêng lẻ. Để đánh giá sai số của phép

đo đại lượng A, người ta dùng sai số toàn phương trung bình. Theo lí thuyết xác

suất, sai số toàn phương trung bình là:

 

  1











n n

 (2)

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

Như vậy, giá trị thực của đại lượng A với một xác suất nhất định sẽ nằm

trong khoảng từ   A đến   A , nghĩa là:

A -    A   A

Khoảng [( A -  ),(   A )] gọi là khoảng tin cậy. Sai số toàn phương trung

bình  chỉ được dùng với các phép đo đòi hỏi độ chính xác cao và số lần đo n lớn.

Nếu đo đại lượng A từ 5 đến 10 lần, thì ta dùng sai số tuyệt đối trung bình số học

A  (sai số ngẫu nhiên) được định nghĩa như sau:

A  =

 

i 





(4)

Kết quả đo lúc này được viết dưới dạng: A = A  A  (5)

Ngoài sai số tuyệt đối, người ta còn sử dụng sai số tỉ đối được định nghĩa như sau: diendanvatlylamdong.com

 =

100 .

A 

(6)

Kết quả đo được viết như sau:

   A A (7)

Như vậy, cách viết kết quả phép đo trực tiếp như sau:

- Tính giá trị trung bình A theo công thức (1)

- Tính các sai số A  theo công thức (4) hoặc (6).

- Kết quả đo được viết như (5) hoặc (7).

Ví dụ: Đo đường kính viên bi 4 lần, ta có kết quả sau:

mm d 75 , 8

 mm d 00 , 0

 

mm d 76 , 8

 mm d 01 , 0

  

mm d 74 , 8

 mm d 01 , 0

 

mm d 77 , 8

 mm d 02 , 0

  

Giá trị trung bình của đường kính viên bi là:

d = mm 75 , 8

77 , 8 74 , 8 76 , 8 75 , 8



  

Sai số tuyệt đối trung bình tính được là

d  = mm 01 , 0

02 , 0 01 , 0 01 , 0 00 , 0



  

Kết quả: mm d 01 , 0 75 , 8  

b) Cách xác định sai số dụng cụ

● Mỗi dụng cụ có một độ chính xác nhất định. Nếu dùng dụng cụ này để đo một

đại lượng vật lí nào đó thì đương nhiên sai số nhận được không thể vượt quá độ

chính xác của dụng cụ đó. Nói cách khác, sai số của phép đo không thể nhỏ hơn

sai số dụng cụ.

● Tuy nhiên cũng vì một lí do nào đó, phép đo chỉ được tiến hành một lần hoặc độ

nhạy của dụng cụ đo không cao, kết quả của các lần đo riêng lẻ trùng nhau. Trong

trường hợp đó, ta phải dựa vào độ nhạy của dụng cụ để xác định sai số. Sai số A 

thường được lấy bằng nửa giá trị của độ chia nhỏ nhất của dụng cụ.

● Khi đo các đại lượng điện bằng các dụng cụ chỉ thị kim, sai số được xác định

theo cấp chính xác của dụng cụ.

Ví dụ: Vôn kế có cấp chính xác là 2. Nếu dùng thang đo 200V để đo hiệu điện thế

thì sai số mắc phải là V U 4 200 . 2

   . diendanvatlylamdong.com

Nếu kim chỉ thị vị trí 150 V thì kết quả đo sẽ là: V U 4 150  

● Khi đo các đại lượng điện bằng các đồng hồ đo hiện số, cần phải lựa chọn thang

đo thích hợp.

- Nếu các con số hiển thị trên mặt đồng hồ là ổn định (con số cuối cùng bên phải

không bị thay đổi) thì sai số của phép đo có thể lấy giá trị bằng tích của cấp chính

xác và con số hiển thị.

Ví dụ: đồng hồ hiện số có ghi cấp sai số 1.0% rdg (kí hiệu quốc tế cho dụng cụ đo

hiện số), giá trị điện áp hiển thị trên mặt đồng hồ là: U = 218 V

thì có thể lấy sai số dụng cụ là:

ΔU = 1 .218 = 2,18 V

Làm tròn số ta có

U = 218,0 ± 2,2

- Nếu các con số cuối cùng không hiển thị ổn định (nhảy số), thì sai số của phép

đo phải kể thêm sai số ngẫu nhiên trong khi đo.

Ví dụ: khi đọc giá trị hiển thị của điện áp bằng đồng hồ nêu trên, con số cuối

cùng 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 này lấy giá trị trung bình U = 217 V. Sai số

phép đo cần phải kể thêm sai số ngẫu nhiên trong quá trình đo ΔU = 2

V. Do

vậy:

U = 217,0 ± 2,2 ± 2 = 217,0 ± 4,2

Chú ý:

- Nhiều loại đồng hồ hiện số có độ chính các cao, do đó sai số phép đo chỉ cần

chú ý tới thành phần sai số ngẫu nhiên.

- Trường hợp tổng quát, sai số của phép đo gồm hai thành phần: sai số ngẫu

nhiên với cách tính như trên và 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 các đại lượng x, y, z theo hàm số

) , , ( z y x f A  Trong đó x, y, z là các đại lượng đo trực tiếp và có giá trị

x = x  x 

y = y  y 

z = z  z  diendanvatlylamdong.com

Giá trị trung bình A được xác định bằng cách thay thế các giá trị x, y, z vào

hàm trên, nghĩa là A = f ( x , y , z ).

b) Cách xác định cụ thể

Sai số A  được tính bằng phương pháp vi phân theo một trong hai cách sau:

Cách 1

Cách này sử dụng thuận tiện khi hàm ) , , ( z y x f là một tổng hay một hiệu

(không thể lấy logarit dễ dàng). Cách này gồm các bước sau:

a. Tính vi phân toàn phần của hàm ) , , ( x y x f A  , sau đó gộp các số hạng có chứa vi

phân của cùng một biến số.

b. Lấy giá trị tuyệt đối của các biểu thức đứng trước dấu vi phân d và thay dấu vi

phân d bằng dấu  . Ta thu được A  .

c. Tính sai số tỉ đối (nếu cần).

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

sin gt t v h   

Trong đó: s m v / 2 , 0 2 , 39

 

1 30   

s t 2 , 0 0 , 2  

/ 8 , 9 s m g 

Ta có: m h 6 , 19

. 8 , 9 2 . 30 sin . 2 , 39

  

dt t g dv t d v dt v dh . . . . sin . cos . sin

0 0 0

       

 

0 0 . 0

. . sin . cos . . sin dv t d t v dt gt v        

h  = gt - .sin v

.  t .t.cos. v

.    t . sin  .

v 

= m 38 , 1 2 , 0 . 2 . 30 sin

360

. 30 cos . 2 . 2 , 39 2 , 0 . 2 . 8 . 9 30 sin . 2 , 39

0 0 0

   



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

Cách 2

Sử dụng thuận tiện khi hàm ) , , ( z y x f là dạng tích, thương, lũy thừa.... Cách

này cho phép tính sai số tỉ đối, gồm các bước:

a. Lấy logarit cơ số e của hàm ) , , ( z y x f A 

b. Tính vi phân toàn phần hàm ln A = ln ) , , ( z y x f , sau đó gộp các số hạng có chưa

vi phân của cùng một biến số. diendanvatlylamdong.com

c. Lấy giá trị tuyệt đối của biểu thức đứng trước dấu vi phân d và chuyển dấu d

thành  ta có  =

A 

d. Tính A  = A . 

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

l 

ở đây: mm l 1 500  

s T 05 , 0 45 , 1  

g =

/ 20 , 0 78 , 9 s m 

Khi đó: ln g = ln ( 4

 l ) – ln(

)

l d

) 4 (



) (

T d



= 

) 4 (





g 

l 





2  g  = g 









 





l 2

Bài tập rèn luyện

Hãy tính công thức sai số tuyệt đối và sai số tương đối của các đại lượng đo gián

tiếp sau:

t v S   với











  

a a a

t t t

v v v

0 0 0

mgh E   với

constant

m m m

h h h

v v v

   



  





  







2.4. Cách viết kết quả

a) Các chữ số có nghĩa

Tất cả các chữ số từ trái sang phải, kể từ số khác không đầu tiên đều là chữ

số có nghĩa.

Ví dụ: 014030 , 0 có 5 chữ số có nghĩa.

b) Quy tắc làm tròn số

- Nếu chữ số ở hàng bỏ đi có giá trị 5  thì chữ số bên trái nó vẫn giữ nguyên.

Ví dụ: 07 , 0 0731 , 0  diendanvatlylamdong.com

- Nếu chữ số ở hàng bỏ đi có giá trị  5 thì chữ số bên trái nó tăng thêm một đơn

vị .

Ví dụ: 84 , 2 83745 , 2 

c) Cách viết kết quả

- Sai số tuyệt đối A  và sai số trung bình đều được làm tròn theo quy tắc trên

- Khi viết kết quả, giá trị trung bình được làm tròn đến chữ số cùng hàng với chữ

số có nghĩa của sai số tuyệt đối.

Ví dụ:

Không thể viết g m 0731 , 0 83745 , 2  

mà phải viết g m 07 , 0 84 , 2  

hoặc là ta tính % 464 , 2 464 , 2 % 100 .

84 , 2

07 , 0

  











 

Ta có thể viết g m %) 84 , 2 . 5 , 2 84 , 2 (   . Nếu sai số lấy đến 1 chữ số có nghĩa thì

(2,84 0,07) m g  

Chú ý rằng khi viết kết quả cuối cùng, sai số toàn phần sẽ bằng tổng sai số ngẫu

nhiên và sai số hệ thống:

HT NN TP

    

Ví dụ: Khi dùng thước kẹp để đo đường kính một sợi dây nhỏ, giả sử ta đo 5

lần, sai số ngẫu nhiên tính được là mm d 05 , 0   . Thước kẹp có độ chính

xác mm 02 , 0   thì sai số toàn phần sẽ là mm

07 , 0 02 , 0 05 , 0     .

Nếu sai số ngẫu nhiên nhỏ hơn sai số hệ thống thì ta bỏ qua sai số ngẫu nhiên

đó (vì không thể đo được kết quả chính xác hơn cả cấp chính xác của dụng cụ đo).

Trong trường hợp phép đo chỉ thực hiện một lần thì sai số toàn phần được lấy

chính là sai số hệ thống (do dụng cụ đo).

2.5. Xử lí số liệu và biểu diễn kết quả bằng đồ thị

Trong nhiều trường hợp kết quả thí nghiệm được biểu diễn bằng đồ thị là rất

thuận lợi, vì đồ thị có thể cho thấy sự phụ thuộc của một đại lượng y vào đại lượng

x nào đó. Phương pháp đồ thị thuận tiện để lấy trung bình các kết quả đo.

Giả sử bằng các phép đo trực tiếp, ta xác định được các cặp giá trị của x và y

như sau:







 

1 1

y y

x x







 







 

n n

y y

x x

y y

x x

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

2 2

diendanvatlylamdong.com

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

a. Trên giấy kẻ ô, ta dựng hệ tọa độ decac vuông góc. Trên trục hoành đặt các giá

trị x, trên trục tung đặt các giá trị y tương ứng. Chọn tỉ lệ xích hợp lí để đồ thị

choán đủ trang giấy.

b. Dựng các dấu chữ thập hoặc các hình chữ nhật có tâm là các điểm ) , (

1 1 1

y x A ,

) , ( )...... , (

2 2 2 n n n

y x A y x A và có các cạnh tương ứng là    

n n

y x y x     2 , 2 ,...... 2 , 2

1 1

. Dựng

đường bao sai số chứa các hình chữ nhật hoặc các dấu chữ thập.

c. Đường biểu diễn ) (x f y  là một đường

cong trơn trong đường bao sai số được vẽ

sao cho nó đi qua hầu hết các hình chữ

nhật và các điểm

A A A ...... ,

2 1

nằm trên hoặc

phân bố về hai phía của đường cong (hình

1).

d. Nếu có điểm nào tách xa khỏi đường

cong thì phải kiểm tra lại giá trị đó bằng

thực nghiệm. Nếu vẫn nhận được giá trị cũ

thì phải đo thêm các điểm lân cận để phát hiện ra điểm kì dị

e. Dự đoán phương trình đường cong có thể là tuân theo phương trình nào đó:

- Phương trình đường thẳng y = ax + b

- Phương trình đường bậc 2

- Phương trình của một đa thức

- Dạng y = e

, y = a

- Dạng y = a/x

- Dạng y = lnx.

Việc thiết lập phương trình đường cong được thực hiện bằng cách xác định các

hệ số a, b, …n. Các hệ số này sẽ được tính khi làm khớp các phương trình này với

đường cong thực nghiệm

Các phương trình này có thể chuyển thành phương trình đường thẳng bằng

cách đổi biến thích hợp (tuyến tính hóa)

y 

x 

Hình 1. Dựng đồ thị diendanvatlylamdong.com

Chú ý: Ngoài hệ trục có tỉ lệ xích chia đều, người ta còn dùng hệ trục có một trục

chia đều, một trục khác có thang chia theo logarit để biểu diễn các hàm mũ, hàm

logarit (y = lnx;

a y  …).

III. Nội dung thực hành

1. Tính sai số của đại lượng đo gián tiếp

Hãy tính sai số của các đại lượng đo gián tiếp sau:

e p p

 



với

0 0 0

p p p   

T T T   

R g h h h , ,     là các hằng số

















p p

với

1 1 1

p p p   

1 1 1

V V V   

V V V     là hằng số

c,    

2 2 2 1 2 2 1 1

t c c t m c m c

       

với m m m   

1 1 1

t t t   

1 1 1

m m m   

2 2 2

t t t    ; c

là hằng số

2 2 2

m m m          ; c

là hằng số

2. Xử lí số liệu và tính toán đại lượng đo gián tiếp

Đặt vấn đề

Để xác định lực hướng tâm, người ta bố trí thí nghiệm bằng việc sử dụng

một số dụng cụ như sau:

- 01 động cơ điện dùng nguồn điện 220 V xoay chiều.

- 01 máng nằm ngang nhẵn, được gắn vuông góc với

trục thẳng đứng (trục quay). Do trục quay được liên kết với

động cơ nên máng nằm ngang có thể quay tròn xung quanh

trục thẳng đứng.

- 01 xe lăn trên máng, có khối lượng m được nối với

trục quay bằng môt sợi dây mềm, nhẹ, không dãn. Khi

máng quay xung quanh trục thẳng đứng, xe lăn sẽ chuyển

động ra làm căng sợi dây và cùng với máng quay quanh trục



H×nh 1 diendanvatlylamdong.com

- 01 cổng quang học để đo vận tốc góc của máng.

- 01 giá đỡ có gắn lực kế lò xo, một sợi dây mềm và một ròng rọc có khối

lượng nhỏ không đáng kể.

- 01 hộp gia trọng để gắn lên xe

- 01 cân chính các để xác định khối lượng xe và các gia trọng.

- 01 thước đo chiều dài có độ chia tới mm để đo khoảng cách của xe tới trục quay

Khi xe cùng máng quay xung quanh trục thẳng đứng, ta đo được r,  từ đó

tính được lực hướng tâm:

r m F

  trong đó các đại lượng m, r,  là các đại lượng đo trực tiếp được với 5

lần đo như trong bảng thống kê sau:

Chú ý: Cổng quang là máy đếm tần số hoặc đo chu kì dùng tế bào quang

điện. Mỗi lần máng ngang đi qua cổng quang thì được đếm một lần. Khi sử dụng

núm gạt trên cổng quang thì có thể chọn được chế độ đếm thích hợp để đo chu kì T

(xem cách sử dụng trong bài thí nghiệm 1 và bài thí nghiệm 7).

Bảng thống kê các đại lượng đo trực tiếp

Lần

đo

m (g)

(Khối lượng xe

và gia trọng)

f (vg/s)

(tần số đo bằng

số vòng quay/s)

r (cm)

(khoảng cách

từ xe tới trục)

F (N)

r m F

 

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 và sai số của các đại lượng đo trực tiếp m, r, 

trong 5 lần đo

b. Hãy thiết lập công thức tính giá trị trung bình và sai số của đại lượng đo

gián tiếp F (từ công thức xác định lực hướng tâm)

c. Hãy tính giá trị trung bình trong 5 lần đo và sai số trung bình của lực

hướng tâm. Yêu cầu dùng quy tắc làm tròn số trong các phép tính và kết quả cuối

cùng của đại lượng F. diendanvatlylamdong.com

e. Hãy tính sai số tương đối của đại lượng F

Câu hỏi mở rộng

Dùng lực kế để liên kết xe với trục quay, người ta có thể đo kiểm nghiệm

được lực hướng tâm tác dụng lên xe lăn, khi máng quay đều. Hãy tìm hiểu kĩ tính

năng của các dụng cụ trong bài để đưa ra cách bố trí lực kế cho phép đọc được độ

lớn của lực hướng tâm trên lực kế, mà sai số của phép đo nhỏ nhất. Hãy vẽ sơ đồ

bố trí thí nghiệm và giải thích

Gợi ý: Trước khi làm bài toán này, nên tìm hiểu kĩ các dụng cụ đã cho, đặc

biệt công dụng và cách sử dụng cổng quang được nêu trong bài thí nghiệm 1 và 7.

IV. Báo cáo thực hành

THỰC HÀNH TÍNH SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU

Họ và tên:................................................Lớp:..............Nhóm:....................

Ngày làm thực hành:....................................................................................

Viết báo cáo theo các nội dung sau:

1. Mục đích

........…………………………………………………………………………

2. Tóm tắt lí thuyết

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

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

b. Các phương pháp tính giá trị trung bình và sai số của đại lượng đo gián

tiếp........................................................................................................................

c. Quy tắc làm tròn số liệu.

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

d. Cách tính sai số tương đối

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

3. Trình bày các nội dung

3.1. Bài toán tính sai số của đại lượng đo gián tiếp:

Tính sai số của ba đại lượng đo gián tiếp

e p p

 



















p p

,    

2 2 2 1 2 2 1 1

t c c t m c m c

        diendanvatlylamdong.com

Chú ý: Thực hiện theo cả 2 phương pháp tính sai số của đại lượng đo gián tiếp.

Sau đó rút ra ưu, nhược điểm của 2 phương pháp đó.

3.2. Bài toán xử lí số liệu và tính toán đại lượng đo gián tiếp

Bảng thống kê các đại lượng đo trực tiếp

Lần

đo

m (g)

(khối lượng xe

và gia trọng)

f (vg/s)

(tần số đo bằng

số vòng quay/s)

r (cm)

(khoảng cách

từ xe tới trục)

F (N)

r m F

 

199

201

198

200

199

2600

2604

2597

2596

2603

35,5

36,0

35,8

36,4

35,9

- Tính các giá trị trung bình và sai số của các đại lượng đo trực tiếp:

r m, ,  , r m    , ,  từ các số liệu trong bảng

Tính giá trị trung bình và sai số của lực hướng tâm F

+ Biểu thức giá trị trung bình:

  F

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

  F

Sai số tương đối  







Viết kết quả      F F F

(chú ý quy tắc làm tròn số)

Nhận xét kết quả...............................................................................................

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

4. Trả lời câu hỏi mở rộng

Dùng lực kế để liên kết xe với trục quay, người ta có thể đo kiểm nghiệm được

lực hướng tâm tác dụng lên xe lăn, khi máng quay đều............................................

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

................................................................................................................................... diendanvatlylamdong.com

Bài thực hành số 1

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

I. Mục đích

- Đo thời gian rơi t của vật trên những quãng đường s khác nhau.

- Vẽ và khảo sát đồ thị s  t

, rút ra tính chất của chuyển động rơi tự do.

- Xác định gia tốc rơi tự do.

II. Cơ sở lí thuyết

Theo định nghĩa, sự rơi tự do là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực. Các

vật khác nhau khi rơi tự do sẽ rơi nhanh như nhau. Thực tế, các thí nghiệm về sự

rơi đều được tiến hành trong không khí nên chỉ gần đúng là rơi tự do.

Thả một vật (trụ thép, viên bi…) từ độ cao s trên mặt đất, vật sẽ rơi rất

nhanh theo phương thẳng đứng (phương song song với dây dọi). Trong trường hợp

này ảnh hưởng của không khí không đáng kể, vật chỉ chuyển động dưới tác dụng

của trọng lực, nên có thể coi là vật rơi tự do.

Khi một vật có vận tốc ban đầu bằng 0, chuyển động thẳng nhanh dần đều

với gia tốc a, thì quãng đường s đi được sau khoảng thời gian t (tính từ lúc vật bắt

đầu chuyển động) được xác định bằng công thức:

at s 

Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa s và t

có dạng một đường thẳng đi qua gốc

tọa độ và có hệ số góc:

tan

 

III. Dụng cụ và lắp đặt

1. Dụng cụ

1. Giá đỡ thẳng đứng, có dây dọi ở mặt sau. Mặt bên của giá có kẻ vạch dùng để

làm thước đo. Giá được gắn trên đế 3 chân có vít điều chỉnh thăng bằng.

2. Nam châm điện được gắn ở đầu trên của giá để giữ vật sắt non.

3. Hộp công tắc, một đầu 5 chân được nối với ổ A của đồng hồ đo thời gian hiện

số và đầu kia được nối với nam châm điện. diendanvatlylamdong.com

4. Cổng quang điện, gắn trên giá và di chuyển được. Mặt bên có cửa sổ trong

suốt để xác định vị trí của cổng trên thước của giá.

5. Đồng hồ đo thời gian hiện số.

6. Vật sắt non hình trụ.

7. Giá hứng vật rơi.

8. Ke vuông 3 chiều để đo vị trí của vật.

2. Lắp đặt

Sơ đồ lắp đặt trình bày trên

hình 1.1.

Nam châm điện được lắp

trên đỉnh của giá thí nghiệm.

Nguồn điện cấp cho nam châm

được nối qua hộp công tắc và

tiếp đến ổ A trên đồng hồ đo thời

gian.

Cổng quang điện E lắp

phía dưới và di chuyển được (khi

di chuyển cần nới lỏng ốc hãm

phía sau), dây điện của cổng

được nối với ổ B trên đồng hồ đo

thời gian.

Điều chỉnh chân đế, sao

cho quả dọi nằm đồng tâm và

chính giữa lỗ tròn phía sau giá.

- Bật công tắc nguồn đồng

hồ, nếu lắp đúng thì nam châm

sẽ có từ tính. Lúc đó nếu đặt vật

khảo sát dưới nam châm thì vật

sẽ bị hút dính chặt vào nam châm. Bấm công tắc, nam châm bị ngắt điện, vật được

nhả ra và rơi xuống.

Hình 1.1. Bộ thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do diendanvatlylamdong.com

Đồng hồ phải đếm thời gian khi bấm công tắc cho vật rơi. Khi vật rơi đi qua

cổng quang đồng hồ phải ngừng đếm. Tuy nhiên đồng hồ có thể không ngừng đếm

trong các trường hợp sau:

+ Nếu công tắc kép không có hỗ trợ mạch sửa dạng xung bằng mạch điện tử,

thì thao tác bấm không nhanh (tức nhả tay ra muộn hơn khi vật đã đi qua cổng

quang) sẽ làm đồng hồ chạy không ngừng.

+ Vật đi qua cổng quang nhưng không chắn được tia sáng, có thể giá không

thẳng đứng hay nam châm bị lệch tâm.

+ Cổng quang bị sự cố, với trường hợp này ta có thể kiểm tra bằng cách lấy

bàn tay chắn giữa cổng quang mà đồng hồ vẫn đếm thì nguyên nhân là do cổng

quang. Nếu đồng hồ ngừng đếm thì lí do có thể do vật không chắn được chùm

hồng ngoại.

Vật rơi theo phương thẳng đứng, đúng vào giá hứng và cắm thẳng đứng vào

bột dẻo ở trong giá. Khi vật không rơi thẳng đứng, sai số sẽ tăng lên.

Vì vật rơi trong không 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 của vật bằng thước ke 3 chiều. Để lựa chọn một

vạch thích hợp nhất định, ta điều chỉnh vị trí của nam châm (nới lỏng tai hồng và

dịch chuyển).

b. Chọn quãng đường khảo sát S

(ví dụ 20 mm). Nhấn nút Reset trên đồng

hồ để đưa số chỉ về 0,000. Nhấn nút trên hộp công tắc để vật rơi, nhả nhanh tay

trước khi vật rơi qua cổng E. Đọc thời gian của vật rơi trên đồng hồ và ghi vào

bảng số liệu 1.1. Lặp lại thí nghiệm một số lần để xác định giá trị trung bình của

đại lượng đo và sai số của nó.

c. Tiếp tục chọn các quãng đường S

, S

,… thực hiện thí nghiệm tương tự

như trên và đọc thời gian tương ứng, ghi vào bảng số liệu 1.1.

d. Sau khi tiến hành thí nghiệm xong, tắt công tắc điện của đồng hồ ở phía

sau (nút đỏ có ghi ON, OFF).

- Từ bảng số liệu tính toán giá trị của các đại lượng đặc trưng cho chuyển

động rơi tự do. diendanvatlylamdong.com

- Vẽ đồ thị tìm sự phụ thuộc s = s(t

) và v = v(t).

- Tìm các giá trị: g g g    và v v v    .

