Ознакомление с содержанием тем ''Электродинамика'' (Электрическое поле. Законы постоянного тока. Электрический ток в различных средах) в программах базовой и профильной старшей школы, страница 6

Приборы и оборудование: батарея из пяти последовательно соединенных сухих элементов (или ИЭПП –2), демонстрационный магазин сопротивлений, амперметр демонстрационный, ключ  демонстрационный, соединительные провода.

Соедините приборы  по схеме.

Измерьте ЭДС батареи Е1  и  ток I 1. Не меняя полного сопротивления цепи, включите батарею с Е2= 3е. Для этого один из элементов батареи (только не крайний) поставьте навстречу соседнему. Измерьте ЭДС Е3 и ток I3.

Полученные результаты запишите в таблицу 1.

Таблица 1.

ЭДС   Е

Сила  тока

Отношение  Е / I

Е1 = 5е

I1 =

E/  I1

E2 = 3e

I2 =

E2 /  I2

E3 = e

I3 =

E3 /   I3

( R + r ) = const

Запишите закон Ома для замкнутой цепи:

ОПЫТ № 7

ЗАВИСИСОСТЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ.

Оборудование: 1) термистор ММТ-4 на подставке, 2) лаборатор­ный прибор с термистором ММТ-1, 3) гальванометр демонстрационный от амперметра, 4) батарея аккумуляторов, 5) выключатель демонстрационный, 6) спиртовка, 7) провода соединительные, 8) стакан с холод­ной водой.

Термистор ММТ-4 (рис. 10): Буквы ММ обозначают полупроводнико­вый материал, из которого сделан термистор (окислы марганца и меди); буква Т—термистор; цифра 4—условное обозначение конструктивного оформления.

Термистор имеет форму цилиндрического стержня 5 длиной 12 мм и диаметром 2 мм. На концы стержня надеты контактные колпачки 3 с выводами из медной проволоки 7.

Поверхность стержня покрыта слоем эмалевой краски и обернута металли­ческой фольгой 4, которая улучшает теплообмен между терми­стором и окружающей средой. Один вывод термистор а припаян оловом 6 ко дну металлического корпуса 2, а другой — проходит в трубочке, вваренной в стеклянный изолятор 1. Герметизация термистора обеспечивает его устойчивую работу в условиях по­вышенной влажности и непосредственно в жидкостях.

Вычерчивают на классной до­ске схему и по ней собирают установку, показанную на рисунке 11. Термистор укрепляют на подставке в горизонтальном по­ложении и включают в электрическую цепь последовательно с демонстрационным гальванометром, батареей аккумуляторов (напряжением около 4 в) и выключателем.

При замыкании цепи гальванометр отмечает небольшой ток: стрелка гальванометра отклоняется примерно на два деления шкалы «0 - 10». Величина этого тока зависит (по закону Ома) от напряжения источника тока и начального, так называемого холодного сопротивления термистора, т. е. его сопротивления при комнатной температуре. После этого термистор медленно нагревают над пламенем спиртовки (пламя не должно касаться прибора) и наблюдают постепенное увеличение тока. Когда стрелка гальванометра будет подходить к последним делениям шкалы, нагревание прекращают.

Далее показывают обратный процесс—охлаждение термис­тора: снимают термистор со штатива и погружают в стакан со снегом или холодной водой. Стрелка гальванометра быстро пе­ремещается в обратную сторону и через некоторое время оста­навливается почти у нуля шкалы.

Проделанный опыт позволяет преж­де всего сделать вывод, что сопротив­ление полупроводников с повышени­ем температуры уменьшается и, нао­борот, с понижением температуры увеличивается.

Этот опыт дает основание сделать вывод, что концентрация электронов проводимости полупроводников в отличие от металлов зависит от температуры: с повыше­нием температуры концентрация возрастает, а с понижением  температуры—уменьшается. Тепловое движение является главной причи­ной возникновения электропроводности полу­проводников. Этот вывод имеет глубоко принципиальное значение. Он показывает, что без затраты внешней энергии образова­ние носителей заряда в полупроводнике не­возможно, а следовательно, невозможно и возникновение электрического тока.

ОПЫТ № 8

ЗАВИСИМОСТЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ОТ ОСВЕЩЕНИЯ. ФОТОРЕЛЕ.

Оборудование: 1) фоторезистор ФС-К1 на подставке, 2) галь­ванометр демонстрационный от амперметра, 3) батарея аккумуляторов, 4) электрическая лампа мощностью 60—100 Вт на подставке, 5) провода соединительные.