V. Một số điểm cần chú ý

Nguyên lí của hệ thống khảo sát chuyển động rơi của một vật trong không

khí được trình bày trên hình 1.2.

Khi khóa K mở (nhấn nút trên hộp công tắc), đồng hồ đo thời gian bắt đầu

đếm. Thời điểm đó tương ứng với vật khảo sát bắt đầu rơi.

Nếu chùm hồng ngoại tại cổng E bị ngắt, thì đồng hồ ngừng đếm. Điều này

xảy ra khi vật hình trụ đi đến cổng E và bắt đầu chắn chùm hồng ngoại.

Như vậy, hệ thống trên hình 1.1 có thể xác định thời gian mà vật đi được

quãng đường từ thời điểm bắt đầu rơi đến thời điểm cổng E bị chắn sáng.

Chuyển mạch trên đồng hồ MODE dùng để chọn kiểu làm việc cho đồng hồ.

Ở bài này ta dùng MODE A B (là kiểu bắt đầu đếm từ vị trí nối với cổng A và

ngừng đếm tại vị trí nối với cổng B). Nhấn RESET ở công tắc để đưa số chỉ của

đồng hồ về 0,000. Đặt núm chọn thang đo ở vị trí 9,999s.

1. Một số nguyên nhân gây sai số

Hình 1.2. Nguyên lí khảo sát chuyển động rơi tự do. A, B: các ổ cắm 5

chân của 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

N diendanvatlylamdong.com

- Thời gian bấm công tắc khác nhau của các lần thí nghiệm dẫn đến sai số sẽ khác

nhau.

Trong thực hành, thời gian bấm công tắc không phải bằng không mà mất

một khoảng nhất định.

Với loại công tắc không có hỗ trợ của mạch điện tử, thì tính ngắt hay đóng

tức thời của công tắc phụ thuộc rất nhiều vào cấu tạo của công tắc và cách bấm của

mỗi người. Để kiểm nghiệm điều đó, ta chỉ cần cắm chốt của công tắc vào cổng A

(hay B), chuyển mạch về MODE A (hay MODE B), sau đó bấm công tắc, thời

gian hiển thị trên đồng hồ là thời gian công tắc ngắt điện. Do không đạt được tính

đóng ngắt tức thời nên ta cũng không đạt được tính tức thời của xung đếm. Đó là

một trong các nguyên nhân sai số dụng cụ và ít nhiều có tính chủ quan (phụ thuộc

vào kỹ năng bấm công tắc của người thực hiện thí nghiệm).

- Tính không đồng thời của công tắc kép và nam châm.

Trong thí nghiệm này, chỉ dùng một cổng quang điện, do vậy công tắc là

dụng cụ tạo xung bắt đầu đếm, còn cổng quang tạo xung ngừng đếm. Thời điểm

bắt đầu đếm, cũng là thời điểm vật hình trụ rời khỏi nam châm (nam châm được

ngắt điện). Để thực hiện đồng thời hai nhiệm vụ đó, công tắc được thiết kế dạng

kép, nghĩa là với một thao tác bấm, công tắc phải vừa ngắt mạch nam châm ngay

vừa đồng thời tạo ra xung đếm, hình 1.3. Hai sự kiện này phải đồng bộ thì kết quả

thí nghiệm mới chính xác. Tức là khi ta ngắt điện nam châm bằng cách nhấn công

tắc thì vật phải được nhả ra đồng thời với việc đồng hồ bắt đầu đếm thời gian.

Muốn vật rời khỏi nam châm thì nam châm phải bị mất từ tính ngay khi bị

ngắt điện. Để nam châm giữ vật mất từ tính đồng thời với việc ngắt điện thì lõi

nam châm điện và vật hình trụ phải làm bằng vật liệu từ mềm lí tưởng. Nếu không

đạt được việc nam châm nhả vật ngay lập tức thì có thể sẽ xảy ra trường hợp đồng

hồ đã đếm trước khi vật rơi.

Lối ra tạo xung đếm cho đồng hồ

Lối ra cấp điện cho nam châm

Hình 1.3. Nguyên lí cấu tạo công tắc kép diendanvatlylamdong.com

Mặt khác, mặt tiếp xúc giữa vật và lõi nam châm phải đảm bảo sao cho khi

nhả vật thì khi rơi phương trục chính của vật trùng với phương thẳng đứng.

Nếu các điều kiện kĩ thuật không đảm bảo được các yêu cầu trên đây thì sẽ

gây ra sai số đáng kể trong các phép đo.

2. Biện pháp khắc phục

Thực hiện nhấn nút công tắc nhanh và gọn để đạt được sự đồng bộ giữa thời

điểm đồng hồ bắt đầu đếm và thời điểm rơi của vật.

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

nghiêng.

Cần lựa chọn loại công 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 này nguồn cấp cho nam châm điện

và lối ra tạo xung mắc nối tiếp với công tắc. Tuy nhiên, do có hiện tượng tự cảm,

dạng xung ra sẽ không vuông và cần có mạch điện tử để sửa dạng xung, hình 1.4.

b. Cải tiến nam châm điện và vật khảo sát

Chế tạo đầu của lõi nam châm điện và đầu vật tiếp xúc với lõi nam châm đều

có dạng cầu. Với sự thay đổi này, tiếp xúc của hai bộ phận sẽ là tiếp xúc điểm và

phương trọng lực luôn trùng với đường kính vật. Có thể thay vật hình trụ bằng

viên bi dạng cầu, hình 1.5. Khi đó, việc đặt viên bi vào nam châm không còn phải

lựa chọn điểm đặt một cách chính xác như trường hợp vật hình trụ.

Thực tế với sự thay đổi này kết quả cho thấy sai số đã giảm đi.

VI. Câu hỏi mở rộng

Hình 1.4. Nguyên lí cải tiến công tắc kép

Nam châm điện

Mạch sửa

dạng xung

Hình 1.5. Nguyên lí cải tiến nam châm diendanvatlylamdong.com

1. Vì sao chọn vật khảo sát là hình trụ sắt phẳng hai đầu? Lựa chọn này có mâu

thuẫn gì với điều kiện bỏ qua sức cản của không khí?

2. Kể ra nguyên nhân gây sai số nếu vật là viên bi.

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

- Người thứ nhất, lựa chọn các quãng đường khảo sát ở phía trên của giá đỡ.

- Người thứ hai, lựa chọn các quãng đường khảo sát ở phía giữa của giá đỡ.

- Người thứ ba, lựa chọn các quãng đường khảo sát ở phía dưới của giá đỡ.

Hãy nhận xét các kết quả thực hiện của 3 người? Kết quả nào sẽ hợp lí hơn

khi dùng cùng một bộ dụng cụ và cùng môi trường thí nghiệm.

4. Hãy nêu điều kiện lí tưởng của nam châm và vật khảo sát để thu được kết quả

thí nghiệm là chính xác nhất?

5. Bài thí nghiệm có thể dùng MODE A (hoặc MODE B) để khảo sát được không?

Nếu có thì cách tiến hành thế nào? Kết quả có chính xác không? 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 và tên:................................................Lớp:..............Nhóm:....................

Ngày làm thực hành:....................................................................................

Viết báo cáo theo các nội dung sau:

1. Mục đích

………………………………………………………………………………….

2. Tóm tắt lí thuyết

Chuyển động rơi tự do là chuyển động………………………..….……..…….

…………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………….

Các đặc điểm của chuyển động rơi tự do:

………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………. diendanvatlylamdong.com

Công thức tính gia tốc rơi tự do

………………………………………………………………………………….

3. Kết quả

a. Khảo sát chuyển động rơi tự do

Vị trí đầu của vật rơi: s

=............. mm.

Bảng 1.1

Lần đo

s(mm)

Thời gian rơi t (s)

Lần 1 Lần 2 Lần 3 t

…..

Nhận xét, rút ra kết quả: s ~ t

b. Xác định gia tốc rơi tự do

Vị trí đầu của vật rơi: s

=............. mm.

Bảng 1.2

Lần đo

s(m)

Thời gian rơi t (s)

g 

s 2

v 

1 2 3 4 5

……..

- Từ kết quả thu được, vẽ đồ thị: s = s(t

) diendanvatlylamdong.com

Nhận xét thấy đồ thị s = s(t

) có dạng một đường……………......, như vậy chuyển

động của vật rơi tự do là chuyển động.............................………

- Gia tốc rơi tự do có thể xác định theo góc nghiêng  của đồ thị:

g = 2tan  =..................

- Khi đã xác định được chuyển động rơi tự do là một chuyển động nhanh dần đều,

ứng với mỗi lần đo, ta có thể xác định các giá trị của g theo công thức

g 

và vận tốc của vật rơi tại cổng E theo công thức

s 2

v 

Hãy tính các giá trị trên và ghi vào bảng 1. 2.

Vẽ đồ thị v = v(t) dựa trên các số liệu của bảng 1.2, để một lần nữa nghiệm lại tính

chất của chuyển động rơi tự do.

Đồ thị v = v(t) có dạng một đường……., tức là vận tốc rơi tự do…….. theo thời

gian. Vậy chuyển động của vật rơi tự do là chuyển động..……………….

- Tính

diendanvatlylamdong.com

....

2 1



  



g g g

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

....

2 2

1 1

   

g g g

....

2 1



     

 

g g g

Gia tốc rơi tự do đo được là:

/ .... .......... ........ s m g g g     

4. Trả lời các câu hỏi

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

………………………………………………………………………………….

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

………………………………………………………………………………….

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

………………………………………………………………………………….

Câu 3. Các nhận xét về các kết quả thực hiện của 3 người.

………………………………………………………………………………….

Trong cùng một điều kiện thí nghiệm, kết quả hợp lí hơn là

………………………………………………………………………………….

Câu 4. Để thu được kết quả thí nghiệm là chính xác nhất, điều kiện lí tưởng của

nam châm và vật khảo sát là

………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………. diendanvatlylamdong.com

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

Cách tiến hành là

………………………………………………………………………………….

Kết quả

………………………………………………………………………………….

Giải thích

………………………………………………………………………………….

diendanvatlylamdong.com

Bài thực hành số 2

TỔNG HỢP LỰC

I. Mục đích:

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

nghiệm lại bằng thực nghiệm.

- Dùng qui tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều để xác định lực tổng

hợp, sau đó kiểm nghiệm lại bằng thực nghiệm.

- Rèn luyện kĩ năng thực hành, giải các bài toán tổng hợp nhiều lực đồng

quy và các lực song song cùng chiều

II. Cơ sở lí thuyết

1. Tổng hợp hai lực đồng quy

Giả sử hai lực đồng quy



và



tác dụng lên một vật (hình 1a). Ta phải xác

định lực tổng hợp của các lực thành phần



và



. Áp dụng quy tắc hình bình

hành để xác định lực tổng hợp R



của hai lực đồng quy



và



- Muốn vậy, phải trượt các lực



và



trên giá của chúng về điểm đồng quy.

Bằng quy tắc hình bình hành, dựng véc tơ

2 1

F F R

 

  (hình 1a,b)

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

- Kết quả xác định lực tổng hợp R trong hình 1b là cơ sở tiến hành thí nghiệm để

kiểm tra kết quả thu được ở trên

2. Tổng hợp hai lực song song cùng chiều.

Cho hai lực



và



song song cùng chiều tác dụng lên thanh AB

- Hợp của hai lực



và



song song cùng chiều tác dụng lên thanh AB là một

lực P



song song cùng chiều với hai lực đó. Lực P



này có độ lớn bằng tổng độ lớn

2 1

F F R

 

 diendanvatlylamdong.com

hai lực P = P

+ P

. Giá của lực



nằm trong mặt phẳng chứa hai lực



và



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

 

(hình 2)

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

- Kết quả tính toán độ lớn và điểm đặt của lực F trên hình 2 là cơ sở để tiến hành

thí nghiệm tổng hợp hai lực song song cùng chiều.

III. Dụng cụ thí nghiệm

1. Dụng cụ thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy.

- Bảng sắt được gắn lên giá có đế 3 chân.

- Thước đo góc, được in trên tấm bìa màu trắng

dày 0,15 đến 0,2mm, ép plastic, có kích thước

200x200 mm. Độ chia nhỏ nhất 1

- Thước đo chiều dài có độ chia nhỏ nhất 1 mm

- Hai lực kế ống 5N, hai vòng kim loại có đế

nam châm xuyến mạ kẽm. Nhờ hai nam châm này,

ta có thể định vị hai lực kế trên bảng sắt.

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

sắt.

- Một dây chỉ bền và một 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 cùng chiều

- Hai lò xo xoắn 5N, dài khoảng 60 mm.

- Ba dây cao su.

. P

Hình 3:

Tổng hợp hai lực đồng quy

diendanvatlylamdong.com

- Thanh treo qua nặng, bằng kim loại nhẹ, cứng, dài 400 mm, để treo các quả

nặng tổng cộng đến 10N mà không bị biến dạng. Trên thanh có gắn thước 400 mm

và 3 con trượt có gắn móc treo, hai đầu có lỗ móc treo 2 lò xo 5N.

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

được lên bảng sắt.

- Cuộn dây treo, nhẹ, mềm và có màu tối.

- Hộp các quả nặng có khối lượng bằng nhau 50g.

- Giá đỡ có trục 10 mm, cắm lên đế 3 chân và bảng sắt.

- Hai đế nam châm để buộc dây cao su.

- Thước đo chiều dài có độ chia nhỏ nhất 1 mm.

- Một viên phấn

Hình 4: Tổng hợp hai lực song song cùng chiều

IV. Các bước tiến hành thí nghiệm

1. Thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy

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

Bước 1. Tổng hợp hai lực đồng quy theo quy tắc hình bình hành

- Buộc một đầu của dây cao su vào đế nam châm, đầu kia của dây cao su được thắt

vào giữa dây chỉ. Hai đầu dây chỉ được buộc vào móc của hai lực kế.

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

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

lực



và



do hai lực kế tác dụng vào dây. Ghi các số liệu của chỉ số các lực kế

vào bảng số liệu. diendanvatlylamdong.com

- Dựng hình bình hành có cạnh là các lực



và



theo tỉ lệ xích chọn trước. Dựng

véc tơ

2 1

F F R

 

  bằng quy tắc hình bình hành. Đo chiều dài l của véc tơ R , tính

giá trị của R theo tỉ lệ xích đã chọn, ghi vào bảng số liệu 1.

Bước 2. Kiểm nghiệm lại véc tơ R đã dựng được ở trên

- Dùng một lực kế để kéo dây cao su dãn song song với mặt phẳng bảng cũng tới

đúng điểm A nói trên. Đọc giá trị R

trên lực kế và ghi vào bảng số liệu 1

- Thực hiện lặp lại hai lần bước thí nghiệm này để nhận được các giá trị R

, R

. Ghi

lại các giá trị R

, R

tương ứng vào bảng số liệu, tính giá trị trung bình R và sai số

R  .

Bước 3. Tiến hành hai bước thí nghiệm trên ứng với các cặp lực mới



và



có

phương, chiều và độ lớn khác.

- So sánh các kết quả tổng hợp lực R



thu được bằng tính toán và bằng thí nghiệm

kiểm chứng, rút ra kết luận.

2. Thí nghiệm tổng hợp hai lực song song cùng chiều

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

Bước 1. Tổng hợp theo quy tắc hợp hai lực song song cùng chiều

- Gắn hai nam châm lên bảng sắt, sau đó treo thanh kim loại lên hai đế nam châm

bằng hai dây cao su (hoặc bằng 2 lò xo).

- Chọn vị trí 2 móc treo quả nặng ở trên thước (vị trí A và B), các vị trí này có thể

lựa chọn bất kì bằng cách trượt các miếng mica trong khe kẹp của thước. Tuy

nhiên nên chọn trùng với các vạch chia của thước để tránh sai số khi đo.

- Treo các quả nặng vào hai lỗ móc của miếng mica. Vị trí treo các quả nặng là

điểm đặt A, B của các lực thành phần



tương ứng.

- Đặt thước định vị có 2 nam châm phía dưới vào bảng từ (hoặc căng dây cao su),

điều chỉnh cho thước định vị (hoặc dây cao su) và thước treo quả nặng song song

với nhau ( hoặc trùng khít nhau).

- Dùng phấn vẽ thanh và hai lực



lên bảng sắt. Áp dụng các công thức của

quy tắc hợp lực song song cùng chiều để xác định độ lớn và điểm đặt O (độ dài a

của đoạn OA) của hợp lực P



. Ghi các giá trị P, a vào bảng số liệu 2.

Bước 2. Kiểm nghiệm lại độ lớn, phương chiều của véc tơ P



đã dựng được ở trên diendanvatlylamdong.com

- Móc các quả nặng đã dùng ở trên vào một điểm nào đó trong khoảng AB sao

cho vị trí của thanh kim loại trùng với vị trị ban đầu đã được đánh dấu. Đo và ghi

vào bảng số liệu (bảng 2) giá trị độ dài a

từ điểm treo các quả nặng tới A.

- Lặp lại bước thí nghiệm này thêm hai lần, tìm a

và a

tương ứng và ghi vào

bảng số liệu 2.

- Tính các giá trị a và a  . So sánh kết quả từ thực nghiệm với kết quả tính theo lí

thuyết

Bước 3. Tiến hành hai bước thí nghiệm trên trong trường hợp thay đổi số quả nặng

treo tại A và B và độ dài AB cũng thay đổi.

- So sánh các kết quả hợp lực



thu được bằng tính toán và bằng thí nghiệm kiểm

chứng, rút ra kết luận.

V. Các vấn đề cần chú ý

1. Quá trình tổng hợp hai lực đồng quy.

Trong quá trình thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy, mức độ chính xác của kết

quả thu được phụ thuộc nhiều vào kĩ năng thực hành. Cần chú ý các vấn đề sau:

- Khi dùng các lực kế để kéo, nếu ống lực không thẳng đứng, lò xo trong ống có

thể chạm vào vỏ gây nên ma sat, làm giảm trị số của lực kế

- Nếu phương của hai lực kế và dây cao su không song song với mặt phẳng bảng

sắt, các lò xo trong lực kế cũng chạm vào vỏ làm kết quả thí nghiệm thiếu chính

xác

- Không thực hiện thí nghiệm trong trường hợp dùng lực kéo quá lớn vượt giới

hạn đàn hồi của lò xo trong lực kế (vượt chỉ số lớn nhất của lực kế)

2. Quá trình tổng hợp hai lực song song cùng chiều.

- Treo các quả nặng vào hai lỗ móc của miếng mica, nên chọn số quả nặng hai bên

không như nhau để độ nghiêng của thước bất kì.

- Độ chính xác của việc xác định điểm đặt của lực tổng hợp (độ dài a) phụ thuộc

nhiều vào kĩ năng dùng phấn để đánh dấu các điểm đặt của các lực và dựng các lực

thành phần trên bảng sắt

VI. Câu hỏi mở rộng

Gọi G là trọng tâm của vật rắn có khối lượng m. Vật được treo bằng một sợi dây

mảnh chịu được lực căng tối đa có giá trị T

max

. Người ta đồng thời tác dụng hai lực



và



lên vật làm dây treo bị đứt. diendanvatlylamdong.com

1. Hãy nêu lên các điều kiện của hai lực



và



để sau khi dây bị dứt, toàn bộ

vật chỉ chuyển động tịnh tiến cùng trọng tâm G, nhưng không bị quay, trong quá

trình chuyển động theo phương thẳng đứng

2. Trong trường hợp hai lực



và



như thế nào thì vật vừa chuyển động tịnh

tiến vừa quay.

Hãy vận dụng kiến thức về tổng hợp các lực đồng quy, hợp các lực song song, và

mô men lực để giải thích.

VII. Báo cáo thực hành

THỰC HÀNH TỔNG HỢP LỰC

Họ và tên:................................................Lớp:..............Nhóm:....................

Ngày làm thực hành:....................................................................................

Viết báo cáo theo các 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 cùng chiều.

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

3. Kết quả

3.1. Thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy.

Bảng 1: Tổng hợp hai lực đồng quy

Thí

nghiệm

(N)

Tỉ lệ

xích



(từ hình vẽ)



(từ thí nghiệm)

(mm)

R (N) R

3 R R  R R R   

1 mm

ứng

với …

2 1 mm diendanvatlylamdong.com

ứng

với …

- Các tính toán R

R 

R R R    (dùng quy tắc làm tròn số liệu)

- So sánh các kết quả tổng hợp lực R



thu được bằng tính toán và bằng thí

nghiệm kiểm chứng.

- Rút ra kết luận.

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

3.2. Thí nghiệm tổng hợp hai lực song song cùng chiều.

Bảng 2: Tổng hợp hai lực song song cùng chiều

Thí

nghiệm

(N)



(tính toán từ hình vẽ )



(từ thí nghiệm)

P (N)

Độ dài a của

đoạn OA

(mm)

(N)

Độ dài a của đoạn OA (mm)

3 a a  a a a   

- Mô tả hình vẽ, dẫn ra công thức công thức

 

với (OA = a)

- Tính a , a 

a a a    (dùng quy tắc làm tròn số liệu)

- So sánh các kết quả hợp lực



thu được bằng tính toán và bằng thí nghiệm kiểm

chứng, rút ra kết luận.

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

4. Trả lời các câu hỏi

a. Câu 1...................................................................................................................

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

b. Câu 2..................................................................................................................

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

diendanvatlylamdong.com

Bài thực hành số 3

XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CĂNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG

I. Mục đích

- Khảo sát hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng.

- Đo hệ số căng bề mặt.

II. Cơ sở lí thuyết

Mặt thoáng của chất lỏng luôn có các lực căng, theo phương tiếp tuyến với

mặt thoáng. Các lực căng này làm cho mặt

thoáng của chất lỏng có khuynh hướng co lại

đến diện tích nhỏ nhất. Chúng được gọi là

các lực căng bề mặt (hay còn gọi là lực căng

mặt ngoài) của chất lỏng.

Có nhiều phương pháp đo lực căng bề

mặt, ở đây ta dùng một vòng nhôm được treo

dưới một lực kế nhạy (loại có độ chia nhỏ

nhất là 0,001 N).

Xét một vòng nhôm đang ngập một

phần trong chất lỏng. Kéo vòng lên từ từ. Khi đáy vòng nhôm còn tiếp xúc với bề

mặt chất lỏng thì sẽ có một màng chất lỏng bám quanh chu vi ngoài và chu vi

trong của vòng, hình 3.1. Màng chất lỏng này tạo ra một lực F

kéo vòng nhôm

vào trong lòng khối lỏng. Lực F

tác dụng vào vòng có giá trị đúng bằng tổng lực

căng bề mặt của chất lỏng tác dụng lên chu vi ngoài và chu vi trong của vòng

nhôm.

Do ta xem vòng bị chất lỏng dính ướt hoàn toàn, nên khi kéo vòng lên khỏi

mặt thoáng và có một màng chất lỏng bám giữa đáy vòng và mặt thoáng, thì lực

căng F

có cùng phương chiều với trọng lực P của vòng. Giá trị lực F đo được trên

lực kế bằng tổng của hai lực này

F = F

+ P (3.1)

Giá trị lực căng bề mặt tác dụng lên một đơn vị dài của chu vi gọi là hệ số

căng bề mặt  của chất lỏng. Gọi D là đường kính ngoài và d là đường kính trong

Hình 3.1. Mô hình vòng nhôm

đang được nâng lên khỏi mặt nước

Vòng nhôm

dây treo

màng nước



diendanvatlylamdong.com

của chiếc vòng, ta tính được hệ số căng bề mặt của chất lỏng ở nhiệt độ nơi làm thí

nghiệm.

) ( d D

P F











(3.2)

III. Dụng cụ và lắp đặt

1. Dụng cụ thí nghiệm

a. Lực kế ống 0,1N, có độ chia nhỏ nhất

0,001N, có vỏ nhựa trong suốt.

b. Vòng nhôm hình trụ 52 mm, cao 9

mm, dày 0,7 mm, khoan 6 lỗ cách đều và

có dây treo.

c. Hai cốc nhựa 80 mm, có vòi ở gần

đáy, nối thông nhau b ằng một ống mềm

dài 0,5 m.

d. Giá đỡ 10 mm, được gắn lên đế 3

chân. Dùng khớp đa năng để nối với giá

nằm ngang 8 mm.

e. Thước kẹp để đo đường kính ngoài và

đường kính trong của vòng nhôm. Độ chia

nhỏ nhất của thước kẹp, tùy loại, có thể đạt

tới 0,1 mm; 0,05 mm hoặc 0,02 mm.

2. Lắp đặt thí nghiệm

Sơ đồ thí nghiệm được trình bày trên hình 3.2.

IV. Tiến hành thí nghiệm

1. Đo đường kính ngoài và đường kính trong của vòng

- Dùng thước kẹp đo 5 lần đường kính ngoài D và đường kính trong d của

vòng, ghi kết quả vào bảng 3.1.

2. Đo lực căng F

Hình 3.2. Bộ dụng cụ đo hệ số căng bề

mặt của chất lỏng diendanvatlylamdong.com

a - Lau sạch vòng nhôm bằng 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 nhau lên mặt bàn. Đổ chất

lỏng cần đo hệ số căng bề mặt (nước cất) vào hai cốc. Lượng nước cỡ 50% dung

tích của cốc.

c - Hạ hệ thống lực kế, vòng nhôm vào trong cốc A, sao cho đáy của vòng

chạm đều vào mặt nước.

d - Hạ cốc B xuống, để nước trong A chảy dần sang cốc B. Quan sát vòng và

lực kế. Ta thấy khi mực nước trong A hạ dần, vòng nhôm bị kéo theo xuống, làm

cho số chỉ trên lực kế tăng dần. Giá trị F đo được là số chỉ của lực kế ngay trước

khi màng nước bám vào vòng nhôm bị đứt.

Lặp lại các bước c và d thêm 4 lần nữa, ghi kết quả vào bảng 3.2.

V. Các điểm cần chú ý

- Để giảm bớt thời gian thực hiện, nên tiến hành đo thô lực căng bề mặt của

chất lỏng, bằng cách hạ đáy vòng nhôm nhúng xuống nước, sau đó nâng giá của

lực kế lên cao từ từ và theo dõi giá trị lực kế lúc màng chất lỏng bị đứt. Với giá trị

lực đó, ta điều chỉnh thô vị trí của giá để có giá trị lực thấp hơn một chút. Sau đó

mới điều chỉnh tinh mực nước hạ xuống bằng nguyên lí bình thông nhau (hạ rất

chậm cốc đựng nước B) để đọc được giá trị lớn nhất của lực căng.

- Vì giá trị lực căng nhỏ, nên tránh tác động của các rung động xung quanh,

như va chạm vào giá, gió thổi…

- Giá trị của hệ số căng bề mặt của nước phụ thuộc nhiệt độ và độ tinh khiết

của nước. Khi nhiệt độ tăng thì  giảm.

- Nếu đáy của chiếc vòng được vát mỏng sao cho D  d, thì tổng chu vi

ngoài+ chu vi trong xấp xỉ 2 D. Như vậy chỉ cần đo đường kính ngoài D.

- Khi đo đường kính trong, cần chú ý lúc đầu không kéo căng thước để ta có

thể xoay nhẹ vòng nhôm. Sau đó vừa nới căng thước, vừa xoay vòng nhôm cho

đến khi không xoay được, thì giá trị đo mới là đường kính trong của vòng nhôm.

Nếu thực hiện không đúng kĩ thuật thì giá trị đo được có thể chỉ là của dây cung.

Một số kiến thức đọc thêm

1. Áp suất phân tử diendanvatlylamdong.com

Xét hai phân tử hoàn toàn giống nhau nhưng ở hai vị trí khác nhau: phân tử

A nằm trong lòng khối chất lỏng, phân tử B ở sát mặt thoáng (hình 3.3).

Phân tử A tác dụng lên các phân tử xung quanh lực hút, ngựơc lại các phân

tử xung quanh cũng hút phân tử A với lực tương ứng về độ lớn. Như đã biết, lực

hút tỉ lệ nghịch với khoảng cách (f

= A/r

, n  7) cho nên giảm nhanh theo khoảng

cách. Giả sử tầm bán kính tác dụng của nó bằng R, thì tất cả những phân tử nằm

cách tâm phân tử A một đoạn bằng hoặc nhỏ hơn R đều tác dụng một lực hút lên

phân tử A (và ngược lại). Nếu xem mật độ phân tử trung bình là như nhau ở khắp

mọi nơi trong hệ thì tổng hợp lực tác dụng lên phân tử A sẽ bằng không. Hình cầu

có bán kính R được gọi là hình cầu tác dụng phân tử,

bán kính R được gọi là bán kính tác dụng phân tử. Phân

tử B nằm ở sát mặt thoáng chất lỏng. Tiếp giáp với bề

mặt khối lỏng là khí (hoặc hơi). Do mật độ phân tử chất

lỏng lớn hơn mật độ phân tử chất khí nên lực tổng hợp

tác dụng lên phân tủ B là một lực hút hướng vào trong

lòng khối chất lỏng.

Như vậy, mọi phân tử nằm sát bề mặt, cách bề

mặt một khoảng nhỏ hơn R đều bị một lực hút hướng

vào lòng khối lỏng. Tổng hợp tất cả các lực hút ấy sẽ

gây ra một áp lực nén khối lỏng lại. Áp lực ấy tính trên

một đơn vị diện tích được gọi là áp suất phân tử (P

Áp suất này rất lớn. Ví dụ, áp suất phân tử trong chất lỏng lớn hơn áp suất phân

tử trong chất khí hàng triệu lần.

2. Năng lượng bề mặt

Hãy xét các phân tử nằm ở lớp bề mặt tiếp xúc giữa chất lỏng và chất khí

(bề mặt ấy được gọi là mặt thoáng hay bề mặt chất lỏng). Tất cả những phân tử

nằm ở lớp bề mặt chất lỏng (như phân tử B) đều bị hút bởi một lực, lực ấy có khả

năng sinh công đưa phân tử từ bề mặt vào trong lòng khối chất lỏng. Dĩ nhiên khi

phân tử đi vào long khối chất lỏng thì diện tích bề mặt ngoài giảm. Ngược lại một

phân tử ở trong lòng chất lỏng muốn ra bề mặt phải tiêu thụ một công. Nếu quá

trình di chuyển ấy là đẳng nhiệt thì công dịch chuyển phân tử là công của ngoại

lực. Khi phân tử từ trong lòng chất lỏng đi ra bề mặt, làm cho diện tích bề mặt tăng

lên, công của ngoại lực biến thành thế năng của phân tử.

Hình 3.3. Mô hình

tương tác giữa các

phân tử chất lỏng.

f diendanvatlylamdong.com

Như vậy, các phân tử ở bề mặt có một thế năng so với các phân tử ở trong

lòng khối chất lỏng. Nói một cách tổng quát hơn: Hiệu năng lượng của tất cả

những phân tử ở lớp bề mặt với năng lượng cũng của những phân tử ấy nếu chúng

ở trong lòng khối chất lỏng được gọi là năng lượng bề mặt chất lỏng.

Năng lượng bề mặt có tính chất của thế năng, nó tỉ lệ với diện tích bề mặt,

và có thể biểu diễn bởi:

U= S (3.3)

U là năng lượng bề mặt; S là diện tích bề mặt;  là hệ số tỉ lệ, phụ thuộc vào bản

chất phân tử chất lỏng, môi trường tiếp xúc, nhiệt độ và độ tinh khiết của chất

lỏng, gọi là suất căng bề mặt.

Từ (3-1), ta có:

 = dU/dS (3.4)

Như vậy suất căng bề mặt  là năng lượng cần thiết để làm diện tích bề mặt

thay đổi một đơn vị diện tích.

Tương tự như nguyên lí cực tiểu thế năng trong cơ học, ở đây có nguyên lí

cực tiểu của năng lượng bề mặt: Một khối lỏng luôn luôn có xu hướng tiến đến

trạng thái có năng lượng bề mặt nhỏ nhất. (Tức là có xu hướng tiến đến trạng thái

có diện tích bề mặt nhỏ nhất). Từ nguyên lí này, suy ra  luôn luôn có giá trị

dương.

Đơn vị của  trong hệ SI là N/m.

Ở bề mặt các vật rắn cũng có suất căng bề mặt, nhưng ở điều kiện bình

thường, giá trị đó thường rất nhỏ, không đủ làm thay đổi hình dạng của vật rắn.

3. Lực căng bề mặt

Một khối chất lỏng luôn luôn có xu hướng tiến đến trạng thái có diện tích bề

mặt nhỏ nhất. Điều đó giống như tính chất của một màng căng (như màng cao su).

Chỗ khác nhau cơ bản giữa bề mặt chất lỏng và màng căng là diện tích bề mặt chất

lỏng tăng là do các phân tử từ trong lòng chất lỏng đi ra bề mặt, bề dày của bề mặt

không thay đổi, còn diện tích màng căng tăng lên là do các phân tử giãn ra, bề dày

của màng giảm. diendanvatlylamdong.com

Khi màng cao su bị căng ra, diện tích màng sẽ tăng. Sự tăng này là do ngoại

lực tác dụng vào màng gây ra. Thành phần ngoại lực gây ra sự tăng diện tích này

phải có phương là phương tiếp tuyến với màng, có chiều ngược chiều với lực co

lại của màng. Khi đạt đến trạng thái cân bằng thì độ lớn của ngoại lực bằng độ lớn

của lực co lại của màng.

Tương tự như vậy, trên bề mặt chất lỏng có lực căng, do tác dụng của lực

căng mà diện tích bề mặt chất lỏng co lại sao cho diện tích có giá trị nhỏ nhất. Nếu

có một ngoại lực làm tăng diện tích bề mặt chất lỏng thì lực căng bề mặt sẽ chống

lại. Từ đó, suy ra lực căng bề mặt chất lỏng có những đặc điểm sau (h. 3.4a):

a. Tiếp tuyến với bề mặt khối chất lỏng tại nơi đang xét.

b. Vuông góc với đoạn cong nguyên tố l ở bề mặt, tại nơi đó.

c. Độ lớn của lực tỉ lệ với giá trị của l: F =  l

Để hiểu bản chất vật lí của lực căng bề mặt, ta xét lực tác dụng phân tử lên

các phân tử nằm ở bề mặt khối chất lỏng (như phân tử B, hình 3.4b và hình 3.4c).

Trên hình 3.3, lực f tác dụng lên phân tử B có phương vuông góc với mặt thoáng.

Lực này không làm phân tử dịch chuyển vào trong lòng khối chất lỏng vì các phân

tử khác chống lại sự dịch chuyển ấy. Trên hình 3.4 chỉ ra các lực tương tác phân tử

và f

theo phương song song với mặt thoáng. Khi bề mặt khối chất lỏng ở trạng

thái cân bằng thì phân tử B bị hai lực cân bằng tác dụng, tổng hợp lực tác dụng lên

phân tử B bằng không, phân tử B chỉ dao động xung quanh vị

trí cân bằng của mình. Nhưng nếu chúng ta làm mất một trong

hai lực phân tử tác dụng lên phân tử B thì do tác dụng của lực

còn lại phân tử B dịch chuyển (h.3.4c). Điều đó có nghĩa rằng

lực tương tác phân tử và lực căng bề mặt có bản chất giống

nhau. Trong trường hợp (h.3.4b), lực căng bề mặt chưa thể hiện

l

F

Hình 3.4

a b c

’

Hình 3.5

diendanvatlylamdong.com

ra, còn trong trường hợp (h.3.4c) lực căng bề mặt đã thể hiện ra.

Có thể làm rõ hơn khái niệm lực căng bề mặt bằng một thí nghiệm đơn giản

(h.3.5).

Dùng một khung cứng, trên đó có một thanh linh động b trượt dễ dàng trên

khung. Nhúng khung vào nước xà phòng, rồi lấy ra. Trên khung có một màng xà

phòng bao lấy thanh b.

Để màng khỏi co lại, cần phải tác dụng một lực f’ lên thanh b. Khi ở trạng

thái cân bằng thì độ lớn của lực f’ bằng độ lớn của lực căng bề mặt f. Lực căng bề

mặt f tiếp tuyến với bề mặt màng xà phòng, vuông góc với thanh b (vì lực căng bề

mặt f chống lại sự tăng diện tích bề mặt của màng xà phòng). Lưu ý rằng lực căng

tác dụng lên cả hai bề mặt bọc thanh b. Dịch chuyển thanh b một đoạn dx, diện

tích bề mặt màng xà phòng tăng một lượng là: dS = 2ldx. Công thực hiện bởi lực f’

trong dịch chuyển dx là: dA = f’dx. Công này làm tăng diện tích bề mặt lên thêm

dS, tức là làm tăng năng lượng bề mặt thêm một lượng có giá trị dS = 2 ldx. Do

đó, ta có: f = f’= 2 l.

VI. Câu hỏi mở rộng

1. Khi để chìm cả vòng nhôm trong chất lỏng rồi hạ dần mức chất lỏng trong

bình A thì số chỉ lực kế sẽ lớn hơn hay nhỏ hơn so với khi để vòng nhôm chìm một

phần sát đáy của nó trong chất lỏng rồi hạ dần mức chất lỏng trong bình A? Giải

thích nguyên nhân.

2. Cần lưu ý điều gì trong quá trình hạ đáy vòng nhôm ngập vào chất lỏng?

3. Tại sao áp suất phân tử trong chất lỏng lớn hơn áp suất phân tử trong chất

khí hàng triệu lần mà khi nhúng tay vào một chậu nước ta không cảm nhận được

áp suất này?

VII. Báo cáo thực hành

THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CĂNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG

Họ và tên:................................................Lớp:..............Nhóm:....................

Ngày làm thực hành:....................................................................................

Viết báo cáo theo các nội dung sau:

1. Mục đích

…………………………………………………………………………………. diendanvatlylamdong.com

2. Tóm tắt lí thuyết

Thế nào là lực căng bề mặt?

………………………………………………………………………………….

Tóm tắt cách đo lực căng bề mặt trong bài thực hành này

………………………………………………………………………………….

3. Kết quả

a. Đường kính ngoài và đường kính trong của vòng nhôm

Bảng 3.1. Độ chia nhỏ nhất của thước kẹp là:……..

Lần đo D(mm) D(mm) d(mm) d(mm)

Giá trị trung bình

b. Đo lực căng bề mặt

Bảng 3.2. Độ chia nhỏ nhất của lực kế là:……………..

Lần đo P(N) F(N) F

=F-P (N) F

(N)

Giá trị trung bình

- Tính giá trị trung bình, sai số tuyệt đối và sai số tuyệt đối trung bình của các lực

P, F, đường kính D, d và ghi vào bảng 3. 1 và bảng 3. 2.

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

..........

) (







d D



 diendanvatlylamdong.com

- Tính sai số tỉ đối của phép đo:

..... .......... 



  















d D





 

Trong công thức này

F F F

C C

      2

F   là sai số dụng cụ của lực kế, lấy bằng một nửa độ chia nhỏ nhất của lực kế

d d d D D D             ;

(∆D

và ∆d

là sai số dụng cụ của thước kẹp, lấy bằng một độ chia nhỏ nhất của

thước kẹp).

- Tính sai số tuyệt đối của phép đo:        . .............

- Viết kết quả của phép đo:

 =  +   =........................

Chú ý: Giá trị của  phụ thuộc nhiệt độ và độ tinh khiết của nước. Với nước cất ở

C, người ta đo được  = 73,0. 10

-3

N/m.

4. Trả lời các câu hỏi

Câu 1. Khi để cả vòng nhôm chìm trong chất lỏng rồi hạ dần mức chất lỏng trong

bình A thì số chỉ lực kế sẽ ……………………………so với khi chỉ để đáy vòng

nhôm ngập trong chất lỏng rồi hạ dần mức chất lỏng trong bình A. Nguyên nhân

của điều đó là

………………………………………………………………………………….

Câu 2. Trong quá trình hạ đáy vòng nhôm ngập vào chất lỏng cần lưu ý

………………………………………………………………………………….

Câu 3. Mặc dù áp suất phân tử trong chất lỏng lớn hơn áp suất phân tử trong chất

khí hàng triệu lần song khi nhúng tay vào một chậu nước ta không cảm nhận được

áp suất này là vì

………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………. diendanvatlylamdong.com

Bài thực hành số 4

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

ĐIỆN HÓA

I. Mục đích thí nghiệm

- Áp dụng định luật Ôm với toàn mạch để xác định suất điện động và điện trở

trong của một pin điện hóa.

- Sử dụng đồng hồ đo hiện số để xác định các thông số của mạch điện.

- Hiểu hơn về tính chất hoạt động của một pin điện hóa.

II. Cơ sở lí thuyết

Để xác định suất điện động và điện trở trong của pin, cần áp dụng định luật

Ôm cho toàn mạch.

Sơ đồ thực hành:

Khi mạch điện hở thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện bằng suất

điện động của nguồn. Tuy nhiên khi dùng vôn kế đo 2 cực của nguồn điện thì thực

tế đã có dòng điện trong mạch đo của đồng hồ, tức là đã tạo nên mạch kín. Nhưng

dòng điện trong trường hợp này là rất nhỏ, nếu điện trở nội của vôn kế rất lớn.

Theo mức độ chính xác có thể xem U  E. Lúc đó r =

U E 

, khó xác định vì E –

U  0 và I  0.

Để phép đo chính xác hơn và xác định được giá trị của sai số, ta có thể vận

dụng định luật ôm cho toàn mạch để xác định E và r. Có thể có các phương án

thực hiện sau:

a) Phương án 1:

Thực hiện đo các giá trị U và I tương ứng khi thay đổi R, ta vẽ đồ thị mô tả

mối quan hệ đó, tức U = f(I).

Áp dụng phương pháp xử lí kết quả đo được bằng đồ thị, ta vẽ được đường

biểu diễn. (Ở đây dự đoán là một đường thẳng có dạng y=ax+b). Đường thẳng này

E, r

R diendanvatlylamdong.com

sẽ cắt trục tung tại U

và cắt trục hoành tại I

. Xác định giá trị của U

và I

trên

các trục. Đồ thị vẽ được có dạng như hình sau:

Theo phương trình đồ thị, dựa vào công thức của định luật Ôm cho toàn

mạch ta có:

U = E – I(R

+ r)

Khi I = 0  U

= E

Khi U

= 0 

r R





Từ đó ta tính ra được E và

R I E





b) Phương án 2:

Có thể sử dụng công thức định luật Ôm:

r R R R

  



Và viết dưới dạng: r R R R

E I

   

(

1 1

)

Hay

) b x (

y  

với y = 1/I; b = R

+ R

+ r; x = R

Như vậy, căn cứ vào các giá trị của R

và I đo được ta suy ra giá trị của x và

y để vẽ đồ thị. Áp dụng phương pháp xử lí kết quả đo được bằng đồ thị, ta vẽ được

đường biểu diễn. Ở đây dự đoán là một đường thẳng có dạng y=ax+b (Xem hình

vẽ).

Sau đó kéo dài đường thẳng của đồ thị cắt trục tung tại y

và trục hoành tại

. Xác định toạ độ y

và x

, đưa vào điều kiện của phương trình y = f(x), ta có:

m diendanvatlylamdong.com

y = 0  x = x

= b

x = 0  y = y

= b/E

Như vậy ta có thể xác định E và r.

Một số kiến thức đọc thêm

Đặc điểm của pin điện hóa:

Một loại pin rất thông dụng là pin Lơclăngsê (Leclanché), có cực âm là kẽm,

cực dươnglà một thanh than bao bọc xung quanh bằng một hỗn hợp đã nén chặn

gồm mangan điôxit MnO

và graphit để tăng độ dẫn điện, dung dịch điện phân là

dung dịch amôn clorua (NH

Cl). Suất điện động của pin khoảng 1,5V. Mangan

điôxit là một chất ôxi hoá mạnh có tác dụng khử (hấp thụ) khí hiđrô hiện ra ở cực

khi pin hoạt động (khí này làm giảm nhanh hiệu điện thế giữa hai cực). Để tiện

dùng người ta chế tạo pin Lơclăngsê dưới dạng pin khô. Khi đó dung dịch NH

được trộn trong một thứ hồ đặc rồi đóng vào trong một vỏ pin bằng kẽm, vỏ pin

này là cực âm.

- Pin điện hóa có điện trở trong, kí hiệu là r. Giá trị của r khi pin mới khá

nhỏ, khoảng 1 đến 2 ôm, nhưng tăng dần khi pin cũ (lên hàng chục ôm) do vậy nó

làm giảm dòng điện cung cấp cho tải.

- Khi sử dụng, nếu dòng điện thay đổi thì quá trình điện hóa xảy ra ở trong

pin sẽ làm cho giá trị điện trở trong thay đổi, vì vậy để có thể coi r là hằng số, thì

cần thay đổi dòng điện trong phạm vi không chênh lệch quá.

Hiệu điện thế trung bình: Đây là thông số quan trọng thường được ghi trên

pin. Một viên pin ghi hiệu điện thế là 3.7V, có nghĩa là từ lúc đầy pin đến lúc hết

pin, hiệu điện thế trung bình của pin là 3.7V. Khi pin đầy thì hiệu điện thế có thể

lên đến 4.2V, khi pin yếu thì chỉ còn dưới 3V. Tương tự với pin niken như pin AA,

pin C, D v.v... Trên pin ghi là 1.5V, có nghĩa là trung bình của pin từ lúc đầy pin

đến lúc hết pin là 1.5V, thực tế khi pin đầy hiệu điện thế là khoảng 1.6 - 1.7V, và

khi pin cạn còn khoảng 1.2 - 1.3V.

Bổ sung phương án 3:

Trong công thức định luật Ôm cho toàn mạch: U = E – Ir, U = IR

là hiệu

điện thế mạch ngoài, theo sơ đồ thì R

= R

+ R

đã cho thấy mạch điện đo là mạch kín và có hai đại lượng cần xác định với

một phương trình. Để có thể xác định được E và r, ta cần thực hiện các cặp giá trị

, I

và U

, I

lúc này ta có có 2 phương trình:







 

2 2

1 1

rI E U

 E = U

+ rI

 U

= U

+ rI

- rI

= U

+ r (I

- I

) diendanvatlylamdong.com

 r =

2 1

1 2

I I

U U



và E = U

+ rI

Mạch điện:

III. Dụng cụ

1. Hộp dụng cụ có bảng lắp rắp và khay linh kiện, cần lựa chọn các linh kiện

- 2 pin 1.5V và đế (1 pin mới và 1 pin cũ).

- Điện trở 10  và đế tương ứng với R

trên sơ đồ.

- Biến trở 100 

theo các mức thay đổi 10



tương ứng với R

trên

sơ đồ.

- Bộ dây cắm phích đàn hồi 4mm.

2. Hai đồng hồ vạn năng, một dùng ở thang Vôn, một dùng ở thang Ampe.

IV. Các bước tiến hành thí nghiệm

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

E, r

diendanvatlylamdong.com

- Dùng bộ dây nối có chốt cắm và các linh kiện mắc mạch theo như trên sơ

đồ (theo bảng lắp ráp mạch điện của lớp 11).

- Sau khi kiểm tra kĩ mạch lắp ráp, chọn vị trí biến trở ở vị trí 100 , đồng

hồ Vôn chọn thang DCV 20, còn đồng hồ Ampe chọn thang 200mA DC (Hai đồng

hồ đều là loại vạn năng hiện số).

- Đóng công tắc, và đọc các giá trị trên hai đồng hồ tương ứng với vị trí của

biến trở (R

- Tiếp tục với các vị trí của biến trở 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10 , xác

định các giá trị tương ứng trên các đồng hồ. Mỗi lần thực hiện đều sử dụng công

tắc để ngắt mạch điện và chờ vài giây sau mới đóng mạch để quá trình điện hóa ở

trong pin ổn định và biến trở không bị dòng điện làm tăng nhiệt độ liên tục.

- Ghi các giá trị vào bảng số liệu để xử lí theo các phương án 1 và 2.

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

Bảng 1 – Bài thí nghiệm 4

1. Xử lí kết quả phương án 1:

Dùng kết quả trong bảng 1 – Bài thí nghiệm 4 để vẽ đồ thị theo hệ trục tọa

độ U và I. Hệ trục tọa độ cần lấy tỷ lệ xích chính xác để xác định các đại lượng U

và I

Từ phương trình của đường thẳng

U = E – I(R

+ r)

sẽ cắt hệ trục tọa độ tại hai điểm:

Khi I = 0  U

= E là giá trị đọc được trên trục tung.

diendanvatlylamdong.com

Khi U

= 0 

r R





là giá trị đọc được trên trục hoành

Từ đó ta tính ra được E và

R I E





Đó là kết quả cần thực hành trong bài thí nghiệm này.

2. Xử lí kết quả phương án 2:

Cũng với bảng 1 số liệu của bài này, hãy thực hiện vẽ đồ thị và tính toán

theo phương trình y = f(x).

Các điểm của đồ thị là:

x = R

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

y =1/I

y = 0  x = x

= b (xác định trên đồ thị)

x = 0  y = y

= b/E (xác định trên đồ thị)

Dùng đồng hồ Vôn đo điện áp hai đầu của đồng hồ Ampe để xác định

= U/I

Với các kết quả thu được ta tính r theo biểu thức sau:

b = R

+ R

+ r  r = b – (R

+ R

)

Còn E = b/y

3. Mạch điện và bảng số liệu phương án 3:

- Mắc mạch điện theo sơ đồ trên: chú ý các cực tính và thang đo của đồng

hồ. Đối với vị trí của vôn kế, đồng hồ đặt ở thang DCV mức 20, còn với vị trí

ampe kế đồng hồ đặt ở thang DCA mức 10A (cực âm ở COM, cực dương ở 10A

DC của đồng hồ DT 830B).

- Điều chỉnh biến trở R

ở vị trí giữa để có giá trị khoảng 50 . Đóng công

tắc, gạt núm bất của A và V sang vị trí ON. Chờ thời gian ngắn khi giá trị số đo

E, r

diendanvatlylamdong.com

trên Ampe kế và Vôn kế ổn định đọc và ghi kết quả vào bảng. Sau đó gạt công tắc

các đồng hồ về OFF.

- Ghi kết quả vào bảng sau:

=10  +50  Lần 1 Lần 2 Lần 3

Bảng 2 – Bài thí nghiệm 4

- Điều chỉnh biến trở R

ở vị trí tận cùng tức lấy toàn bộ giá trị của biến trở

là 100 . Đóng công tắc, gạt công tắc của các đồng hồ về ON. Chờ ổn định và đọc

ghi kết quả vào bảng sau. Sau đó gạt công tắc đồng hồ về OFF và ngắt công tắc

chạy của mạch.

=10  +100  Lần 1 Lần 2 Lần 3

Bảng 3 – Bài thí nghiệm 4

Với bảng 2 và bảng 3 số liệu của bài thí nghiệm 4, dựa theo hệ phương trình

sau để tính toán kết quả:







 

2 2

1 1

rI E U

 E = U

+ rI

 U

= U

+ rI

- rI

= U

+ r (I

- I

)

 r =

2 1

1 2

I I

U U



và E = U

+ rI

V. Các điểm cần lưu ý

- Đồng hồ hiện số có đặc điểm khá nhạy với sự thay đổi điện áp hay dòng

điện, vì vậy khi đọc giá trị cần chờ thông số ổn định mới.

- Khi thực hiện lấy số liệu theo từng mức của biến trở, nên chú ý sử dụng

công tắc hợp lí để tránh dòng điện chạy qua các điện trở lâu làm cho trị số của nó

thay đổi.

- Cần chọn thang đo dòng điện hợp lý, nếu dòng đo lớn hơn mức của thang

đo sẽ làm cho ampe kế ngắt mạch.

- Pin mới và pin cũ có điện trở trong khác nhau, điều đó sẽ làm cho kết quả

của các pin khác nhau. diendanvatlylamdong.com

- Các điểm vẽ được trên đồ thị thực tế có thể không cùng trên đường thẳng,

vì vậy khi nối dài để cắt các trục đồ thị (phương án 1 và 2) cần chọn hướng trung

bình của vài điểm cuối.

VI. Câu hỏi mở rộng

1. Tác dụng của điện trở R

trong mạch điện? Nếu giá trị của R

thay đổi

tăng hoặc giảm thì có ảnh hưởng gì đến kết quả thí nghiệm?

2. Hãy cho biết sự khác nhau của vị trí mắc R

trong hai sơ đồ sau cho

phương án 1 và 2?

3. Nhược điểm của phương án 3 và cách khắc phục?

4. Dùng đồng hồ vạn năng kiểu điện động (loại kim chỉ thị) và đồng hồ vạn

năng hiện số ở thang Vôn để đo trực tiếp điện thế hai đầu cực pin, thì giá trị nào

gần với suất điện động trong bài thực hành?

5. Nếu thực hiện đo suất điện động của một pin mới và một pin cũ, thì kết

quả nào gần với giá trị thực suất điện động của viên pin đó? Gải thích vì sao?

6. Khi dùng pin, người ta khuyên không nên dùng liên tục trong khoảng thời

gian quá dài, vì sao như vậy? Em hiểu gì về khái niệm pin “hồi” trong thực tế?

7. Hãy so sánh đường đặc trưng Vôn-Ampe của điện trở với đường đồ thị vẽ

được theo phương án 1? Với đường vẽ được theo phương án 1 có thể gọi tên

đường đó là đường gì?

VII. Báo cáo thực hành

THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH SUẤT ĐIỆN ĐỘNG VÀ ĐIỆN TRỞ TRONG CỦA

MỘT PIN ĐIỆN HÓA

Họ và tên:................................................Lớp:..............Nhóm:....................

Ngày làm thực hành:....................................................................................

Viết báo cáo theo các nội dung sau:

- Tóm tắt lí thuyết:

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

E, r

diendanvatlylamdong.com

o Tóm tắt các công thức tính toán với các phương án tương ứng.

- Chuẩn bị dụng cụ và lắp ráp bài thí nghiệm:

o Chọn hộp thực hành điện với các linh kiện trong hộp

o Cách kiểm tra các đồng hồ đo điện hiện số

o Thứ tự các bước mắc mạch điện theo sơ đồ

- Bảng số liệu thực hành theo các phương án 1 và 2

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

- Bảng số liệu thực hành theo phương án 3

=10  +50  Lần 1 Lần 2 Lần 3

=10  +100  Lần 1 Lần 2 Lần 3

- Kết quả theo yêu cầu của bài thí nghiệm

o Xử lí kết quả theo phương án 1 và 2

o Xử lí kết quả theo phương án 3

- Nhận xét chung về bài thí nghiệm

o So sánh kết quả của ba phương án

o Cách làm theo phương án nào dễ thực hiện hơn

o Nhận xét ưu và nhược điểm của bài thực hành

diendanvatlylamdong.com

Bài thực hành số 5

KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH CHỈNH LƯU CỦA ĐIÔT BÁN DẪN

I. Mục đích thí nghiệm

1. Về kiến thức

- Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điôt

- Vẽ đặc tuyến Vôn-Ampe của điôt

2. Về kĩ năng

Rèn luyện kĩ năng sử dụng đồng hồ vạn năng hiện số để kiểm tra các linh

kiện điện tử. Đây là loại linh kiện được ứng dụng nhiều trong các thiết bị điện và

điện tử.

3. Về thái độ

Rèn luyện phong cách làm việc khoa học có tính chất nghiên cứu và kiểm

chứng các thông số của các thiết bị kĩ thuật.

II. Cơ sở lí thuyết

Chất bán dẫn và tính chất

Chất bán dẫn là chất có điện trở suất nằm trong khoảng trung gian giữa kim

loại và chất điện môi. Các chất bán dẫn tinh khiết điển hình là gecmani (Ge) và

silic (Si). Từ sách Vật lí lớp 11 ta đã biết dòng điện trong chất bán dẫn, các đặc

điểm của chất bán dẫn tinh khiết và bán dẫn có tạp chất, chất bán dẫn loại n, loại p

và lớp chuyển tiếp p-n cũng như các hiện tượng vật lí xảy ra trong chất bán dẫn.

Điôt bán dẫn

Điôt bán dẫn thực chất là một lớp chuyển tiếp p-n. Nó chỉ cho dòng điện đi

qua theo chiều từ p sang n. Ta nói điôt bán dẫn có tính chỉnh lưu. Với tính chất này

nó được thương dùng để lắp mạch chỉnh lưu, biến đổi dòng điện xoay chiều thành

dòng điện một chiều. Điôt bán dẫn có nhiều loại như loại chỉnh lưu, loại tách sóng,

loại ổn áp, loại phát quang…, về nguyên lí chung thì chúng đều ứng dụng bán dẫn

có một lớp chuyển tiếp p-n.

Chất bán dẫn là nguyên liệu để sản xuất ra các loại linh kiện bán dẫn như

Diode (điôt), Transistor (Tranzito), IC để dùng trong các thiết bị điện tử ngày nay.

Dòng điện qua lớp chuyển tiếp p-n

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

- Ta mắc hai đầu của mẫu bán dẫn ghép p-n vào một nguồn điện có hiệu

điện thế U, sao cho cực dương của nguồn nối với bán dẫn p, cực âm nối với bán

dẫn n, như trên hình sau. Điện trường ngoài



do nguồn điện gây ra tại lớp

chuyển tiếp p-n ngược chiều với điện trường trong E



của lớp chuyển tiếp, do đó diendanvatlylamdong.com

làm yếu điện trường trong. Kết quả là dòng chuyển dời của các hạt mang điện đa

số được tăng cường. Dòng các hạt đa số gây nên dòng điện I có cường độ lớn chạy

theo chiều từ bán dẫn p sang bán dẫn n. Đó là dòng điện thuận. Dòng điện này do

hiệu điện thế thuận của nguồn điện gây nên và tăng nhanh khi hiệu điện thế tăng.

Đây là trường hợp lớp chuyển tiếp p-n mắc theo chiều thuận (còn gọi là lớp

chuyển tiếp p-n được phân cực thuận).

-Ta đổi cực của nguồn điện mắc vào mẫu bán dẫn, tức là mắc cực dương vào

bán dẫn n, cực âm vào bán dẫn p. Điện trường ngoài



cùng chiều với điện trường

trong E



, làm tăng cường điện trường trong. Chuyển dời của các hạt thiểu số được

tăng cường, ngược lại, chuyển dời của các hạt đa số hoàn toàn bị ngăn cản. Qua

lớp chuyển tiếp có dòng các hạt mang điện thiểu số, gây nên dòng điện I chạy từ

phía n sang phía p. Dòng điện này có cường độ rất nhỏ và hầu như không thay đổi

khi ta tăng hiệu điện thế U. Đó là dòng điện ngược, do hiệu điện thế ngược của

nguồn gây nên. Đây là 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 rất nhỏ. Lớp chuyển tiếp p-n dẫn điện tốt theo một chiều, từ p sang n.

Lớp chuyển tiếp p-n có tính chất chỉnh lưu.

Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện I qua lớp chuyển tiếp p-n vào hiệu

điện thế U đặt vào lớp chuyển tiếp, gọi là đặc trưng vôn-ampe của lớp chuyển tiếp,

có dạng:

eU/kT

I I (e 1)   I

là dòng điện ngược bão hòa, k = 1,38.10

Ở đây I và U được quy ước là các đại lượng đại số: I có dấu dương nếu là

dòng điện thuận, U có dấu dương nếu là hiệu điện thế thuận.

Kí hiệu và một số hình dạng của điôt bán dẫn

Thông thường, dụng cụ bán dẫn có hai cực, sử dụng lớp chuyển tiếp p-n,

được gọi là điôt bán dẫn. Dưới đây là một số hình dạng và kí hiệu của điôt bán

dẫn.

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



n diendanvatlylamdong.com

Điôt được ứng dụng để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều, tách sóng, biến

điệu… Đối với điôt chỉnh lưu thường làm bằng tấm Si tinh thể, trên đó bằng

phương pháp khuếch tán tạp chất, người ta tạo nên lớp chuyển tiếp p-n. Để điôt có

thể làm việc với cường độ dòng điện lớn, lớp chuyển tiếp p-n cần có tiết diện lớn.

Nhiệt độ càng cao, tác dụng chỉnh lưu càng kém, nên để giữ cho điôt không nóng

lên quá do hiệu ứng Jun-Lenxơ của dòng điện, người ta mắc bộ phận tản nhiệt vào

điôt. Điôt chỉnh lưu dùng loại tiếp mặt, tức lớp tiếp xúc p-n có bề mặt lớn. Điôt

tách sóng là một loại điôt dùng để tách tín hiệu ra khỏi sóng mang cao tần, chẳng

hạn trong các máy thu thanh, máy thu hình. Điôt tách sóng làm việc với các dòng

điện nhỏ, nhưng tần số cao, nên lớp chuyển tiếp cần có tiết diện nhỏ để giảm điện

dung của 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 ở thang x 1Ω (loại đồng hồ điện động hiển thị bằng kim), hoặc

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

 Đặt hai que đo đỏ và đen vào 2 cực khác nhau của điôt (lần 1), cũng làm

như vậy nhưng đổi lại cực của điôt (lần 2). Nếu hai lần đo mà thấy kim chỉ

lên có một lần thì điôt tốt.

 Nếu đo cả hai lần kim lên gần bằng 0Ω thì điôt bị chập.

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

chút là thì điôt bị rò.

Để hiểu kỹ hơn về đặc tính của điôt, cần khảo sát mối quan hệ dòng và điện

thế qua nó, tức là khảo sát đường đặc trưng Vôn-Ampe.

III. Dụng cụ

Bộ dụng cụ điện lớp 11 THPT, được duyệt mua sắm, với các chi tiết sau:

Một số hình dạng của điôt bán dẫn

Kí hiệu điôt diendanvatlylamdong.com

1. Hộp gỗ (350 x 200 x 150)mm có bảng lắp ráp mạch điện.

2. Điện trở 820  - 0,5 W và đế.

3. Biến trở loại xoay từng mức (10 x 10 ).

4. Điôt chỉnh lưu loại D4007.

5. Biến thế nguồn dùng chốt ra một chiều.

6. Hai đồng hồ vạn năng hiện số D 830.

7. 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 dòng điện thuận qua điôt, còn sơ đồ b)

dùng khảo sát tính chất dòng điện ngược qua điôt. Trong đó:

- Nguồn điện U đặt ở chốt 6 V một chiều.

K diendanvatlylamdong.com

- Biến trở R sử dụng kiểu phân áp, tức sử dụng dạng 3 chốt cắm.

- Vôn kế V dùng đồng hồ vạn năng DT 830 đặt ở thang đo DCV 20 và chú ý

các cực đúng như trên sơ đồ.

- Ampe kế A dùng đồng hồ vạn năng DT 830 đặt ở thang DCA 20m và chú

ý các cực tình như trên sơ đồ.

- Trong hai sơ đồ trên có khác nhau về đặc tính kỹ thuật, đó là dòng thuận

lớn còn dòng ngược rất nhỏ. Do vậy ampe kế trường hợp đo dòng điện ngược cần

mắc vào nhánh của điôt để tránh đo cả dòng qua vôn kế.

2. Khảo sát dòng điện thuận qua điôt

- Dùng sơ đồ a). Tiến hành điều chỉnh biến trở con chạy để có các giá trị của

U và giá trị I tương ứng. Nếu sử dụng biến trở theo các mức thì thay đổi các mức

giá trị điện áp 1V, 2V, 3V, 4V, 5V bằng cách thay đổi vị trí chốt cắm giữa của

biến trở R. Đọc các giá trị tương ứng trên ampe kế và ghi vào bảng sau. Chú ý thời

gian thao tác nên nhanh chóng tránh để điôt nóng lên nhiều làm thay đổi tính chất

của nó.

- Vẽ đồ thị theo các giá trị trong bảng, với hai trục tương ứng U và I.

3. Khảo sát dòng điện ngược qua điôt

Dùng sơ đồ b). Các bước tiến hành tương tự như trên. Có thể dùng các mức

điện áp rộng hơn như: 2V, 4V, 6V, 8V, 10V.

- Vẽ đồ thị cùng với hệ trục toạ độ của dòng điện thuận qua điôt.

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

dạng sau:

đt

1V 2V 3V 4V 5V diendanvatlylamdong.com

V. Các điểm cần lưu ý

Để hiểu hơn về nguyên lí hoạt động của điôt cần thực hiện thêm một số bước

thí nghiệm sau:

- Hãy xác định điện áp U

là điện áp để cho điôt bắt đẩu mở ở nhánh thuận.

- Xác định khoảng điện áp làm cho dòng điện qua điôt tăng mạnh.

- Xác định khoảng dòng điện đối tỷ lệ thuận tương đối với điện áp.

- Thực hiện lại các bước tiến hành thí nghiệm, nhưng được đặt trong điều

kiện nhiệt độ phòng cao hơn (bằng cách dùng một bóng đèn tròn thắp sáng đặt gần

điôt để có nhiệt độ khoảng 40

C). Lấy kết quả và vẽ lại đồ thị. So sánh dạng đồ thị

của hai trường hợp có nhiệt độ phòng khác nhau.

- Vì dòng ngược của điôt Si rất nhỏ, nên các số đo rất nhỏ và gần nhau. Để

mô tả được trên đồ thị, tỷ lệ xích của phía trục âm cần chọn khác về phía trục

dương của nhánh thuận.

- Để có thể quan sát được đồ thị của điôt tại điện áp đánh thủng, khó có thể

dùng điôt chỉnh lưu bình thường, vì điện áp khá lớn (vượt quá bộ nguồn cung cấp

được trang bị). Trong trường hợp này có thể thay điôt chỉnh lưu bằng điôt ổn áp

(Zener loại 12V), lúc này điện áp âm làm dòng tăng lên chính là điện áp ổn sử

dụng hiệu ứng đánh thủng.

VI. Câu hỏi mở rộng

1. Không có đồng hồ đo điện, hãy nêu một số phương án kiểm tra điôt?

2. Hãy cho biết cách nhận dạng cực tính của điôt bằng hình dạng và ký hiệu

quy ước trên thân điôt?

3. Hãy cho biết ý nghĩa của gạch dọc trên kí hiệu của điôt? (hình sau)

4. Tại sao không thể dùng thang ôm của đồng hồ đo điện hiện số để kiểm tra

điôt bán dẫn?

5. Tại sao người ta xếp điôt vào loại linh kiện phi tuyến?

6. Hãy nêu những ứng dụng chính của điôt trong kĩ thuật?

VII. Báo cáo thực hành

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

Họ và tên:................................................Lớp:..............Nhóm:....................

Ý nghĩa của gạch dọc này? diendanvatlylamdong.com

Ngày làm thực hành:....................................................................................

Viết báo cáo theo các nội dung sau:

- Tóm tắt lí thuyết:

o Nêu đặc tính cơ bản của điôt bán dẫn.

o Vẽ đường đặc trưng Vôn-Ampe lí thuyết của điôt bán dẫn.

o Vẽ sơ đồ của mạch điện khảo sát đường đặc trưng Vôn-Ampe của

điôt bán dẫn.

- Chuẩn bị dụng cụ và lắp ráp bài thí nghiệm:

o Hộp thí nghiệm trong đó gồm…

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

o Cách kiểm tra bộ nguồn ổn áp một chiều

o Chọn các linh kiện tương ứng với sơ đồ khảo sát

o Nêu thứ tự lắp ráp mạch theo sơ đồ, chú ý dụng cụ nào nên mắc

sau cùng? Có cần sử dụng một đồng hồ đo để kiểm tra sự thông

mạch của hệ thống, bộ nguồn ở trạng thái nào khi lắp ráp.

- Bảng số liệu thực hành

- Kết quả theo yêu cầu của bài thí nghiệm:

o Vẽ đồ thị I = f(U)

o Đánh dấu vị trí đồ thị có sự biến thiên thay đổi nhiều.

- Nhận xét chung về bài thí nghiệm

o Dạng đồ thị của điôt.

o Tính chất chỉnh lưu thể hiện như thế nào trên đồ thị.

-I diendanvatlylamdong.com

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

o Nhận xét về đường phân cực ngược

VIII. Gợi ý thí nghiệm nâng cao

Khảo sát bộ nguồn chỉnh lưu từ nguồn điện xoay chiều

- Lắp mạch chỉnh lưu theo sơ đồ sau:

Chọn linh kiện: R

= 100Ω, R = 220Ω, C

và C

= 1000µF (tụ hóa học)

- Dụng cụ: Bảng mạch lắp ráp, điện kế G, máy phát tần số, đồng hồ vạn

năng hiện số, dây nối và các linh kiện tương ứng với sơ đồ trên.

- Tiến hành thí nghiệm:

o Sau khi kiểm tra mạch, sử dụng bộ nguồn vào là máy phát tần số,

chọn mức điện áp thấp (<3V), tần số thật nhỏ (<5Hz), dùng điện kế

để có thể quan sát trực tiếp dòng xoay chiều này theo sự dao động

của kim.

o Điện kế được mắc lần lượt ở các lối vào, lối ra chưa lọc, lối ra đã

lọc. Quan sát tốc độ dao động (có thể dùng đồng hồ bấm giây),

biên độ dao động của kim điện kế ở các vị trí mắc điện kế, ghi lại

kết quả.

o Dùng đồng hồ vạn năng ở thang đo điện áp 1 chiều, đo tại các lối

ra chưa lọc và lối ra có lọc. Ghi lại kết quả tương ứng vào bảng số

liệu.

1 C

Lối vào

Lối ra có bộ lọc

Lối ra chưa

lọc

diendanvatlylamdong.com

o Tăng tần số của máy phát tín hiệu lên mức cao hơn (khoảng 50Hz),

dùng đồng hồ vạn năng đo điện áp tại các lối ra chưa lọc và có lọc,

ghi lai kết quả.

- Nhận xét kết quả:

o Vì sao tốc độ và biên độ dao động của kim điện kế thay đổi tại các

vị trí đo.

o Giá trị điện áp một chiều đo được bằng vôn kế một chiều tại các vị

trí đo tại sao khác nhau.

o Tần số của máy phát ảnh hưởng như thế nào với kết quả sau chỉnh

lưu và sau khi lọc (san phẳng)

o Tụ điện trong mạch điện có tác dụng gì sau mạch chỉnh lưu.

diendanvatlylamdong.com

Bài thực hành số 6

XÁC ĐỊNH CHIẾT SUẤT CỦA NƯỚC

VÀ TIÊU CỰ CỦA THẤU KÍNH PHÂN KÌ

I. Mục đích

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

- Rèn luyện kĩ năng sử dụng, lắp ráp, bố trí các linh kiện quang và kĩ năng tìm ảnh

của vật cho bởi thấu kính.

II. Cơ sở lí thuyết

1. Xác định chiết suất của nước.

Hình 1 mô tả sự khúc xạ của tia tới

SI trên mặt phẳng cắt vuông góc với

thành cốc nước.

Trong đó: i là góc tới, r là góc khúc xạ.

Các tam giác IM S

 và IM I

 là các

tam giác vuông nội tiếp trong đường

tròn đường kính IM. Do đó

sin

S M



và

M I

sin 

Ta tính được chiết suất của nước:

M I

M S

M I

M S

sin

  

(1)

2. Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì.

Để xác định tiêu cự của thấu kính phân kì, ta ghép nó đồng trục với thấu kính hội

tụ sao cho vị trí ảnh thật A

của vật AB cho bởi thấu kính hội tụ nằm ở phía sau

thấu kính phân kì và nằm trong tiêu cự vật của thấu kính phân kì. Khi đó, trên màn

ta thu được ảnh thật A

của vật A

cho bởi thấu kính phân kì.

Sau khi đo các khoảng cách d và d

’

từ ảnh thật A

và ảnh thật A

đến quang

tâm O

của thấu kính phân kì (hình 2), tiêu cự ƒ của thấu kính phân kì được xác

định theo công thức:

d d





Hình 1

Sự khúc xạ của tia tới SI tại thành cốc diendanvatlylamdong.com

III. Dụng cụ thí nghiệm

1) Xác định chiết suất của 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 và diêm.

- Thước đo độ dài chia đến milimét.

- Bút chì và giấy trắng.

2) Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì

• Dụng cụ thí nghiệm

- Một băng quang học dài 1 000 mm, có gắn thước thẳng chia đến milimét.

- Một thấu kính hội tụ.

- Một thấu kính phân kì.

- Một đèn chiếu sáng 6 V – 8 W và các dây dẫn.

- Một nguồn điện 6 V – 3 A.

- Vật AB có dạng hình số 1 nằm trong lỗ tròn của tấm nhựa.

- Màn ảnh.

- Năm đế trượt để cắm đèn, vật, hai thấu kính và màn ảnh.

IV. Các bước tiến hành thí nghiệm

1) Xác định chiết suất của nước

Hình 2: Xác định tiêu cự thấu kính phân kì diendanvatlylamdong.com

Tìm hiểu kĩ các dụng cụ để lắp đặt,

bố trí thí nghiệm

Bước 1. Lắp đặt thí nghiệm

- Dán băng dính sẫm màu bao quanh

thành ngoài của cốc và rạch trên

băng dính một khe hẹp rộng khoảng

2 mm, dọc theo đường sinh của cốc.

Đổ nước vào chừng nửa côc.

- Đặt ngọn nến đang cháy và cốc

nước lên trên tờ giấy ở mặt bàn, cách

nhau 20 cm. Vẽ đường viền chu vi đáy cốc lên tờ giấy. Trong quá trình thí nghiệm,

vị trí của nến không thay đổi, chỉ xoay cốc nước trong đường viền chu vi đáy cốc

Điều quan trọng là cần phải dựng được các điểm I, S

’

, M, I

’

trên đường viền chu

vi đáy cốc đã vẽ để tính chiết suất theo công thức (1).

Bước 2. Dựng các điểm I, S

’

, M, I

’

trên đường viền chu vi đáy cốc ở tờ giấy .

- Xác định điểm M trên đáy cốc (điểm đối diện với khe I qua tâm đường tròn):

Xoay cốc nước sao cho chỉ có một vết sáng trên băng dính đối diện với khe hẹp.

Khi đó vị trí ngọn nến, khe hẹp I tâm O và vết sáng M nằm trên đường thẳng (IM

là đường kính của đường tròn). Đánh dấu hình chiếu M của vết sáng trên chu vi

đáy cốc.

- Xác định các điểm I, S

’

, M, I

’

trên đường viền chu vi đáy cốc trên giấy: Xoay cốc

đi một góc khoảng 30

. Đánh dấu các vị trí I, M và các hình chiếu S’, I’ của hai vết

sáng ở thành cốc lên đường viền chu vi đáy cốc ở tờ giấy.

- Bỏ cốc nước và ngọn nến ra. Đo các đoạn S’M, I’M tương ứng đã dựng được trên

tờ giấy và ghi vào bảng số liệu 1.

Bước 3. Lặp lại hai lần bước thí nghiệm trên bằng cách tiếp tục xoay cốc đi một

chút. Đánh dấu các vị trí I, M, S’, I’ trên đường viên chu vi đáy cốc ở tờ giấy,

tương ứng ở mỗi lần thí nghiệm. Đo từng cặp các đoạn S’M, I’M đã dựng được

trên tờ giấy và ghi vào bảng số liệu 1.

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

M I

M S

sin

 

Hình 3: Xác định chiết suất của nước diendanvatlylamdong.com

- Tính n và n 

- Tính các giá trị n và n  bằng các công thức:

3 2 1

n n n

 



3 2 1

n n n n n n

    

 

n n n   

- Nhận xét kết quả thí nghiệm

2) Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì

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

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

Bước 1. Lắp đặt thí nghiệm.

- Bố trí đèn, vật AB (là hình số 1 trong lỗ tròn của tấm nhựa), thấu kính hội tụ và

màn ảnh sao cho thu được ảnh rõ nét nhất có kích thước nhỏ hơn vật trên màn.

Đánh dấu vị trí A

của ảnh thật A

trên băng quang học .

- Đặt thấu kính phân kì vào trước màn và cách màn một khoảng d = 50 mm. Vị trí

của thấu kính phân kì được đánh dấu là điểm O

trên băng quang học. Dịch dần

màn ra xa thấu kính phân kì cho đến khi thu được ảnh rõ nét nhất trên màn. Đánh

dấu vị trí A

trên băng quang học, đó là vị trí của ảnh A

Khoảng cách O

= d, khoảng cách O

= d

’

. Đo và ghi vào bảng số liệu các

khoảng cách d, d’ . Tính tiêu cự của thấu kính phân kì theo công thức

d d





và ghi vào bảng số liệu 2.

Bước 2. Lặp lại bước thí nghiệm trên hai lần bằng cách dịch vị trí của thấu kính

phân kì ứng với giá trị d gần với giá trị đo được ở trên. Đo các cặp giá trị d và d

’

, diendanvatlylamdong.com

sau đó tính ƒ trong từng lần thí nghiệm. Ghi các kết quả nhận được vào bảng số

liệu 2.

- Tính

và

f 

- Tính các giá trị

và

f 

bằng các công thức:

3 2 1

f f f

 



3 2 1

n f n f n f

    

 

f f f   

- Nhận xét kết quả thí nghiệm

V. Các vấn đề cần chú ý

1) Xác định chiết suất của nước

Về nguyên tắc độ chính xác của kết quả thí nghiệm phụ thuộc vào các yếu tố:

- Độ rộng của tia sáng (điều này 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 ra

xa cốc, nhưng không thể đặt quá xa vì khi đó cường độ ánh sáng tới khe sẽ yếu,

khó quan sát được tia khúc xạ và vết sáng trên thành cốc

- Kích thước của khe I cần đủ nhỏ, bề dày của thành cốc phải đủ mỏng, đường

kính cốc đủ lớn để cho sau khi khúc xạ, vết sáng đủ hẹp, hiện rõ trên thành cốc, dễ

quan sát.

- Cần chú ý các điểm I, S

’

, M, I

’

dựng trên đường viền chu vi đáy cốc trên giấy

phải thực sự là hình chiếu thẳng đứng của các vết sáng ở thành cốc xuống mặt

phẳng tờ giấy.

2) Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì

- Cần phải lắp đặt tất cả phụ kiện (đèn, thấu kính, vật, màn...) đảm bảo đồng trục,

nghĩa là trục quang học của chúng trùng nhau và song song với băng quang học.

- Lựa chọn các vị trí thích hợp của nguồn sáng, vật AB, thấu kính hội tụ để hứng

được rõ nét ảnh thật A

nhỏ hơn AB. Sau đó vặn các vít để chốt chặt vị trí của

nguồn, vật AB, thấu kính hội tụ

- Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm như: tính đồng trục của hệ, xác

định các vị trí đặt thấu kính phân kì, vị trí ảnh A

, vị trí màn ảnh để hứng ảnh

(để xác định d, d

’

VI. Câu hỏi mở rộng diendanvatlylamdong.com

1. Đề xuất phương án cải tiến nâng cao độ chính xác của phép đo chiết suất

nếu vẫn sử dụng cốc nước để thực hiện thí nghiệm

2. Nêu ra 2 phương pháp khác để xác định chiết suất của nước từ các dụng cụ

đơn giản dễ kiếm trong đời sống. Mô tả ngắn gọn nguyên tắc đo?

3. Trong điều kiện nào về tiêu cự của thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì thì

thí nghiệm này không thực hiện được.

VII. Báo cáo thực hành

THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH CHIẾT SUẤT CỦA NƯỚC

VÀ TIÊU CỰ CỦA THẤU KÍNH PHÂN KÌ

Họ và tên:................................................Lớp:..............Nhóm:....................

Ngày làm thực hành:....................................................................................

Viết báo cáo theo các nội dung sau:

1. Mục đích

……………………………………………………………………………………..

2. Tóm tắt lí thuyết

a. Xác định chiết suất của nước.

Hình vẽ 1................................................................................................................

Công thức tính........................................................................................................

b. Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì.

Hình vẽ 2................................................................................................................

Công thức tính........................................................................................................

3. Kết quả

a. Xác định chiết suất của nước.

Bảng 1: Xác định chiết suất của nước

Lần thí nghiệm S’M (mm) I’M (mm)

M I

M S



…

- Tính các giá trị n và n  bằng các công thức: diendanvatlylamdong.com

3 2 1

n n n

 



3 2 1

n n n n n n

    

 

n n n   

(dùng quy tắc làm tròn số liệu)

Rút ra kết luận.................................................................................................

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

b. Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì

Bảng 2: Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì

Lần thí nghiệm d (mm) d’ (mm) ƒ (mm)

- Công thức sử dụng

d d





Tính

và

f 

- Tính các giá trị

và

f 

bằng các công thức:

3 2 1

f f f

 



3 2 1

n f n f n f

    

 

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

Kết luận.………………………………………………………………………

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

4. Trả lời các câu hỏi

a. Câu 1.................................................................................................................

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

b. Câu 2.................................................................................................................

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

c. Câu 3..................................................................................................................

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

diendanvatlylamdong.com

Bài thực hành số 7

XÁC ĐỊNH CHU KÌ DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN

VÀ ĐO GIA TỐC TRỌNG TRƯỜNG

I. Mục đích

- Khảo sát ảnh hưởng của biên độ, khối lượng của quả nặng và độ dài của dây treo

đối với chu kì dao động của con lắc đơn.

- Xác định gia tốc trọng trường g tại nơi làm thí nghiệm bằng con lắc

II. Lí thuyết

- Con lắc đơn gồm một vật nặng có kích thước nhỏ, khối lượng m, được treo

ở đầu một sợi dây mềm không dãn có độ dài l và có khối lượng không đáng kể.

Với các dao động nhỏ thì con lắc đơn dao động với chu kỳ

T  2 

(7.1)

- Tại các vị trí khác nhau trên Trái Đất, gia tốc trọng trường có giá trị khác

nhau. Việc xác định gia tốc trọng trường tại nơi làm thí nghiệm có ý nghĩa quan

trọng. Trong khoa học và đời sống có nhiều phương pháp khác nhau để xác định

gia tốc trọng trường.

Trong bài thực hành này ta xác định gia tốc trọng trường g bằng con lắc đơn

theo công thức





(7.2)

III. Dụng cụ và lắp đặt

1. Dụng cụ thí nghiệm

1. Đế ba chân bằng sắt, có hệ vít chỉnh cân bằng.

2. Giá đỡ bằng nhôm, cao 75cm, có thanh ngang treo con lắc.

3. Thước thẳng dài 700 mm gắn trên giá đỡ.

4. Ròng rọc bằng nhựa, đường kính D 5 cm, có khung đỡ trục quay.

5. Dây làm bằng sợi tổng hợp, mảnh, không dãn, dài 70 cm. diendanvatlylamdong.com

6. Viên bi thép có móc treo.

7. Cổng quang điện hồng ngoại, dây nối và giắc cắm 5 chân.

8. Đồng hồ đo thời gian hiện số, có hai thang đo 9,999 s và 99,99 s.

9. Thanh ke

2. Lắp đặt thí nghiệm

Sơ đồ thí nghiệm được trình bày trên hình 7.1

IV. Tiến hành thí nghiệm

1. Khảo sát ảnh hưởng của biên độ lên

chu kỳ dao động của con lắc đơn

Nối cổng quang điện với cổng A của

đồng hồ đếm thời gian hiện số, sử dụng

thang đo ở vị trí 9,999 s. Cắm phích lấy điện

của đồng hồ đo thời gian vào nguồn điện

220V, bật công-tắc K trên mặt đồng hồ để

các chữ số hiển thị trên cửa sổ Thời gian.

Treo viên bi (6) có khối lượng m

50 g vào đầu dưới của sợi dây (5). Vặn các

vít của đế ba chân, điều chỉnh cho giá đỡ

cân bằng thẳng đứng. Đặt thanh ke (9) áp

sát cạnh của giá đỡ tại vị trí (thấp hơn đáy

viên bi) ứng với độ dài L trên thước (3). Quay ròng rọc để thả dần sợi dây cho tới

khi đáy của viên bi vừa tiếp xúc với cạnh ngang của thanh ke. Gọi r là bán kính

viên bi, độ dài l của con lắc đơn là

l = L - r

Điều chỉnh để con lắc đơn này có độ dài l

=50 cm. Dịch chuyển cổng

quang điện đến vị trí sao cho cửa sổ của nó nằm trên mặt phẳng ngang với vị trí

của tâm viên bi và cách tâm viên bi một khoảng A

= 3 cm. Kéo viên bi đến vị trí

đối diện cửa sổ của cổng quang điện, rồi buông tay thả cho con lắc đơn dao động

không vận tốc đầu. Khi đó con lắc đơn dao động với biên độ góc bằng α

Hình 7.1. Bộ thiết bị thí nghiệm khảo

sát dao động của con lắc đơn

9 diendanvatlylamdong.com

Sau vài dao động, bấm nút RESET trên mặt đồng hồ đo thời gian hiện số để

tiến hành đo n (có thể chọn n = 10) dao động toàn phần của con lắc đơn. Ghi giá trị

đo được trong mỗi lần đo vào bảng 7.1.

Giữ nguyên khối lượng m

và độ dài l

= 50 cm của con lắc đơn. Thực hiện

phép đo trên đây với các giá trị A khác nhau rồi ghi tiếp vào bảng 7.1.

Từ các kết quả thu được trong bảng 7.1, rút ra kết luận về chu kỳ của con lắc

đơn dao động với biên độ nhỏ.

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

Giữ nguyên độ dài l

= 50 cm. Thêm quả nặng để thay đổi khối lượng con

lắc. Điều chỉnh dây treo để chiều dài con lắc không đổi. Đo thời gian con lắc thực

hiện n dao động toàn phần với biên độ đủ nhỏ (theo kết quả phần trên). Ghi các kết

quả trong mỗi lần đo vào bảng 7.2.

Từ các kết quả thu được trong bảng 7.2, rút ra kết luận về khối lượng của

con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ.

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

Giữ nguyên khối lượng 50 g. Điều chỉnh dây treo để con lắc dao động với

các độ dài dây khác nhau, xác định thời gian n dao động toàn phần để xác định chu

kì T. Ghi kết quả vào bảng 7.3. Dùng các kết quả trong bảng 7.3:

- vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của T và chiều dài con lắc. Rút ra nhận xét.

- vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của T

và chiều dài con lắc. Rút ra nhận xét.

Từ các đồ thị, kết luận về chiều dài của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ.

V. Các điểm cần chú ý

Cần tìm hiểu kĩ về nguyên lí làm việc của cổng quang điện và đồng hồ đếm

thời gian hiện số để khắc phục những sự cố do chúng gây ra. Thông thường cần

kiểm tra xem con lắc dao động có cắt tia quang học trong cổng quang điện hay

không, đặt đồng hồ đúng MODE và cắm đúng cổng.

Một số kiến thức đọc thêm

Con lắc vật lí được định nghĩa là một vật rắn bất kì chịu tác dụng của trọng

lực và thực hiện các dao động quanh một trục nằm ngang không đi qua khối tâm. diendanvatlylamdong.com

Ở chương trình trung học phổ thông, người ta xem con lắc vật lí là một vật

rắn dao động được xung quanh một trục nằm ngang cố định không đi qua trọng

tâm của vật.

Chu kỳ T của con lắc vật lí được cho bởi

mgd

T  2 

(7.3)

Trong đó: m là khối lượng vật rắn; d là khoảng cách từ trục nằm ngang tới

khối tâm và I là momen quán tính của vật rắn đối với trục đang xét.

Để xác định gia tốc trọng trường một cách chính xác

phải dùng con lắc thuận nghịch Kater. Đó là con lắc gồm

một thanh có hai mũi dao O

và O

đối diện nhau qua khối

tâm C, nhưng không cách đều khối tâm. Hai mũi dao này

dùng như những trục mà con lắc dao động do tác dụng của

trọng lực. Trên thanh có hai vật M

và M

có hình dạng và

kích thước giống nhau nhưng có khối lượng rất khác nhau,

hình 7.2.

Gọi I là momen quán tính đối với trục đi qua khối

tâm C, áp dụng công thức (7.3), dao động của con lắc

quanh trục O

, O

có chu kì lần lượt là:

1 0

mga

ma I



 

(7.4)

2 0

mga

ma I



 

(7.5)

Thay đổi khoảng cách a

và a

từ các dao đến khối tâm C bằng cách giữ

nguyên vị trí các dao, thay đổi vị trí khối tâm nhờ di chuyển các quả nặng M

và

. Theo công thức (7.4) và (7.5) các chu kỳ T

và T

cũng thay đổi. Tới một lúc

nào đó, ta có:

2 0

1 0

2 1

2 2

mga

ma I

mga

ma I

T T







   

Hay

Hình 7.2. Con lắc

thuận nghịch diendanvatlylamdong.com

a a

a a mg

ma I ma I

mga

ma I

mga

ma I T

2 1

2 0

1 0

2 0

1 0

) (







  













Suy ra





(7.6)

Với l là khoảng cách giữa hai dao O

và O

, l = a

. Công thức này chỉ

đúng khi con lắc dao động nhỏ (biên độ góc nhỏ hơn 6

VI. Câu hỏi mở rộng

1. Có thể bố trí để vị trí cân bằng của con lắc đơn nằm trên đường truyền của chùm

hồng ngoại trong cổng quang học. Cách đo chu kì T của con lắc theo cách bố trí

như thế khác cách bố trí trong bài này thế nào?

2. Thành lập công thức tính sai số ∆g từ công thức 7.2.

VII. Báo cáo kết quả thực hành

THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH CHU KÌ DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN

VÀ GIA TỐC TRỌNG TRƯỜNG

Họ và tên:................................................Lớp:..............Nhóm:....................

Ngày làm thực hành:....................................................................................

Viết báo cáo theo các nội dung sau:

1. Mục đích

………………………………………………………………………………….

2. Tóm tắt lí thuyết

Thế nào là con lắc đơn

………………………………………………………………………………….

Con lắc đơn dao động với chu kỳ

………………………………………………………………………………….

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

………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………. diendanvatlylamdong.com

3. Kết quả

a. Khảo sát ảnh hưởng của biên độ đối với chu kỳ của con lắc đơn

Bảng 7. 1

m = 50 g, l = 50 cm

cm l

  sin

Góc lệch

Thời gian n dao động

= 3 ... ...

  t ... ...

  T

= ... ...

  t ... ...

  T

= ... ...

  t ... ...

  T

= ... ...

  t ... ...

  T

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

………………………………………………………………………………….

b. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng đối với chu kỳ của con lắc đơn

Bảng 7. 2

l = 50 cm, A = .........cm

m (g) Thời gian n dao động (s) Chu kì T (s)

= ... ...

  t ... ...

  T

= ... ...

  t ... ...

  T

= ... ...

  t ... ...

  T

= ... ...

  t ... ...

  T

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

………………………………………………………………………………….

c. Khảo sát ảnh hưởng của chiều dài đối với chu kỳ của con lắc đơn

Bảng 7.3

Chiều dài l

Thời gian n dao động

Chu kì T

2 ) s (

= ... ...

  t ... ...

  T ... ...

  T

... ...

 

= ... ...

  t ... ...

  T ... ...

  T

... ...

 

diendanvatlylamdong.com

= ... ...

  t ... ...

  T ... ...

  T

... ...

 

= ... ...

  t ... ...

  T

... ...

  T

... ...

 

- Vẽ đồ thị T phụ thuộc l

Từ đồ thị, nhận xét về ảnh hưởng của chiều dài lên chu kỳ của con lắc đơn

………………………………………………………………………………….

- Vẽ đồ thị T

phụ thuộc l

Từ đồ thị, nhận xét thấy

………………………………………………………………………………….

Suy ra

l a T kl T   

Với

l diendanvatlylamdong.com

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

  a



Gia tốc trọng trường tại nơi làm thí nghiệm

/ .. ..........

s m

g  



/ ....... ....... s m g g g     

4. Trả lời các câu hỏi

Câu 1. Sự khác nhau giữa hai cách đo chu kì T của con lắc đơn

………………………………………………………………………………….

Câu 2. Công thức tính sai số là

………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………. diendanvatlylamdong.com

Bài thực hành số 8

ĐO TỐC ĐỘ TRUYỀN ÂM TRONG KHÔNG KHÍ

I. Mục tiêu

- Thông qua bài thực hành học sinh nắm được tính chất của nguồn âm, sự

truyền sóng âm trong không khí và hiện tượng tổng hợp sóng âm trong cột không

khí.

- Rèn luyện kĩ năng thực hành, phương pháp làm giảm sai số chủ quan trong

khi xác định các giá trị của phép đo.

II. Cơ sở lí thuyết

Âm thanh là dao động cơ, được đặc trưng bởi các đại lượng:

- Tần số biến thiên trong khoảng 16Hz đến 20.000Hz, đại lượng này đặc

trưng cho độ cao của âm. Tần số thấp tương ứng với âm trầm, tần số cao tương

ứng với âm bổng. Dưới 16Hz người ta gọi là hạ âm (hay đê âm), trên 20.000Hz

người ta gọi là siêu âm.

- Cường độ của tín hiệu sẽ gây ra cảm giác âm tương ứng với độ to. Cường

độ của tín hiệu mô tả trên đồ thị, chính là biên độ của dao động. Cường độ âm

chuẩn được chọn với tần số 1000Hz, gọi là I

. Cường độ âm chuẩn gây nên độ to

âm chuẩn, để so sánh độ to của một âm với độ to của âm chuẩn, người ta dùng

mức cường độ âm đo bằng Ben (kí hiệu là B) và được tính theo công thức:

L(B) = lg(I/I

), nhưng thông thường người ta tính theo dB với 1dB = 0,1B.

Vì tai người thường chỉ có khả năng phân biệt hai cường độ âm khác nhau ít nhất

1dB. Công thức thường dùng sẽ là L(dB) = 10 lg(I/I

). Cường độ âm càng lớn thì

gây cảm giác độ to càng lớn. Tuy nhiên quan hệ này không tỷ lệ thuận, đồng thời

cảm giác âm còn có ngưỡng nghe và 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 được không chỉ phụ thuộc vào cường độ âm

mà còn phụ thuộc vào tần số âm.

- Số lượng hài của tín hiệu đặc trưng cho âm sắc. Đặc tính này có thể hiểu,

với một tín hiệu âm thanh bất kì có thể phân tích tín hiệu đó thành các tín hiệu có

dạng hình sin với biên độ và tần số khác nhau theo quy luật nhất định. Thành phần

tín hiệu phân tích được gọi là hài của tín hiệu (số hài trong âm thanh được gọi là

họa âm), số lượng hài phụ thuộc vào tính bất kì của tín hiệu âm thanh. Có thể thí

dụ, hai người nói có độ to và độ cao như nhau, nhưng vẫn phân biệt được tiếng của

người này với người kia là do họa âm của hai âm thanh đó là khác nhau.

Ngoài ra âm thanh còn được đặc trưng bởi các đại lượng liên quan đến sự

truyền âm, hiện tượng cộng hưởng âm. Khi truyền âm trong một môi trường nào

đó, nếu sóng âm bị phản xạ trở lại, thì chúng có thể kết hợp với nhau và tạo nên diendanvatlylamdong.com

hiện tượng sóng dừng. Khi đó, ta có thể tìm ra những vị trí tương ứng với bụng

sóng hay nút sóng. Do mối quan hệ giữa vận tốc truyền sóng với bước sóng và tần

số âm, nên người ta có thể xác định một đại lượng nào đó khi biết hai đại lượng

kia. Chẳng hạn để xác định vận tốc của âm thanh truyền trong môi trường nào đó,

ta có thể sử dụng hệ thức:



 hoặc v = f

Khảo sát hiện tượng sóng dừng trong một ống hình trụ

Nguồn âm là một âm thoa được đặt trước miệng ống, phía đầu kia là pit-

tông có thể di chuyển được để thay đổi độ dài của cột không khí. Sóng âm từ âm

thoa được giao thoa với sóng phản xạ tạo thành sóng đứng có nút và bụng xen kẽ

nhau. Khi chiều dài của cột không khí trong ống có giá trị /4, 3 /4, 5 /4, 7 /4,

9 /4…thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng và ta nghe được to nhất. Khoảng cách

giữa các nút hay các bụng là /2, ở miệng ống là bụng sóng còn tại pit-tông là nút

sóng. Khi xác định được f và , ta sẽ tính được vận tốc truyền sóng âm trong cột

không khí.

III. Dụng cụ thí nghiệm

Dụng cụ gồm:



/2

/4

3 /4

5 /4

7 /4

9 /4diendanvatlylamdong.com

- Máy phát tần số, có thể điều chỉnh biên độ (0 - 6V) và tần số 0,1 - 1000Hz.

- Giá có ống thuỷ tinh.

- Pit-tông có dây kéo.

- Loa điện.

- Bộ âm thoa 440Hz và 520Hz và búa cao su.

- Khớp nối đỡ loa hoặc âm thoa.

- Dây nối.

IV. Các bước tiến hành thí nghiệm

1. Lắp ráp hệ thống thí nghiệm lên đế 3 chân, dùng khớp nối gắn loa điện

động để cho 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 trong ống thuỷ tinh, cho đến lúc âm thanh nghe được to nhất. Xác định vị

trí âm thanh nghe được là lớn nhất, sau đó kéo pittông tiếp tục và tìm xem vị trí

khác cũng nghe được âm thanh lớn nhất. Khoảng cách của hai vị trí liền nhau nghe

được to nhất là khoảng cách của hai bụng sóng.

Thực hiện với các tần số khác nhau của âm thanh và xác định lại khoảng

cách giữa hai vị trí nghe to nhất.

diendanvatlylamdong.com

Bảng số liệu có mẫu như sau

Vị trí 1

Lần 1

Vị trí 1

Lần 2

Vị trí 1

Lần 3

Vị trí 2

Lần 1

Vị trí 2

Lần 2

Vị trí 2

Lần 3

500Hz

600Hz

440Hz

520Hz

Với số liệu thu được hãy tính vận tốc theo công thức v = .f (m/s), hãy so

sánh với vận tốc theo lí thuyết. Kết quả có thể chênh lệch vì giá trị xác định phụ

thuộc vào yếu tố chủ quan của người đo. Âm thanh nghe to nhất khi cộng hưởng

rất khó xác định chính xác, vì vậy hãy cho pit-tông di chuyển qua lại quanh vị trí

nghe to nhất để tìm vị trí đúng.

2. Thực hiện tương tự đối với các âm thoa, bằng cách thay vị trí của loa bởi

âm thoa (hai nhánh âm thoa cùng nằm dọc theo trục của ống thuỷ tinh). Dùng búa

gõ nhẹ và chính xác lên nhánh của âm thoa, thực hiện kéo pittông để âm thanh

nghe rõ và to nhất, đánh dấu vị trí thứ nhất. Sau đó kéo tiếp píttông đến vị trí khác

để nghe âm to nhất và đánh dấu vị trí thứ hai. Các số đo được ghi vào bảng số liệu

theo bảng trên.

diendanvatlylamdong.com

3. Dựa vào bảng số liệu, tính  và tính vận tốc tương ứng với các tần số của

nguồn âm, điền kết quả tính được vào bảng.

V. Một số điểm cần lưu ý

- Với âm thoa khi gõ xong nó sẽ tắt dần âm, nếu di chuyển pit-tông không

kịp thời thì không còn nghe được âm to nhất nữa. Vì vậy nên ước lượng khoảng vị

trí mà ta cần di chuyển pit-tông để thực hiện xác định âm thanh cộng hưởng.

- Bố trí miệng loa cách miệng ống thuỷ tinh khoảng vài mm là vừa, mếu để

sát quá sẽ làm cho áp suất trong ống khác với áp suất ngoài ống khi pit-tông di

chuyển, và do vậy kết quả không được chính xác.

- Đối với âm thoa, khi thực hiện xác định vị trí nghe to nhất, cần gõ vào âm

thoa liên tục để tránh âm thanh bị giảm cường độ do dao động tắt dần tương đối

nhanh.

- Cần lưu ý giữ dây của pittông, tránh buông tay làm pittông rơi xuống có

thể gây hỏng loa.

VI. Câu hỏi mở rộng

1. Vì sao âm thoa có hai nhánh theo dạng chữ U? nếu bỏ đi một nhánh có

được không?

2. Vì sao cách gõ âm thoa, hướng của búa gõ cần theo hướng nối hai nhánh

của âm thoa mà không theo hướng vuông góc với hướng đó?

3. Giải thích vì sao kết quả tính vận tốc truyền âm với nguồn âm là âm thoa

thường bé hơn vận tốc với nguồn âm là hộp loa?

4. Chọn tần số âm nào để dễ thực hiện thí nghiệm trong nội dung này?

5. Chọn cường độ âm lớn hay nhỏ thì dễ xác định âm thanh nghe to nhất khi

cộng hưởng?

6. Đề xuất phương án cải tiến bộ dụng cụ thí nghiệm này?

VII. Báo cáo thực hành

THỰC HÀNH ĐO TỐC ĐỘ TRUYỀN ÂM TRONG KHÔNG KHÍ

Họ và tên:................................................Lớp:..............Nhóm:....................

Ngày làm thực hành:....................................................................................

Viết báo cáo theo các nội dung sau:

- Tóm tắt lí thuyết:

o Sóng dừng và điều kiện có sóng dừng.

o Sự hình thành sóng dừng của âm thanh trong một ống hình trụ. diendanvatlylamdong.com

o Biểu thức tính vận tốc truyền âm thông qua tần số âm và bước

sóng.

- Chuẩn bị dụng cụ và lắp ráp bài 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 ra rõ nhất.

o Động tác kéo pittông khi phát hiện vị trí có âm thanh có thể to

nhất.

- Bảng số liệu thực hành và số liệu tính toán được cùng với sai số của nó.

Vị trí 1

Lần 1

Vị trí 1

Lần 2

Vị trí 1

Lần 3

Vị trí 2

Lần 1

Vị trí 2

Lần 2

Vị trí 2

Lần 3

Khoảng cách

trung bình



(cm)

v = .f

(m/s)

500Hz

600Hz

440Hz

520Hz

- Nhận xét chung về bài thí nghiệm

o Kết quả thu được có sai khác nhiều với số liệu lí thuyết hay không.

o Thao tác nào khó thực hiện khi thí nghiệm. Hãy nêu cách thực hiện

của bản thân mà mình cho là ưu việt.

o Với tần số nào của nguồn âm thì dụng cụ này không thực hiện nội

dung của thí nghiệm này?

diendanvatlylamdong.com

Bài thực hành số 9

KHẢO SÁT ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU

CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP

I. Mục tiêu

Thông qua bài thực hành, học sinh xác định được các thông số đặc trưng cho

đoạn mạch xoay chiều có các linh kiện: điện trở, cuộn cảm và tụ điện mắc nối tiếp.

Đồng thời học sinh biết thực hiện mạch cộng hưởng điện, một hiện tượng được

ứng dụng rất nhiều trong kĩ thuật.

II. Cơ sở lí thuyết

1. Các thông số trong mạch điện xoay chiều có RLC mắc nối tiếp

Mắc linh kiện theo sơ đồ trên, với hai trường hợp không có tụ điện C và có

tụ điện C. Dùng đồng hồ vôn đo các điện áp trên mạch điện thứ nhất với các vị trí

như sau: U

, U

. Vẽ giản đồ Frenen với các véc tơ tương ứng các điện áp U

, U

=I.R

=I.Z

= I.Z

Đoạn bh mô tả điện áp trên điện trở thuần của cuộn dây, tức U

= I.r. Mà

điện trở R và điện trở thuần r mắc nối tiếp nhau, nên ta có:

, 6V, 50Hz

L, r

b c

, 6V, 50Hz

I L

diendanvatlylamdong.com

R r

r I

R I

    

Tương tự, ta có:

14 , 3 2 . . ab

f ab

R L

    

  

Ta có thể dùng thước đo độ dài các đoạn thẳng trên giản đồ Frenen để xác

định các đại lượng r và L trong sơ đồ mạch không có tụ điện.

Đối với mạch có đủ các phần tử R, L và C, ta cần xác định các đại lượng L,

r, C và công suất tiêu thụ P. Trong trường hợp này cần đo các điện áp U

, U

và cũng lập giản đồ Frenen như hình sau:

Các véc tơ ad ac bc ab , , , có độ lớn tương ứng với các điện áp U

, U

đo được trên mạch.

Ta sẽ có:

R r 

14 , 3 2 . . ab

f ab

R L

    

  

14 , 3 .

R cd

   



Xác định độ lệch pha của cường độ dòng điện I với các điện áp U

, U

bằng thước đo góc giữa các véc tơ trên giản đồ frenen.

Công suất P = U

Icos , với I = U

Công suất toả nhiệt P' = (R+r).I

2. Hiện tượng cộng hưởng:

I.Z

I.R

I.Z

I L

I/ C

I.r



b c

, 6V, 50Hz

C diendanvatlylamdong.com

Nếu giữ nguyên điện áp hiệu dụng U giữa hai đầu đoạn mạch và thay đổi tần

số  sao cho 0

L 



  , thì sẽ có hiện tượng cộng hưởng, khi đó tổng trở của

mạch đạt giá trị cực tiểu, tức là Z

= Z

min

= R.

Cường độ hiệu dụng của dòng điện trong đoạn mạch đạt cực đại

I 

max

Các điện áp tức thời giữa hai đầu tụ và cuộn cảm bằng nhau và ngược pha

nhau, nên triệt tiêu nhau, do vậy điện áp hai đầu R bằng 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 cùng các linh kiện: cuộn dây, tụ

điện, điện trở cùng các dây nối.

- Bộ nguồn xoay chiều.

- Máy phát tần số

- Đồng hồ đo điện đa năng hiện số DT9205A.

IV. Tiến hành thí nghiệm

1. Xác định các thông số của mạch điện

- Cắm linh kiện lên bảng lắp ráp theo sơ đồ lí thuyết, trong mạch có hai phần

tử: Cuộn dây và điện trở.

, 6V, 50Hz

L, r diendanvatlylamdong.com

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

- Dùng đồng hồ vôn đo điện áp tại các chốt của linh kiện và điền vào bảng

sau.

(3 lần đo) U

(3 lần đo)

= 10 

= 680 

Tương tự cho trường hợp có thêm tụ điện C

Đo các điện áp và điền vào bảng sau

R = 10  U

(3 lần đo)

(3 lần đo) U

(3 lần đo)

= 1 F

= 2 F

= 4 F

2. Khảo sát hiện tượng cộng hưởng

- Nối các linh kiện theo mạch sau.

3V~, 10 - 500Hz

10 

L 20  A

b c

, 6V, 50Hz

C diendanvatlylamdong.com

- Chọn thang ampe mức 200mA.

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

trong khoảng 10Hz đến 500Hz.

- Điều chỉnh tần số từ 10Hz trở lên, để tìm giá trị cực đại của dòng điện, tức

dòng cộng hưởng (dòng tăng dần sau đó giảm dần).

- Khi đạt dòng cực đại, dùng đồng hồ để đo điện áp giữa hai đầu các linh

kiện và hai đầu đoạn mạch.

- Xác định tổng trở thuần của điện trở và cuộn dây, và nghiệm lại biểu thức

U = I

max

.R.

- Vẽ đường cong cộng hưởng cho các trường hợp tụ khác nhau, dùng bảng

số lệu sau:

f(Hz)

I(mA)

V. Các điểm cần lưu ý

- Các biểu thức tính toán ở trên đối với L và C là ứng với tần số 50Hz, nếu

thay đổi tần số, cần thay 3,14 bằng 2 f với f là tần số đọc được trên bộ nguồn xoay

chiều.

- Cuộn dây có điện trở thuần khá lớn (khoảng từ 20  đến 85, tùy theo nhà

sản xuất), nên khi đo điện áp hai đầu điện trở và hai đầu đoạn mạch sẽ khác nhau

khá xa (theo lí thuyết thì chúng bằng nhau khi cộng hưởng, đó là với điều kiện

điện trở cuộn dây bé có thể bỏ qua).

- Đồng hồ đo điện đa năng hiện số DT9205A, có thêm nút DH là dùng để

dừng giá trị hiển thị trên đồng hồ (vì giá trị hiển thị nhiều lúc không ổn định, nên

chờ cho đến lúc số hiển thị thay đổi với biên độ nhỏ nhất là được).

Ví dụ, xử kết quả đo được như sau để vận dụng:

R=10 , L I

max

C=20 F

C=40 F

C=10 F

R=10 , L I

max

L,r

C=3 F mA 3,77V 280Hz 0,53V 9,6V 9,1V

C=4 F diendanvatlylamdong.com

Dùng giản đồ Frenen để xử lí số liệu thu được

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

- Cần phải hiểu điện áp hai đầu điện trở thuần là của điện trở R và điện trở r

của cuộn dây, trong trường hợp này điện trở thuần là 10 + 31 = 41 .

Theo phân tích U

= U

+ U

= 0,53 + 3,2 = 3,73 V so sánh được với

3,77V

- Vẽ đường cong cộng hưởng cho các trường hợp tụ khác nhau. Đường cong

sẽ có dạng:

- Khi thực hiện khảo sát hiện tượng cộng hưởng, có thể dùng bộ nguồn 6V,

50Hz cố định, lúc đó muốn xác định giá trị cực đại của dòng, có thể điều chỉnh lõi

của cuộn cảm.

- Nếu thời gian không cho phép, chỉ khảo sát hiện tượng cộng hưởng.

VI. Câu hỏi mở rộng

C=1 F

=9,1V

L,r

=9,6V

=3,2V

=0,53V

I diendanvatlylamdong.com

1. Điện trở thuần của cuộn dây có thể bỏ qua trong thí nghiệm này được

không?

2. Trong mạch RLC mắc nối tiếp, khi tăng tần số thì các giá trị của phép đo

hiệu điện thế hai đầu các linh kiện là U

, U

thay đổi như thế nào?

3. Cho sơ đồ mạch điện như hình sau, khung dao động RLC (R là điện trở

thuần của cuộn dây) được nối với các nguồn tín hiệu có các tần số tương ứng là f

, ….f

. Nếu điều chỉnh tụ C để cho mạch cộng hưởng với tín hiệu f

nào đó, thì

tín hiệu ở lối ra sẽ thay đổi như thế nào 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 và tên:................................................Lớp:..............Nhóm:....................

Ngày làm thực hành:....................................................................................

Viết báo cáo theo các nội dung sau:

- Tóm tắt lí thuyết:

o Vẽ sơ đồ của các mạch dùng để khảo sát

o Nêu tóm tắt cách sử dụng vôn kế xoay chiều và phương pháp dùng

giản đồ Frenen để xác định các trị số L, r, C, Z và cos  của cả

đoạn mạch.

- Chuẩn bị dụng cụ và lắp ráp bài thí nghiệm

o Các dụng cụ cần lựa chọn và 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

, f

, ….f

Vào

C diendanvatlylamdong.com

R=10 , L I

max

U f

C=20 F

C=40 F

C=10 F

f(Hz)

I(mA)

- Kết quả theo yêu cầu của bài thí nghiệm

o Dùng số liệu trên bảng để vẽ giản đồ frenen

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

bài.

o Tính toán ra các trị số của L, r, C, Z và cos  của cả đoạn mạch.

o Vẽ đồ thị của đường cong cộng hưởng

- Nhận xét chung về bài thí nghiệm

o Số liệu tính toán có phù hợp với lí thuyết không.

o Khó khăn khi thực hiện bài thí nghiệm này là gì.

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 như sau

c) diendanvatlylamdong.com

Dụng cụ và các 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 chỉ thị kim V và điện kế G chỉ thị kim đóng vai trò ampe kế.

- Các dây nối.

Các bước thực hiện:

- Nối mạch điện theo các sơ đồ trên.

- Cấp tín hiệu cho mạch điện, bằng cách bật công tắc nguồn tín hiệu và điều

chỉnh các thông số điện áp và tần số khoảng 3V, 3Hz.

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

dòng điện lệch nhau như thế nào.

Lưu ý

- Vì các kim chuyển động sớm hay muộn chỉ trong thời gian rất ngắn, nên

tập trung quan sát kĩ để có kết luận đúng.

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

- Hãy tìm chọn cuộn dây có số vòng thích hợp, điện trở thuần bé và có lõi

sắt bên trong để thực hiện xem có quan sát được độ lệch pha hay không.

diendanvatlylamdong.com

Bài thực hành số 10

XÁC ĐỊNH BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG

I. Mục đích

- Quan sát hiện tượng giao thoa của ánh sáng trắng qua khe Y-âng. Hiểu được hai

phương án xác định bước sóng ánh sáng

- Xác định bước sóng của ánh sáng đơn sắc dựa vào hiện tượng giao thoa của ánh

sáng đơn sắc qua khe Y-âng

- Rèn luyện kỹ năng lựa chọn và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm để tạo ra hệ vân

giao thoa

II. Cơ sở lí thuyết.

- Khi hai sóng ánh sáng đơn sắc phát ra từ hai nguồn kết hợp giao nhau thì có hiện

tượng giao thoa. Khoảng vân ( khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối

cạnh nhau )

  , trong đó  là bước sóng của ánh sáng đơn sắc, D là khoảng

cách từ khe Y-âng đến màn quan sát và a là khoảng cách giữa hai khe

Nếu đo được i, D và a thì bước sóng của ánh sáng đơn sắc được xác định theo

công thức

 

- Vì ánh sáng trắng là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc khác nhau và khoảng

vân phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng, nên khi hai chùm ánh sáng trắng giao

nhau, ta sẽ quan sát thấy trên màn có nhiều hệ vân giao thoa của các sóng ánh sáng

đơn sắc và chúng không trùng khít nhau

III. Dụng cụ thí nghiệm

Hình 1a Hình 1b

Sơ đồ thí nghiệm giao thoa khe Y-âng (H.1a);

Hệ vân giao thoa trên màn (H. 1b) diendanvatlylamdong.com

Bài thực hành này được đưa ra hai phương án thí nghiệm để lựa chọn. Nhiều

trường phổ thông có các thiết bị thí nghiệm phù hợp với phương án 1 (sử đèn laze

bán dẫn), do đó yêu cầu học sinh thực hành theo phương án này. Phương án thí

nghiệm 2 được đưa vào phần đọc thêm. Tuy nhiên, nếu các trường có bộ thí

nghiệm kính giao thoa là một hệ đồng trục dùng nguồn ánh sáng trắng, thì có thể

thực hành theo phương án 2 (được trình bày trong mục IV)

Phương án 1: dùng đèn laze bán dẫn

* Dụng cụ thí nghiệm

- Đèn laze bán dẫn 1  5 mW

- Tấm chứa khe Y-âng gồm 2 khe

hẹp, song song, cách nhau a = 0,4

- Màn hứng vân giao thoa

- Các đế để đặt đèn, tấm chứa khe

Y-âng và màn 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 của hệ đồng trục này.

a. Bước 1. Cố định đèn laze và tấm chứa khe Y-âng lên giá đỡ

- Nối đèn vào nguồn điện xoay chiều 220V và điều chỉnh tấm chứa khe Y-âng sao

cho chùm tia laze phát ra từ đèn chiếu đều vào khe Y-âng kép.

- Đặt màn hứng vân song song và cách tấm chứa khe Y-âng kép khoảng 1m để làm

xuất hiện trên màn hệ vân giao thoa rõ nét.

- Dùng thước đo khoảng cách D

từ khe Y-âng tới màn và khoảng cách l

giữa 6

vân sáng hoặc 6 vân tối liên tiếp. Điền các giá trị D

, l

vào bảng số liệu 1.

Tính, ghi vào bảng số liệu khoảng vân

i  và bước sóng ánh sáng laze theo

công thức

 

b. Bước 2. Lặp lại bước thí nghiệm trên ứng với hai giá trị D lớn hơn D

bằng cách

dịch chuyển màn hứng vân giao thoa

- Tính    , , ghi các kết quả thu được vào bảng số liệu 1

Hình 2:

Bộ thí nghiệm xác định bước sóng

ánh sáng laze bán dẫn diendanvatlylamdong.com

Bảng 1: Xác định bước sóng ánh sáng laze

Lần thí

nghiệm

D (mm) l (mm)

( )

i mm  ( )

 

Tính    , dùng các công thức:

  



  





2 1

;

k 



 

 

 , trong đó chỉ số k biểu diễn lần đo thứ k, N là

số lần đo (lấy N = 3)      

- Đưa ra nhận xét

2) Phần đọc thêm: phương án 2: Sử dụng kính giao thoa là một hệ đồng trục,

nguồn ánh sáng trắng

2.1. Dụng cụ thí nghiệm: Kính giao thoa là một hệ đồng trục gồm các bộ phận

- Nguồn sáng: Đèn pin 3V – 1,5W (1)

- Ống hình trụ L

chứa các khe gồm

+ Đĩa tròn (2) có khe hẹp S dọc theo đường kính đĩa và được gắn cố định ở

đầu ống

+ Đĩa tròn (3) nằm ở đầu kia của ống, có hai khe S

, S

rộng

mm, song

song với khe S, cách nhau 0,25 mm. Đĩa (3) được gắn vào mặt phẳng của một thấu

kính hội tụ có tiêu cự bằng khoảng cách từ đĩa (2) tới đĩa (3)

- Ống quan sát hình trụ L

có đường kính bằng đường kính ống L

, gồm:

+ Kính lúp (5) nằm ở đầu ống, đóng vai trò là một thị kính

Hình 3: Sơ đồ kính giao thoa diendanvatlylamdong.com

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

mm để đo khoảng vân, nằm ở gần tiêu diện của kính lúp. Vị trí của màn hứng vân

được đánh dấu bằng vạch M ở bên ngoài ống L

Đèn và ống L

được gắn khít đồng trục trong ống định hướng L

sao cho dây tóc

bóng đèn nằm song song với các khe. Ở thành ống L

có khe L nằm trước đĩa tròn

(2) để lắp kính lọc sắc và có vạch đánh dấu vị trí K của hai khe S

. Ống quan sát

lồng khít trong ống định hướng L

và có thể dịch chuyển được dọc theo ống L

để thay đổi khoảng cách từ hai khe (3) tới màn (4)

- Kính lọc sắc màu đỏ và kính lọc sắc màu xanh

- Thước chia đến milimet

2.2. Các bước tiến hành thí nghiệm

Tìm hiểu kĩ cấu tạo của hệ đồng trục này

Bước 1. Xác định bước sóng của ánh sáng đỏ

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

- Đặt mắt nhìn hệ vân giao thoa qua kính lúp (5) và xoay nhẹ ống quan sát L

sao

cho các vạch chia trên thước ở màn (4) song song với các vân giao thoa.

- Dịch chuyển ống L

( kéo ra hoặc đẩy vào ) tới khi điểm giữa của tất cả các vân

sáng hoặc tất cả các vân tối trùng với các vạch chia trên thước. Khi đó khoảng vân

i = 0,1mm

- Dùng thước đo khoảng cách D

= KM từ khe Y-âng tới màn và ghi vào bảng số

liệu 2

- Xê dịch ống quan sát L

hai lần để tìm vị trí của màn mà ta cho rằng các vạch

chia trên thước ở màn trùng với điểm giữa của các vân sáng hoặc các vân tối.

Dùng thước đo D

, D

tương ứng và ghi vào bảng số liệu 2.

Bước 2. Xác định bước sóng của ánh sáng xanh.

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

- Các số liệu thí nghiệm xác định bước sóng của ánh sáng đỏ và bước sóng của ánh

sáng xanh đều đưa vào bảng số liệu 2

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

Bảng 2: Số liệu thí nghiệm dùng kính giao thoa là một hệ đồng trục diendanvatlylamdong.com

Lần thí

nghiệm

(mm)

D 

(mm)

 

(mm)

 

(mm)

     

(mm)

Ứng với

kính lọc

sắc đỏ

Ứng với

kính lọc

sắc xanh

- Tính     , , , D D theo các công thức:

D D

k 



  ; trong đó D

là giá trị lần đo thứ k; N là số lần thí nghiệm (thực

hiện thí nghiệm 3 lần cho mỗi loại kính lọc sắc)

  ;

i a D

 

    

   

 

 

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

sát được

- Mô tả sự thay đổi của hệ vân sau khi thay đổi D

V. Các vấn đề cần chú ý

1. Chú ý dùng đèn laze bán dẫn

- Không được nhìn trực tiếp vào đèn laze vì dễ hỏng mắt

- Hệ vân giao thoa được quan sát trực tiếp trên màn hình mà không cần phải quan

sát qua thị kính.

2. Chú ý dùng kính giao thoa là một hệ đồng trục, nguồn ánh sáng trắng:

(Đối với phần đọc thêm thuộc phương án 2)

Đèn và ống L

được gắn khít đồng trục trong ống định hướng L

sao cho dây tóc

bóng đèn nằm song song với các khe. Ở thành ống L

có khe L nằm trước đĩa tròn

(2) để lắp kính lọc sắc và có vạch đánh dấu vị trí K của hai khe S

. Ống quan sát

lồng khít trong ống định hướng L

và có thể dịch chuyển được dọc theo ống L

để thay đổi khoảng cách từ hai khe (3) tới màn (4). Để đảm bảo sự đồng trục trong

quá trình làm thí nghiệm, ống định hướng L

cần được giữ cố định, điều chỉnh ống

sao cho các vạch chia của thước trên màn (4) có phương thẳng đứng (mặt phẳng

của màn (4) song song với mặt phẳng của hai khe S

, S

). diendanvatlylamdong.com

- Sai số của kết quả thí nghiệm phụ thuộc rất nhiều vào kĩ năng thí nghiệm, vào

thị lực khi quan sát vân giao thoa. Hãy điều chỉnh sao cho hệ vân to và rõ tới khi

điểm giữa của tất cả các vân sáng hoặc tất cả các vân tối trùng với các vạch chia

trên thước. Khi đó khoảng vân i = 0,1mm thì hãy đo khoảng cách D

VI. Câu hỏi mở rộng

1. Trong phương án 1, vì sao phải đặt màn hứng vân giao thoa song song với

tấm chứa khe Y-âng ? Nếu đặt nghiêng một góc 45

thì có ảnh hưởng gì đến

thí nghiệm ?

2. Trong phương án 2, vì sao phải điều chỉnh dây tóc bóng đèn nằm song song

với các khe? Nếu đặt vuông góc thì sao ?

3. Quan sát hiện tượng giao thoa của hai chùm ánh sáng trắng

+ Bỏ kính lọc sắc ra khỏi khe L

+ Đặt mắt nhìn hệ vân giao thoa qua kính lúp (5). Mô tả hệ vân giao thoa quan sát

được và giải thích kết quả quan sát này

+ Nếu thay đổi D, hệ vân sẽ thay đổi như thế nào? Tiến hành thí nghiệm kiểm tra

dự đoán

+ Tại sao thấu kính hội tụ được gắn ở đĩa (3) người ta chọn tiêu cự của nó bằng

khoảng cách từ đĩa (2) tới đĩa (3) ?

VII. Báo cáo thực hành

THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG

Họ và tên:................................................Lớp:..............Nhóm:....................

Ngày làm thực hành:....................................................................................

Viết báo cáo theo các nội dung sau:

1. Mục đích thực hành

……………………………………………………………………………………..

2. Tóm tắt lí thuyết

Phương án 1: dùng đèn laze bán dẫn

Hình vẽ 1..............................................................................................................

……………………………………………………………………………………..

Công thức tính............................................................................................................

…………………………………………………………………………………….. diendanvatlylamdong.com

3. Kết quả

Bảng 1: Xác định bước sóng ánh sáng laze

Lần thí

nghiệm

D (mm) l (mm)

( )

i mm  ( )

 

Tính    , dùng các công thức:

  



  





2 1

;

k 



 

 

 , trong đó chỉ số k biểu diễn lần đo thứ k, N là

số lần đo (lấy N = 3)

     

(dùng quy tắc làm tròn số liệu)

- Đưa ra nhận xét

Kết luận.................................................................................................................

……………………………………………………………………………………..

5. Trả lời các câu hỏi

a. Câu 1..................................................................................................................

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

b. Câu 2..................................................................................................................

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

c. Câu 3..................................................................................................................

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

Lưu ý: Học sinh vẫn phải trả lời các câu hỏi mở rộng 2 và 3 mặc dù không trực

tiếp làm thí nghiệm theo phương án 2

diendanvatlylamdong.com

100

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 trong trường THPT chuyên, nhất là các bài

thí nghiệm thực hành môn Vật lí là rất cần thiết. Để chủ trương này được quán triệt

đến các GV và HS, thì ngay từ đầu năm học hoặc kết thúc mỗi học kì, Ban giám

hiệu nhà trường cần chỉ đạo các tổ chuyên môn tiến hành rà soát, đánh giá tình

trạng trang thiết bị dạy học, lập biên bản kiểm kê, bổ sung, sửa chữa TBDH cũng

như mua sắm các vật liệu tiêu hao.

Tổ chuyên môn cần có Kế hoạch thực hành cho HS trong năm học. Phân

công GV hướng dẫn thực hiện, đánh giá các bài thí nghiệm thực hành của HS. Các

bài thí nghiệm thực hành phải rõ mục đích, trong tổ chuyên môn cần thống nhất

mẫu báo cáo thí nghiệm thực hành, biên soạn các câu hỏi gợi mở khi xử lí kết quả

thí nghiệm tránh bị sơ cứng và dập khuôn như SGK hoặc các tài liệu hướng dẫn.

Vấn đề là ở việc rèn luyện cho HS chuyên có được một thói quen tư duy, kĩ năng

làm thí nghiệm thực hành và xử lí được các tình huống mà chương trình Vật lí

THPT đòi hỏi.

Để dạy học thực hành, đòi hỏi GV phải tận tâm, say xưa và khích lệ động

viên được HS cũng say xưa nghiên cứu khoa học. GV cần có kế hoạch bài dạy hợp

lí trong quá trình hướng dẫn HS làm thí nghiệm thực hành, giao nhiệm vụ cho HS

tìm hiểu kĩ các vấn đề lí thuyết trước khi làm thí nghiệm.

Trong năm học, nhà trường cần tổ chức cho GV và HS thi sử dụng thiết bị

dạy học, thi sáng kiến dạy học cũng như tự làm thí nghiệm thực hành của GV và

HS, hướng dẫn HS nghiên cứu khoa học thông qua các bài thí nghiệm thực hành.

II. HƯỚNG DẪN TỔ CHỨC DẠY HỌC THỰC HÀNH

1. Chuẩn bị bài thực hành.

Để đảm bảo dạy học thực hành tốt, đòi hỏi GV phải phối hợp với viên chức

thiết bị chuẩn bị tốt phòng thực hành, các bộ thí nghiệm thực hành, các nguyên vật

liệu tiêu hao, các biểu mẫu báo cáo... trước khi tiến hành dạy học.

GV có thể giao việc cho HS hoặc nhóm học sinh chuẩn bị những dụng cụ

đơn giản, tìm hiểu kỹ phần lí thuyết, các phương án liên quan đến bài thực hành.

GV dự kiến chia nhóm thực hành, chuẩn bị bài soạn, tổ chức hoạt động

nhóm, thảo luận, chuẩn bị giáo dục các kỹ năng cần thiết khi dạy thực hành.

2. Lựa chọn phương pháp dạy thực hành thích hợp diendanvatlylamdong.com

101

Đối với bài thực hành, các hoạt động chính chủ yếu là của HS, còn GV giữ

vai trò chủ đạo hướng dẫn. Tuy nhiên GV phải quán triệt, vận dụng các PPDH tích

cực trong quá trình dạy học một cách linh hoạt.

Thông thường giải quyết một vấn đề trong khi thực hành để phát huy vai trò

tích cực chủ động của HS, GV cần định hướng các hoạt động theo các pha sau

đây:

Pha thứ nhất: Chuyển giao nhiệm vụ, kích thích hứng thú nhận thức của

HS, phát biểu vấn đề.

Đối với bài thực hành GV cần nêu rõ mục tiêu bài thực hành, những cơ sở lí

thuyết từ đó đề xuất các phương án đo, các phương án thực hành. Trong quá trình

thực hiện đề xuất sẽ có những khó khăn và trao đổi thảo luận phương án giải pháp

khắc phục, đề xuất các bước thực hành thí nghiệm. Dưới sự hướng dẫn của GV,

vấn đề được diễn đạt đầy đủ và HS hiểu rõ hơn mục tiêu cũng như các bước thực

hành thí nghiệm.

Pha thứ hai: Hoạt động tự chủ khám phá kiến thức, giải quyết vấn đề.

Đối với bài thực hành, sau khi phát biểu vấn đề, dưới sự hướng dẫn của GV,

HS tiến hành các hoạt động độc lập cá nhân và hợp tác theo nhóm. Trong quá trình

làm thực hành thí nghiệm, HS hình thành các kỹ năng, trao đổi thảo luận theo

nhóm, chia sẻ những thông tin của mình và nhóm thu được. Đồng thời cũng trong

quá trình này HS sẽ tìm hiểu sâu sắc hơn những vấn đề về kiến thức, hiểu sâu sắc

các nguyên nhân dẫn đến sai số và tìm cách đo, các phương án tối ưu để đạt được

kết quả tốt hơn. Ở đây đòi hỏi GV nắm vững các kỹ năng đặt câu hỏi và kỹ năng

hướng dẫn HS thảo luận.

Dưới sự hướng dẫn của GV, hành động của HS được định hướng phù hợp

với tiến trình nhận thức khoa học. Qua quá trình dạy học cùng với sự phát triển

năng lực giải quyết vấn đề, với những gợi ý của GV, HS sẽ tiệm cận đến việc tìm

tòi sáng tạo giải quyết vấn đề nêu ra. Ở đây, GV cần hiểu và vận dụng những quy

luật chung của quá trình nhận thức khoa học, logic hình thành các kiến thức vật lí,

những hành động thường gặp trong quá trình nhận thức vật lí, những phương pháp

nhận thức vật lí phổ biến để hoạch định những hành động, thao tác cần thiết của

HS.

Pha thứ ba: Thảo luận, trình bày báo cáo.

Dưới sự hướng dẫn của GV, HS thảo luận bảo vệ kết quả thông qua các dữ

liệu thu được khi thực hành thí nghiệm. Căn cứ vào các số liệu, bảng biểu, đồ thị

.... GV nêu lên các tình huống, hướng dẫn HS phản biện, phân tích rõ sai số, bảo

vệ kết quả và hướng dẫn HS trình bày kết quả, viết báo cáo thí nghiệm.

Pha thứ tư: Thể chế hóa, vận dụng, mở rộng kiến thức. diendanvatlylamdong.com

102

GV bổ sung, khẳng định kết quả thực hành thí nghiệm, thể chế hóa tri thức

mới, HS chính thức ghi nhận tri thức mới và vận dụng vào tình huống mới. Ở đây

GV cần hướng dẫn HS trả lời các câu hỏi mở rộng, nghiên cứu tìm hiểu các

phương án đề xuất khác, liên hệ với thực tiễn đời sống.

3. Cấu trúc của một bài soạn thực hành thí nghiệm

Đối với bài thực hành thí nghiệm, cấu trúc của bài soạn theo một trật tự ít

thay đổi. Thông thường cấu trúc giáo án thể hiện như sau:

Tên bài dạy thực hành:...........................................................................

I. Mục tiêu bài thực hành

(Các kiến thức, kỹ năng, thái độ)

II. Chuẩn bị thực hành

(Chia nhóm, phòng thực hành, phiếu học tập, thiết bị thí nghiệm, phương

tiện, mẫu báo cáo...)

III. Tổ chức các hoạt động dạy học

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kết quả hoạt động

Hoạt động 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- Làm rõ mục tiêu bài

thực hành

- Tổ chức thảo luận để

thống nhất phương án thí

nghiệm

- Chuyển giao nhiệm vụ

- Củng cố kiến thức, hiểu

cơ sở lí thuyết

- Thảo luận, báo cáo đưa

ra các phương án thực

hành, cách bố trí lắp đặt

- Nhận nhiệm vụ

Hiểu rõ nhiệm vụ, bố trí

thí nghiệm, các bước tiến

hành thí nghiệm.

Hiểu nội dung mẫu báo

cáo thí nghiệm.

Hoạt động 2: Thực hành thí nghiệm (cá nhân hoặc theo nhóm)

- Yêu cầu các nhóm tìm

hiểu dụng cụ, bố trí lắp

đặt và tiến hành thí

nghiệm và báo cáo kết

quả theo mẫu

- Hướng dẫn giúp đỡ các

nhóm tiến hành thí

nghiệm

- Điều khiển thảo luận

- Bố trí lắp đặt và tiến

hành thí nghiệm theo các

phương án và các bước

- Thu thập kết quả, viết

báo cáo

- Thảo luận nhóm để thực

hiện nhiệm vụ

Kết quả báo cáo của cá

nhân và các nhóm thực

hành.

Các sản phẩm tạo ra diendanvatlylamdong.com

103

Hoạt động 3: Thảo luận, trình bày báo cáo

- Tổ chức các nhóm báo

cáo và thảo luận kết quả.

- Yêu cầu HS thảo luận và

phân tích kết quả thu

được

- Đại diện các nhóm báo

cáo kết quả

- Thảo luận phân tích dữ

liệu thu được

- Trả lời câu hỏi

- Kết quả thí nghiệm

- Sự hiểu biết về sự vật

hiện tượng, vấn đề đã nêu

Hoạt động 4: Thể chế hóa, vận dụng, mở rộng kiến thức

- Xác nhận kết quả thí

nghiệm

- Mở rộng các hướng

nghiên cứu tiếp theo

- Chấp nhận chân lý

- Ghi nhận những hiểu

biết

Nhận thức các hướng

nghiên cứu tiếp theo

4. Kiểm tra đánh giá

Dưới đây là gợi ý một cách đánh giá cho điểm kết quả thực hành của HS để GV

tham khảo.

Để đánh giá bài thực hành, GV cần có sổ theo dõi cá nhân ghi chép trong

quá trình HS làm thực hành. Có thể kiểm tra 15 phút cho phần kiểm tra lí thuyết

hoặc GV cũng có thể vấn đáp, quan sát HS trong quá trình làm thí nghiệm, đánh

giá kỹ năng thực hành, kỹ năng xử lí các phương án thí nghiệm để cho điểm riêng

đối với từng HS hoặc nhóm HS.

Căn cứ vào sự trình bày và báo cáo kết quả của cá nhân hoặc của nhóm, GV

cho điểm phần thực hành cho cả nhóm.

Điểm của bài thực hành của từng em là điểm trung bình cộng mà HS đó có

được (điểm riêng và điểm của cả nhóm).

----------------------------------------

diendanvatlylamdong.com

104

PHỤ LỤC

DANH MỤC

Thiết bị dạy học tối thiểu cấp Trung học phổ thông - môn Vật lí

(Kèm theo Thông tư số 01/2010/TT-BGDĐT ngày 18/01/2010 của Bộ trưởng

Bộ Giáo dục và 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 3 chân

Đế 3 chân hình sao bằng kim loại,

nặng khoảng 2,5kg, bền, chắc, ổn

định, có lỗ Ф10mm và vít M6 thẳng

góc với lỗ để giữ trục Ф10mm, có

các vít chỉnh thăng bằng, sơn màu

tối.

10,

11, 12

2 PTVL2002 Trụ Ф10

Bằng inox đặc Ф10mm, dài 495mm,

một 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 hiện

số

- Đồng hồ đo thời gian hiện số, có

hai thang đo 9,999s và 99,99s,

ĐCNN 0,001s. Có 5 kiểu hoạt động:

A, B, A+B, A<-->B, T, thay đổi

bằng chuyển mạch. Có 2 ổ cắm 5

chân A, B dùng nối với cổng quang

điện hoặc nam châm điện, 1 ổ cắm 5

chân C chỉ dùng cấp điện cho nam

châm. Số đo thời gian được hiển thị

đếm liên tục trong quá trình đo. Vỏ

nhựa cách điện.

- Một hộp công tắc: nút nhấn kép lắp

trong hộp bảo vệ, một đầu có ổ cắm,

đầu kia ra dây tín hiệu dài 1m có phích

cắm 5 chân.

10;12 diendanvatlylamdong.com

105

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết

Dùng

cho lớp

Ghi

chú

5 PTVL2005 Khớp đa năng

Hai miệng khoá thẳng góc với nhau,

siết bằng hai vít M6 có tay vặn.

10,

11, 12

6 PTVL2006

Nam châm

Ф16

Gồm 5 nam châm Ф16/6x3mm có vỏ

thép mạ kẽm bảo vệ và núm bằng

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

vòng đệm Ф12mm để treo lò xo. Mặt

sau có lắp 2 ke nhôm kích thước

(20x30x30)mm để lắp vào đế 3 chân.

Đảm bảo cứng và phẳng.

10,

11, 12

8 PTVL2008 Hộp quả nặng

Gồm 12 quả gia trọng loại 50g, có 2

móc treo, đựng trong hộp nhựa.

11, 12

9 PTVL2009

Biến thế

nguồn

Sử dụng nguồn điện xoay chiều 220V–

50Hz, điện áp ra:

- Điện áp xoay chiều (5A): 3V;

6V; 9V; 12V.

- Điện áp 1 chiều (3A): 3V; 6V; 9V;

12V.

- Cầu chì 5A.

- Công tắc.

11, 12

10 PTVL2010

Đồng hồ đo

điện đa năng

Loại thông dụng, hiển thị đến 4 chữ

số:

- Dòng điện một chiều: Giới hạn đo

10A, có các thang đo A, mA, A.

- Dòng điện xoay chiều: Giới hạn đo

10A, có các thang đo A, mA, A.

- Điện áp một chiều: Giới hạn đo

20V có các thang đo mV và V

- Điện áp một chiều: Giới hạn đo

20V có các thang đo mV và V

11, 12

11 PTVL2011

Điện kế

chứng minh

Kích thước tối thiểu

(300x280x110)mm, có các thang đo

10,

11, 12

diendanvatlylamdong.com

106

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết

Dùng

cho lớp

Ghi

chú

- Dòng điện một chiều: Giới hạn đo

2,5A, có thang đo mA và A.

- Điện áp một chiều: Giới hạn đo 5V

có thang đo V.

12 PTVL2012 Dây nối

Bộ gồm 20 dây nối có tiết diện

0,75mm

, có phích cắm đàn hồi ở

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 được

tần số (4 chữ số), dải tần từ 0,1Hz

đến 1000Hz, điện áp vào 220V, điện

áp ra cao nhất 15Vpp, công suất tối

thiểu 20W.

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 do

2- Chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng. Xác

định hệ số ma sát theo phương pháp động lực học

(dùng cổng quang điện và đồng hồ đo thời gian hiện

số)

- Phạm vi đo chiều dài: 0 - 800mm

- Phạm vi đo thời gian: đo được thời gian rơi rự do

của vật trên các khoảng cách từ 50mm đến 800mm,

với sai số ≤ 2,5%.

Giá thí

nghiệm

Bằng nhôm hợp kim dày 1,2mm, bề

mặt anốt hoá, không phủ ED, có tiết

diện hình chữ H, kích thước

(31x59x1000)mm, có gắn thước

850mm, độ chia nhỏ nhất 1mm, một

đầu khoan lỗ Ф8mm, một đầu lắp

chân chống Ф10x80mm.

Nam châm

điện

Lắp trong hộp bảo vệ, gắn trên máng

nghiêng, có thể điều chỉnh vị trí và cố

định được. Lực hút đủ giữ được các vật

diendanvatlylamdong.com

107

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết

Dùng

cho lớp

Ghi

chú

thí nghiệm dưới hiệu điện thế cung cấp

cho cuộn dây bằng 13-15V (DC). Dây

súp đôi dài 1,5m có đầu phích cắm để

nối cuộn dây nam châm điện với hộp

công tắc.

Thước đo góc

- ± 90

In vạch đo góc 0

- ± 90

, độ chia

nhỏ nhất 1

, đường kính 95mm, gắn

vào mặt phẳng nghiêng bằng nẹp

nhôm. Quả dọi bằng kim loại mạ

niken, có dây treo ở tâm thước đo

góc.

17 Mẫu vật rơi

Hình trụ, bằng sắt non Ф10mm, dài

20mm, mạ niken.

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.

Chân hình

chữ U

Bằng kim loại (2,5x 25)mm, sơn tĩnh

điện màu tối, cao 70 mm, rộng

110mm, có 2 vít M6 chỉnh thăng

bằng.

Cổng quang

điện 76

Cổng quang điện lắp trên khung

nhôm hợp kim, dày 1mm, sơn tĩnh

điện màu đen, có cửa sổ Ф 22mm,

lắp tấm nhựa trong acrylic dày 3mm,

có hai vạch dấu trên hai mặt. Một vít

trí đầu nhựa để giữ cổng quang điện.

Dây tín hiệu 4 lõi dài 1,5 m, có đầu

phích 5 chân nối cổng quang điện

với ổ A hoặc B của đồng hồ đo thời

gian hiện số.

Thước đo góc

ba chiều

Cạnh 100mm.

Hộp đỡ vật

trượt

Bằng nhựa PP có khăn bông nhỏ.

C2 PTVL2015 Nghiệm qui tắc hợp lực đồng qui, song song 10

23 Thước đo góc

In trên giấy màu trắng dày 0,15 đến

diendanvatlylamdong.com

108

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết

Dùng

cho lớp

Ghi

chú

0,2mm, ép plastic, kích thước

200x200mm, 0

- ±90

, Ф180mm,

ĐCNN 1

24 Bộ lực kế

Gồm 2 lực kế loại 5N, mỗi cái 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, bằng dây thép lò 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 2 lò xo xoắn loại 5N, dài

60mm.

Thanh treo

các quả nặng

Bằng kim loại nhẹ, cứng, dài

440mm, để treo các quả nặng trọng l-

ượng tổng cộng đến 10N không bị

biến dạng, có thước 400 mm và 3

con trượt có móc treo, hai đầu có hai

lỗ để móc treo hai lò xo 5N.

28 Thanh định vị

Bằng kim loại nhẹ, mỏng, thẳng, dài

300mm, sơn màu đen, gắn được 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 của chất lỏng 10

30 Lực kế ống

Loại 0,1N, độ chia nhỏ nhất 0,001 N.

Vỏ nhựa PMMA trong suốt, Thang

đo 0 - 0,1N. Độ chính xác 1mN.

31 Vòng nhôm

Vòng nhôm hình trụ Ф khoảng

52mm, cao 9 mm, dày 0,7mm, khoan

6 lỗ Ф10mm cách đều, có dây treo.

32 Cốc nhựa

Gồm 2 cốc bằng nhựa PS trong

Ф80mm, có vòi ở gần đáy, nối thông

nhau bằng một ống mềm dài 0,5m .

diendanvatlylamdong.com

109

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết

Dùng

cho lớp

Ghi

chú

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

0,02 mm.

C4 PTVL2017

Bộ thí nghiệm về dao động cơ học

- Khảo sát chu kì dao động của con lắc đơn và con lắc

lò xo.

- Khảo sát dao động cưỡng bức và hiện tượng cộng

hưởng.

Cổng quang

điện

Cổng quang điện hồng ngoại, cán

bằng trụ thép đường kính 10mm, dài

110mm, có dây tín hiệu dài 1m.

35 Trụ đứng

Kích thước (25x35x600)mm, bằng

nhôm, có xẻ rãnh, gắn thước 600mm, có

chân cắm bằng inox đường kính 10mm.

36 Thanh nhôm

Kích thước (25x 2x 390)mm, có vít

hãm.

37 Ống nhôm

Đường kính 8 mm, dài 280mm, hai

đầu có ổ bi lỗ 4mm

38 Ròng rọc Đường kính 50mm.

39 Lò xo

Gồm 2 cái bằng dây thép mạ niken,

đàn hồi tốt:

- Đường kính vòng xoắn 20mm, dài

80mm, đường kính dây 0,75mm

- Đường kính vòng xoắn 20mm, dài

80mm, đường kính dây 1mm

40 Quả nặng

Gồm 5 quả x 50g bằng kim loại, có

lỗ khoan 4 mm được ghép với nhau

bằng vít M4 dài 80mm, có lỗ 1,5mm

để móc vào lò xo, có hộp đựng.

41 Bi sắt

Gồm 3 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 trong không

khí

12 diendanvatlylamdong.com

110

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết

Dùng

cho lớp

Ghi

chú

- Khảo sát hiện tượng sóng dừng trong ống khí.

- Xác định vận tốc truyền âm trong không khí.

43 Búa cao su Loại thông dụng

44 Ống trụ

Bằng thủy tinh hữu cơ trong suốt,

đường kính 40mm, dài 670mm, có

chia độ 0  660mm.

45 Pittông

Bằng thép bọc nhựa, đường kính 40mm,

dài 30mm, có vạch dấu

46 Dây kéo

Loại sợi mềm, đảm bảo độ bền cơ

học, dài 2000mm

47 Ròng rọc Đường kính 40mm

48 Trụ đứng

Bằng inox, đường kính 10mm, dài

750mm

Tay đỡ ống

trụ

Bằng thép mạ niken, đường kính

6mm, dài 80mm

50 Bộ âm thoa

Gồm 2 âm thoa có tần số 440Hz và

512Hz, sai số ± 1Hz

C6 PTVL2019

Khảo sát chuyển động thẳng đều và biến đổi đều

của viên bi trên máng ngang và máng nghiêng.

Nghiệm định luật bảo toàn động lượng, định luật

bảo toàn cơ năng

(Dùng cổng quang điện và đồng hồ đo thời gian hiện

số)

51 Máng nghiêng

Bằng nhôm hợp kim dày 1mm, sơn

tĩnh điện, kích Thước

(25x30x1000)mm, có thước

1000mm, một đầu khoan lỗ Ф8 mm.

Trên gắn máng lăn bằng nhôm U17,

uốn đoạn đầu khoảng 200mm cao

khoảng 60mm, một đầu có gắn cơ

cấu đỡ viên bi.

Giá đỡ máng

nghiêng

Bằng kim loại, cao khoảng 140mm,

xoay được quanh trục ở đầu máng

nghiêng, cố định bằng ốc hãm, có 2

diendanvatlylamdong.com

111

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết

Dùng

cho lớp

Ghi

chú

vít M6 để chỉnh thăng bằng.

53 Thước đo góc

Thước đo góc 0 - ± 90

, tối thiểu

Ф90 mm, gắn chặt vào máng

nghiêng. Quả dọi bằng kim loại mạ

niken, có dây treo vào tâm thước đo

góc.

Cổng quang

điện 44

Lắp trên khung nhôm hợp kim dày

1mm, sơn tĩnh điện màu đen, có vạch

dấu xác định vị trí trên thước. Dây

tín hiệu 4 lõi dài khoảng 1,5m, có

đầu phích 5 chân nối cổng quang

điện với ổ A hoặc B của đồng hồ đo

thời gian hiện số.

55 Bi thép

Gồm 2 viên bi giống nhau, đường

kính 20mm, mạ niken, đựng trong

hộp nhựa .

Nam châm

điện

Lắp trong hộp bảo vệ, gắn trên con

trượt của máng nghiêng, dịch chuyển

và cố định vị trí trên rãnh trượt. Lực

hút đủ giữ được các vật thí nghiệm

với hiệu thế cung cấp cho cuộn dây

bằng 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 bằng của vật rắn có trục quay, qui

tắc momen lực

57 Bộ ba lò xo

Bộ 3 lò xo có cùng độ dài 60mm, có

độ cứng khác nhau. Có cơ cấu gắn lò

xo trên bảng phù hợp với bảng thước

đo.

Bảng thước

đo

In trên giấy màu trắng, dày 0,15 đến

0,2 mm, ép plastic, kích thước

(200x290) mm. In 3 thang đo từ 0

đến 270mm, độ chia nhỏ nhất 2mm.

59 Đĩa momen

Đĩa momen Ф180mm, có ổ bi

Ф4mm, chia 8 phần bằng nhau qua

tâm, khoan lỗ tại giao điểm với 9

diendanvatlylamdong.com

112

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết

Dùng

cho lớp

Ghi

chú

vòng đồng tâm (cách đều 10mm).

Một thước thẳng 0 đến 90mm gắn

trên giá đỡ. Có nam châm để gắn vào

bảng từ. Một quả dọi treo vào trục

quay của đĩa momen.

60 Ròng rọc

Ròng rọc Ф30mm, có ổ bi Ф4mm,

trục quay gắn vào nam châm.

61 Chốt

Gồm 4 chốt cắm vừa lỗ trên đĩa

momen.

C8 PTVL2021 Khảo sát lực quán tính li tâm 10

Pu-li chủ

động

Bằng nhôm, liên kết bằng đai truyền

với pu-li bị động, có 3 cấp đường

kính, lần lượt có tỉ số truyền đến pu-

li bị động bằng 1:1, 2:1, 3:1. Lực kế

ống 5N gắn tại tâm quay. Giá quay

dài 255mm, có hai vị trí đặt viên bi

cách tâm quay 80mm và 160mm.

63 Pu-li bị động

Bằng nhôm, có 3 cấp đường kính,

liên kết bằng đai truyền với pu-li chủ

động, gắn lực kế ống 5N tại tâm

quay. Giá quay dài 180mm, có một

vị trí đặt viên bi cách tâm quay

80mm.

64 Đai truyền Gồm 2 dây đai truyền bằng cao su .

65 Tay quay

Bằng thép Ф10mm, sơn tĩnh điện, có

cán bằng nhựa.

Bánh đai

truyền động

Gồm 2 bánh bằng nhựa cứng, một

bánh đường kính 75mm, có trục

quay lắp trên đế gang của chân đế;

một bánh đường kính 40mm gắn trên

trục quay của pu-li chủ động

Giá đỡ trục pu

-li chủ động

Bằng nhựa có 3 chân.

68 Chân đế

Bằng nhựa có thành cao 48mm, có

chân dài 130mm.

diendanvatlylamdong.com

113

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết

Dùng

cho lớp

Ghi

chú

69 Hộp viên bi

Gồm 3 viên bi có đường kính khoảng

28mm: hai viên bằng thép mạ niken;

một viên bằng hợp kim có khối l-

ượng bằng 1/2 khối lượng viên bi

thép mạ niken, đựng trong hộp nhựa.

C9 PTVL2022 Bộ thí nghiệm về momen quán tính của vật rắn 12

Giá thí

nghiệm

Gồm:

- Trụ đứng bằng nhôm, kích thước

(25x35x600)mm, có thước chia độ

- Ròng rọc đường kính 80 mm nằm

ngang

- Ròng rọc đường kính 20mm thẳng

đứng

- Nam châm điện

- Bộ 2 cổng quang điện

71 Vật rắn

Các vật làm bằng thép gồm:

- Hình nón, khối lượng 500g, đường

kính 60mm.

- Hình cầu đường kính 50mm.

- Hình trụ đặc có 3 loại: Khối lượng

500g, đường kính 40mm; Khối lượng

250g, đường kính 40mm; Khối lượng

500g, đường kính 80mm.

- Hình trụ rỗng, đường kính trong

30mm, đường kính ngoài 40mm cao

10mm.

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

72 Hộp gỗ

Kích thước (500x300x60)mm, có

gắn động cơ một chiều, ổ cắm, công

tắc điện, con lăn.

Giá thí

nghiệm

Gồm:

- Trụ đứng bằng inox đường kính

15mm, dài 800mm.

- Thanh ngang bằng inox.

diendanvatlylamdong.com

114

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.

Nam châm

điện

Sử dụng điện áp 6V – 12V.

75 Quả nặng Bằng thép, gắn bút lông.

Tấm ghi đồ

thị

Bằng nhựa trắng sứ, kích thước (150

x 500)mm.

77 Mực

Loại thông dụng, viết và xóa được

trên tấm ghi đồ thị.

C11 PTVL2024 Bộ thí nghiệm về sóng dừng

78 Khớp nối

Khớp nối với đế 3 chân và trụ thép

làm giá thí nghiệm.

79 Lò 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 nhất 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 về sóng nước 12

Giá thí

nghiệm

Loại khung hình hộp, kích thước

(300x420x320)mm, có màn quan sát.

85 Gương phẳng

Loại thủy tinh, đặt nghiêng 45

trong

giá thí nghiệm.

86 Bộ rung

Loại mô tơ 1 chiều có cam lệch tâm,

sử dụng điện áp 12V, có bộ phận

điều chỉnh tốc độ.

87 Cần tạo sóng Gồm 3 loại: diendanvatlylamdong.com

115

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết

Dùng

cho lớp

Ghi

chú

- Tạo sóng phẳng.

- Tạo 1 sóng tròn.

- Tạo 2 sóng tròn.

Thanh chắn

sóng

Gồm 3 loại: Không có khe; 1 khe; 2

khe.

89 Nguồn sáng

Loại đèn thông dụng 12V – 50W, có

giá đỡ.

C13 PTVL2026 Bộ đệm khí

Bộ gồm: Máy bơm khí, đệm khí, xe

trượt, bộ gia trọng, cổng quang, tấm

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.

C14 PTVL2027

Ống Niu -

tơn

Gồm hai ống:

- Một ống bằng thủy tinh, kích thước

1000mm, đường kính 50mm, hút chân

không, hai đầu gắn chặt. Trong có 2 vật

nhỏ: lông chim, hòn bi bằng chì.

- Một ống bằng thủy tinh, kích thước

1000mm, đường kính 50mm, chứa

không khí, hai đầu gắn chặt. Trong

có 2 vật nhỏ: lông chim, hòn bi bằng

chì.

C15 PTVL2028

Bộ thí

nghiệm về

định luật

Béc-nu-li

- Bảng kích thước (550 x 400 x

3)mm trên có bảng chia độ để đo độ

cao của cột nước và gắn các kẹp để

giữ ống.

- 2 ống thủy tinh nằm ngang có

đường kính lần lượt là d

=27,5mm,

=15,5mm.

- 4 ống thủy tinh nhỏ có đường kính

d=8mm.

- 1 máy bơm mini công suất 23W.

- Bình đựng nước trên (250 x 80 x

100)mm làm bằng nhựa; bể đựng nước

10 diendanvatlylamdong.com

116

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết

Dùng

cho lớp

Ghi

chú

dưới (350 x 80 x 100)mm bằng mika

hoặc nhựa có thể gắn vào bảng.

- 1 nam châm 32mm gắn vào bảng điều

chỉnh độ cao của vòi chảy ra qua ống.

- 2 ống nối mềm: 1ống dài 300mm -

đường kính 25mm; 1 ống dài

250mm - đường kính 15mm.

- 4 ống nối cao su hoặc nhựa mềm

dài 100mm, đường kính 6mm

- Ống bơm nước lên bể trên 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 vuông

(660x580x170)mm.

- Tấm mika hình chữ nhật cố định

(165 x 170)mm.

- Vật định vị các ngăn bằng mika(3

cái).

- Vật chắn hình trụ bằng inox

( 30x190)mm.

- Bộ khử phản xạ bằng cước mềm.

- Hộp điều tốc môtơ bằng thay đổi

điện áp.

- Môtơ 1 chiều 12V.

- Bộ 2 Pittông tạo sóng bằng nhựa.

- Bánh xe lệch tâm truyền chuyển

động.

- Hộp đựng mạch điều khiển, động

cơ.

- Cơ cấu truyền chuyển động.

B. PHẦN NHIỆT

N1 PTVL2030

Nghiệm các định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ôt đối với

chất khí

10 diendanvatlylamdong.com

117

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết

Dùng

cho lớp

Ghi

chú

Áp kế kim

loại

Thang đo 0 - 2x10

Pa, nối với hệ xi-

lanh và pit-tông thủy tinh, gắn trên

bảng thép có chia độ từ 0-4. Giá đỡ

bằng nhựa.

91 Lọ dầu. Lọ dầu bôi trơn không màu, 5ml.

Nút cao su. Chịu được dầu, đậy kín 1 đầu xi-

lanh.

93 Nhiệt kế Nhiệt kế 0-100

C, ĐCNN 1

N2 PTVL2031 Khảo sát hiện tượng mao dẫn 10

Bộ thí nghiệm

mao dẫn

Gồm 3 ống thuỷ tinh thẳng, đường

kính trong khác nhau 1-3mm, dài tối

thiểu 120mm, có giá đỡ.

C. PHẦN ĐIỆN

D1 PTVL2032

Bộ thí nghiệm về dòng điện không đổi

1. Đo suất điện động và điện trở trong của nguồn điện

2. Định luật Ôm cho toàn mạch

3. Định luật Ôm cho đoạn mạch chứa nguồn điện

4. Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điôt bán dẫn

5. Khảo sát đặc tính khuếch đại của tranzito

95 Hộp gỗ

Có kích thước (350x200x150)mm có

bảng lắp ráp mạch điện và có khay

đựng được các linh kiện trong bộ thí

nghiệm.

96 Pin Loại 1,5V và có đế đỡ.

97 Điện trở và đế

Loại 10 , công suất tối thiểu 0,5W có đế

đỡ.

98 Bộ linh kiện

Gồm điôt chỉnh lưu có đế, hai

tranzito npn và pnp có đế có ghi chú

cảnh báo giới hạn dòng và các điện

trở phù hợp.

99 Điện trở mẫu Điện trở mẫu núm xoay: 10  x10 có diendanvatlylamdong.com

118

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 con

chạy

loại 100  - 0,5A.

101 Dây nối

Bộ 10 sợi dây nối có tiết diện

0,75mm

có phích cắm đàn hồi ở

đầu, cắm vừa lỗ có đường kính 4mm,

dài tối thiểu 500mm.

D2 PTVL2033

Bộ thí nghiệm đo thành phần nằm ngang của từ

trường Trái Đất

102 La bàn tang

- Khung dây tròn tạo từ trường, có

đường kính trung bình 160mm,

quấn bằng dây đồng đường kính

0,4mm, có 3 đầu ra tương ứng với

các số vòng dây 100, 200, 300.

- Kim nam châm nhỏ gắn vuông góc

với một kim chỉ thị dài bằng nhôm,

quay dễ dàng trên một mũi kim

nhọn cắm thẳng đứng ở bên trong

một hộp nhựa trong suốt có đường

kính trung bình 130mm và có nắp

đậy kín đặt trong mặt phẳng ngang,

vuông góc với cuộn dây tạo từ

trường sao cho đầu mũi kim nhọn

trùng với tâm cuộn dây.

- Thước đo góc 0

  90

với độ chia

nhỏ nhất là 1

được in trên giấy

phản quang và dán ở mặt đáy bên

trong hộp nhựa.

- Đế bằng nhựa cứng, hình tròn

đường kính khoảng 180mm, có

các vít chỉnh cân bằng.

103

Chiết áp điện

tử

Có điện áp vào 6 12V xoay chiều và

một chiều, điện áp ra một chiều có

thể biến đổi liên tục trong khoảng

0 6V, dòng cực đại 150mA.

104

Hộp đựng

dụng cụ

Bằng vật liệu cứng.

diendanvatlylamdong.com

119

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết

Dùng

cho lớp

Ghi

chú

D3 PTVL2034

Bộ thí nghiệm về mạch điện xoay chiều

- Xác định dung kháng và cảm kháng trong mạch

xoay chiều.

- Khảo sát hiện tượng cộng hưởng điện.

105 Hộp gỗ

Kích thước (230x320x125)mm, trong

có khay xốp để chứa các linh kiện.

106

Bảng lắp ráp

mạch điện

Sơn tĩnh điện màu ghi sáng, trên có các 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 bằng

đồng, có hệ số tự cảm (khi không có

lõi sắt) khoảng từ 0,02H đến 0,05H

D4 PTVL2035

Bộ thí nghiệm điện tích - điện trường

1. Sự nhiễm điện do tiếp xúc, hưởng ứng

2. Hình dạng đường sức điện trường

3. Sự phân bố điện tích ở vật dẫn tích điện. Sự đẳng

thế trên vật dẫn tích điện

4. Điện trường trong vật dẫn tích điện

110

Máy Uyn-xớt Máy Uyn-xớt có khoảng cách phóng

điện tối thiểu giữa hai điện cực

30mm, có hộp bảo quản bằng vật

liệu trong suốt và bộ phận sấy.

111

Tĩnh điện kế Có đường kính tối thiểu 200mm và

đảm bảo độ nhạy.

112

Vật dẫn hình

trụ

Rỗng bằng inox, một đầu nhọn, một

đầu lõm có đường kính khoảng

70mm, có gắn tua bằng sợi tổng hợp.

113

Bộ tua tĩnh

điện

Gồm 2 chiếc. Mỗi chiếc có các tua

bằng sợi tổng hợp; quả cầu bằng kim

loại đường kính khoảng 12mm gắn

trên trụ inox có đường kính tối thiểu

diendanvatlylamdong.com

120

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 bằng kim loại không

gỉ, mềm dễ uốn được đặt trên các đế

cách điện để đảm bảo uốn lưới được

tròn khép kín, trên lưới có gắn các

tua bằng sợi tổng hợp ở hai mặt.

D5 PTVL2036

Bộ thí nghiệm về dòng điện trong các môi trường

1. Dòng nhiệt điện

2. Dòng điện trong chất điện phân

3. Dòng điện trong chất khí

115

Bộ cặp nhiệt

điện

Tạo bởi hai dây dẫn khác loại, mối nối

được hàn nóng chảy (đồng-constantan

hoặc crômen-alumen), có đầu lấy điện

ra.

116

Bình điện

phân

Bộ 02 bình điện phân bằng nhựa

trong suốt, đường kính khoảng

78mm, cao khoảng 90mm, dày tối

thiểu 1,5mm, có nắp đậy và cọc đấu

điện, trong đó:

- Bình 1 có 02 điện cực bằng đồng

đỏ, kích thước tối thiểu

(23x80x2)mm.

Bình 2 có 02 điện cực bằng inox,

kích thước tối thiểu (60x80x0,4)mm

và dùng làm tụ điện phẳng.

117

Bộ nguồn một

chiều

100V và bộ khuếch đại dòng (I

max

10 mA).

D6 PTVL2037

Máy

Rumcoop

- Dùng nguồn 220V, công suất

120W.

- Khoảng cách đánh lửa cực đại là

100mm.

- Điện áp khi phóng tia lên tới vài

chục kV.

D7 PTVL2038 Bộ thí nghiệm lực từ và cảm ứng điện từ 11 diendanvatlylamdong.com

121

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết

Dùng

cho lớp

Ghi

chú

1. Phương và chiều của lực từ. Quy tắc bàn tay trái

2. Độ lớn của lực từ. Khái niệm cảm ứng từ

3. Hiện tượng cảm ứng điện từ

4. Định luật Len-xơ

5. Dòng điện Fu-cô

118 Hộp dụng cụ

Hộp gỗ kích thước

(400x220x120)mm có ngăn kéo chứa

các linh kiện. Trên hộp có gá lắp các

linh kiện sau:

- 02 ampe kế có vạch 0 ở giữa có giới

hạn đo 2A, độ chia nhỏ nhất 0,1A.

- Đòn cân bằng làm bằng nhôm có

gắn thước chỉnh, có trụ đứng gắn

được vào hộp.

- Nam châm điện má từ làm bằng

sắt non mạ kẽm, kích thước

(100x85)mm dây quấn bằng

đồng có đường kính 0,8mm, 800

vòng quấn trên lõi sắt non có

kích thước (60x60x40)mm, có 2

đèn LED và mũi tên chỉ chiều từ

trường.

- Bộ 2 biến trở xoay 100  - 2A.

- Bộ 3 khung dây 200 vòng, đường

kính 0,3mm có cơ cấu cắm lấy điện

ở đầu đòn cân: kích thước

(100x80)mm; (100x40)mm;

(100x20)mm có trục xoay, bảng

chia độ.

- Bộ 2 công tắc đảo chiều dòng

điện.

- Bộ ròng rọc, tay quay và dây

kéo.

- Lực kế 0,5N độ chia nhỏ nhất

0,01N.

- Nam châm vĩnh cửu thẳng kích

thước khoảng (10x20x180)mm,

có xác định cực.

diendanvatlylamdong.com

122

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết

Dùng

cho lớp

Ghi

chú

- Bộ 2 lõi sắt non, xẻ rãnh phù hợp với

má từ của nam châm điện, có vít hãm.

- Bộ 2 con lắc bằng nhôm có khối

lượng tương đương, dài 250mm

có giá treo, 1 có gắn vật dẫn đặc,

1 có gắn vật dẫn xẻ nhiều rãnh.

D8 PTVL2039

Bộ thí nghiệm về hiện tượng tự cảm

1. Hiện tượng tự cảm khi đóng mạch

2. Hiện tượng tự cảm khi ngắt mạch

119

Bảng mạch

điện

Bằng nhựa cứng, có tai treo, kích

thước tối thiểu (200x300x5)mm, trên

mặt có sơ đồ mạch điện và các linh

kiện:

- 02 bóng đèn 6V-3W.

- 01 cuộn cảm có lõi sắt từ kích

thước (22x27)mm dây bằng đồng

có đường kính 0,4mm, hệ số tự

cảm từ 100mH đến 120mH, có

điện trở thuần từ 20  đến 22 .

- 01 biến trở núm xoay từ 35  đến

50 , chịu được dòng điện 1A.

- 01 đèn neon.

- 04 công tắc đơn; 02 lỗ cắm điện.

D9 PTVL2040

Bộ thí nghiệm về máy biến áp và truyền tải điện

năng đi xa

120 Máy biến áp

Gồm 2 biến áp, dây đồng, đường

kính 0,4mm quấn trên khung nhựa

kích thước (55x55x45)mm.

- Cuộn sơ cấp có hai cuộn dây, mỗi

cuộn 200 vòng, điện áp vào tối đa

12V.

- Cuộn thứ cấp có hai cuộn dây 400

vòng và 200 vòng

- Lõi sắt từ.

121 Đèn Loại 6V-3W diendanvatlylamdong.com

123

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 về máy phát điện xoay chiều ba pha 12

123

Bảng thí

nghiệm

- Bảng kích thước

(550x400x10)mm., được nối với đế

3 chân và trụ thép để làm giá thí

nghiệm

124

Mô hình máy

phát điện 3

pha

Stato gồm có:

- 3 cuộn dây đồng đường kính

0,31mm, quấn 2500 vòng trên 3

khung nhựa kích thước

(55x55x45)mm được đặt lệch nhau

120

, trên mỗi cuộn có lắp một đèn

LED loại thông dụng màu xanh, đỏ,

vàng.

- Lõi sắt từ phù hợp với 3 cuộn dây

Rôto gồm có:

- Thanh thép kích thước

(90x25x12)mm, hai đầu có gắn nam

châm đất hiếm.

- Trục quay và tay quay bằng kim

loại

125

Bảng mạch

điện sao/tam

giác

Bằng nhựa, kích thước

(150x200x3)mm, có 7 đèn LED và 7

lỗ cắm.

D11 PTVL2042 Bộ thí nghiệm về hiện tượng quang điện ngoài 12

126

Tế bào quang

điện.

Loại chân không, catôt phủ chất

nhạy quang Sb-Ce, có hộp bảo vệ.

127 Nguồn sáng

Loại đèn 220V - 32W điều chỉnh được

cường độ sáng, có pha và chân đế.

128 Hộp chân đế

Kích thước (280x100x44) mm, có gắn

biến thế nguồn (điện áp đầu vào 220V,

điện áp đầu ra 1 chiều tối đa 50V/100mA)

và bảng mạch chiết áp điều chỉnh điện áp

ra liên tục.

diendanvatlylamdong.com

124

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết

Dùng

cho lớp

Ghi

chú

129 Kính lọc sắc Gồm 3 kính: đỏ, lục, lam.

D. PHẦN QUANG

Q1 PTVL2043

Bộ thí nghiệm quang hình 1

1. Đo tiêu cự của thấu kính phân kì

2. Kính hiển vi

3. Kính thiên văn và ống nhòm

130

Băng quang

học

Dài 750mm bằng hợp kim nhôm có

thước với độ chia nhỏ nhất 1mm, có

đế vững chắc. Trên băng có 5 con

trượt có vạch chỉ vị trí thiết bị quang

học gắn trên trục và khớp nối dài

khoảng 20mm, có vít hãm để gắn các

thấu kính, vật và màn hứng ảnh.

131

Đèn chiếu

sáng

12V – 21W có kính tụ quang để tạo

chùm tia song song, vỏ bằng nhôm

hợp kim, có khe cài bản chắn sáng,

có các vít điều chỉnh và 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 tròn mang hình số 1

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 4 thấu kính bằng thuỷ tinh, có

đường kính đường rìa tối thiểu

30mm, được lắp trong khung nhựa,

có trụ thép inox đường kính tối thiểu

6mm:

- Thấu kính phân kì, có tiêu cự f = 

70mm;

- Thấu kính hội tụ, có tiêu cự f = +

100mm;

- Thấu kính hội tụ, có tiêu cự f = +

diendanvatlylamdong.com

125

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 của nước 11

136 Giấy Giấy kẻ ô li loại thông dụng

137 Cốc thủy tinh

Thủy tinh trong suốt hình trụ, thành

mỏng, đường kính khoảng 80mm, cao

khoảng 100mm, được 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 của ánh sáng

- Quan sát hiện tượng giao thoa ánh sáng qua khe

Y-âng.

- Đo bước sóng ánh sáng.

139

Giá thí

nghiệm

Bằng nhôm 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 2 bản có giá đỡ: a = 0,10mm và

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 2

1. Định luật khúc xạ ánh sáng

2. Hiện tượng phản xạ toàn phần

3. Lăng kính

11 diendanvatlylamdong.com

126

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết

Dùng

cho lớp

Ghi

chú

4. Thấu kính

143 Bảng

Bảng gỗ có mặt tôn 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

bằng hợp kim nhôm có gắn nam

châm đất hiếm.

145 Bán trụ

Bản bán trụ bằng thuỷ tinh hữu cơ,

dày tối thiểu 15mm, có đường kính

khoảng 130mm và có gắn nam châm

đất hiếm.

146

Bản mặt song

song

Bản hai mặt song song bằng thuỷ

tinh hữu cơ, dày tối thiểu 15mm, kích

thước khoảng (130x31)mm, có gắn

nam châm đất hiếm.

147 Lăng kính

Bản lăng kính tam giác đều bằng thuỷ

tinh hữu cơ dày tối thiểu 15mm, có

cạnh dài khoảng 96mm và có gắn nam

châm đất hiếm.

148

Lăng kính

phản xạ toàn

phần

Bản lăng kính phản xạ toàn phần tam

giác vuông cân bằng thuỷ tinh hữu

cơ dày tối thiểu 15mm, có cạnh dài

khoảng 110mm và có gắn nam châm

đất hiếm.

149

Thấu kính hội

tụ 1

Bản thấu kính hội tụ bằng thuỷ tinh

hữu cơ dày tối thiểu 15mm, dài

khoảng 130mm, có hai mặt lồi, bề

rộng giữa 47,5mm và có gắn nam

châm đất hiếm.

150

Thấu kính hội

tụ 2

Bản thấu kính hội tụ bằng thuỷ tinh

hữu cơ dày tối thiểu 15mm, dài

khoảng 130mm, có một mặt lồi và

một mặt phẳng, bề rộng rìa 12mm,

bề rộng giữa 31,5mm, có gắn nam

châm đất hiếm.

151

Thấu kính Bản thấu kính phân kì bằng thuỷ tinh

diendanvatlylamdong.com

127

STT Mã thiết bị Tên thiết bị Mô tả chi tiết

Dùng

cho lớp

Ghi

chú

phân kì hữu cơ dày tối thiểu15mm, dài

khoảng 130mm, có hai mặt lõm, bề

rộng rìa 40,5mm, bề rộng giữa

12,5mm, có gắn nam châm đất hiếm.

152

Hộp đựng

dụng cụ

Q5 PTVL2047 Bộ thí nghiệm về 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 2 lăng kính tam giác đều, có đế

nam châm.

156 Màn chắn

Bằng vật liệu đảm bảo độ bền cơ học,

có khe chắn hẹp, có đế nam châm.

157 Màn quan sát

Bằng vật liệu đảm bảo độ bền cơ

học, màu trắng đục, có đế nam châm.

158

Dụng cụ phát

hiện tia hồng

ngoại, tia tử

ngoại

Gồm có quang trở và bộ khuếch đại.

II. PHẦN MỀM VẬT LÍ

159 PTVL3048

Bộ phần mềm

mô phỏng thí

nghiệm tối

tiểu lớp 10,

11, 12

- Mô phỏng các thí nghiệm thực,

người dùng phải tương tác với máy

tính bằng chuột hay bàn phím để tiến

hành các bước gần giống với tiến

hành thí nghiệm thực. Mỗi bài mô

phỏng có tích hợp sẵn hướng dẫn sử

dụng, chỉ rõ các điều cần lưu ý và

thao tác tiến hành thí nghiệm.

- Phần mềm hoạt động được trên các

máy tính sử dụng để dạy chương

trình tin học Trung học phổ thông, có

giao diện thân thiện sử dụng tiếng

Việt, dễ dùng, có hướng dẫn trực

tiếp.

10,

11, 12

diendanvatlylamdong.com

128

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 các quá trình

cơ học biến đổi nhanh bằng cách xác

định toạ độ của các vật chuyển động tại

mỗi thời điểm sau đó phân tích số liệu,

tính toán các đại lượng, vẽ các đồ thị

thực nghiệm... Sử dụng phần mềm, ta

có thể nghiên cứu được các dạng

chuyển động cơ học.

- Phần mềm hoạt động được trên các

máy tính sử dụng để dạy chương

trình tin học Trung học phổ thông, có

giao diện thân thiện sử dụng tiếng

Việt, dễ dùng, có hướng dẫn trực

tiếp.

10, 12

161 PTVL3050

Phần mềm

nghiên cứu về

hệ Mặt Trời.

- Có nội dung nghiên cứu cấu tạo của

hệ Mặt Trời. Nghiên cứu quỹ đạo

chuyển động, đặc điểm của các hành

tinh trong hệ Mặt Trời.

- Phần mềm hoạt động được trên các

máy tính sử dụng để dạy chương

trình tin học Trung học phổ thông, có

giao diện thân thiện sử dụng tiếng

Việt, dễ dùng, có hướng dẫn trực

tiếp.

diendanvatlylamdong.com

129

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Chương trình GDPT môn Vật lí cấp THPT. Bộ Giáo dục và Đào tạo ban

hành.

[2] Sách giáo khoa Vật lí lớp 10, lớp 11, lớp 12. Nhiều tác giả. Nhà Xuất

bản Giáo dục Việt Nam.

[3] Danh mục thiết bị dạy học tối thiểu môn Vật lí cấp THPT. Bộ Giáo dục

và Đào tạo ban hành.

[4] Tài liệu Hội nghị tập huấn BDGV thay CT-SGK môn Vật lí lớp 10 (năm

2006), lớp 11 (năm 2007), lớp 12 (năm 2008). Nhiều tác giả. Nhà Xuất bản Giáo

dục Việt Nam.

[5] Tài liệu Hội nghị tập huấn phát triển chuyên môn giáo viên THPT

chuyên môn Vật lí hè 2010, hè 2011. Nhiều tác giả.

[6] Dạy học theo chuẩn kiến thưc, kĩ năng môn Vật lí. Nhiều tác giả. Nhà

xuất bản Đại học sư phạm.

diendanvatlylamdong.com

130

MỤC LỤC

TT Nội dung Trang

1. Lời nói đầu 3

2. Phần thứ nhất: Những vấn đề chung 4

3. Phần thứ hai: Một số bài thí nghiệm thực hành môn Vật lí THPT 6

4. Phần thứ ba: Tổ chức dạy học thí nghiệm thực hành trong trường

THPT Chuyên

100

5. Phụ lục 104

6. Tài liệu tham khảo 129

7. Mục lục 130

Xem và tải về miễn phí

Tài liệu liên quan