intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Hướng dẫn thí nghiệm vật lý đại cương 2

Chia sẻ: Nguyen DDD | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

Thêm vào BST
Báo xấu
1.851
lượt xem 93
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đo điện trở bằng mạch cầu Wheatston – Đo suất điện động bằng mạch xung đối 2. Nhận xét: - Đây là chắc là một trong hai bài khó nhất trong đợt này vì các bạn thường gặp khó khăn trong việc lắp mạch.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hướng dẫn thí nghiệm vật lý đại cương 2

  1. GV: Trần Thiên Đức - http://ductt111.wordpress.com V2011 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM BÀI 1 1. Tên bài: Đo điện trở bằng mạch cầu Wheatston – Đo suất điện động bằng mạch xung đối 2. Nhận xét: - Đây là chắc là một trong hai bài khó nhất trong đợt này vì các bạn thường gặp khó khăn trong việc lắp mạch. Ngoài ra hệ thống trang thiết bị đôi khi bị trục trặc như dây đứt ngầm, hỏng điện kế,… khiến cho bài đã khó lại càng khó hơn. - Tuy nhiên, nếu bạn đã thành thạo và lắp đúng mạch thì việc đo đạc lấy số liệu sẽ rất nhanh (trung bình 20s/ số liệu  chưa đầy 2 phút là xong) 3. Giải quyết: 3.1. Những đại lượng cần biết:  Cấp chính xác của hộp điện trở mẫu: 0.2% (cái này vô cùng quan trọng đấy, nếu các bạn không ghi vào thì về sau không thể tính được sai số của phép đo  100% bị trả lại bài rồi)  Độ dài của cầu dây: L = 500 mm  Sai số của thước đo: 1 mm  Số lượng dây: mạch cầu (7 dây  mắc mà trên hoặc dưới 7 dây thì có nghĩa là mắc sai hoặc mắc thừa những dây không cần thiết), mạch xung đối (5 dây) 3.2. Quá trình đo cần chú ý: a. Đối với mạch cầu:  Phải quan sát thật kĩ sơ đồ (hình 4).  Chú ý các thông số thiết lập ban đầu: o R để ở khoảng 800 – 900 ôm  các bạn có biết vì sao phải để giá trị này không?  vì điện trở Rx thường ở khoảng này nên đặt như vậy để tránh trường hợp cầu mất cân bằng dẫn tới dòng qua điện kế G vượt ngưỡng. o Nguồn phải vặn về vị trí 0V (vặn ngược theo chiều kim đồng hồ)  Sau đó lắp mạch theo các bước sau: o B1: Lắp ngay điện trở Rx và Ro vào mạch o B2: Lắp dây theo thứ tự sau: + nguồn  + A; -A  X; B  - G  B’; con chạy  +G  mời thầy cô giáo kiểm tra và tận hưởng thành quả của mình :).  Điều chỉnh dòng trong mạch là I = 50 mA và tiến hành đo (khi điều chỉnh dòng các bạn sẽ thấy kim điện kế G sẽ lệch khỏi vị trí cân bằng một chút  điều chỉnh Ro để kim về vị trí 0.  Chú ý khi đo phải để điện kế G ở vị trí “THÔ” và điều chỉnh Ro sao cho kim về vị trí 0 rồi chỉnh sang vị trí “TINH” và tinh chỉnh Ro để kim đến vị trí 0 (các bạn phải nhớ điều chỉnh các thang 0.1x trên điện trở Ro nữa  mục đích là để lấy sai số thôi  cho kết quả nó chân thực đỡ bị nghi ngờ là fake số liệu)  Cuối cùng là bước vô vô cùng quan trọng: tháo mạch và sang bài sau :). b. Đối với mạch xung đối  Mạch bài này thì quá dễ nên chắc cũng không cần phải hướng dẫn các bạn  Ở bài này chỉ chú ý một vài chỗ:
  2. GV: Trần Thiên Đức - http://ductt111.wordpress.com V2011 o Nếu bạn để dòng 75 mA khi đo nguồn chuẩn Eo (cái nguồn nằm ngay trên máy đó, nhiều bạn còn chả biết nguồn chuẩn ở đâu  pó tay) điều chỉnh con chạy mà đến tận giá trị 350 – 500 cm kim điện kế G mới về 0 thì tốt nhất là bạn nên tăng tối đa dòng trong mạch để giảm giá trị L1’ này o Nên nhớ trong cả hai lần đo phải để dòng trong mạch cùng một giá trị  nếu khác dòng thì kết quả 100% sai (rất nhiều bạn đo khác dòng mà vẫn ra đáp số chuẩn  100% là chép kết quả  nếu bị phát hiện thì ….T.T). o Đo xong thì phải tính thử kết quả: thông thường thì suất điện động của pin chỉ khoảng từ 1.5V đến hơn 1.7V một chút (thế mà tôi hỏi một bạn là suất điện động của pin trong bài là bao nhiêu thì bạn đó trả lời rất tự tin khoảng vài chục V thầy ạ  không đỡ nổi) 4. Xử lý số liệu:  Sinh viên thường có câu:”Lấy được số liệu đã khó, xử lý số liệu còn khó hơn”, nhưng ở bài này vấn đề xử lý số liệu thì rất đơn giản chỉ cần các bạn nắm vững quy tắc tính sai số, và viết kết quả cho chuẩn là OK.  Nhưng nói thì dễ hơn làm, có rất nhiều bạn tôi hướng dẫn từ tuần đầu (trả bài liên tục) mà vẫn không sửa được lỗi đó  chắc là lười không bao giờ thèm đọc quy tắc sai số hoặc cũng có thể đọc không hiểu và chép bài của người khác (thông thường các bạn hay chép phần xử lý số liệu của nhau nên nhiều khi hi sinh đồng loạt )  vì thế tốt nhất là các bạn hãy nghiên cứu lại quy tắc sai số và viết kết quả mà tôi đã trình bày trên blog. KẾT THÚC BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 1 – CHÚC MỌI NGƯỜI HOÀN THÀNH TỐT BÀI NÀY
  3. GV: Trần Thiên Đức - http://ductt111.wordpress.com V2011 Hình 1: Sơ đồ mạch cầu Hình 2. Sơ đồ mạch xung đối
  4. GV: Trần Thiên Đức - http://ductt111.wordpress.com V2012 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM BÀI 2 1. Tên bài: Xác định điện trở và điện dung bằng mạch dao động tích phóng dùng đèn Neon 2. Nhận xét: - Đây là bài thí nghiệm khá đơn giản trong việc đo đạc lấy số liệu (tất nhiên là trừ trường hợp thiết bị có vấn đề) - Xử lý số liệu thì lại khá là khó nếu các bạn không nắm vững quy tắc sai số, theo kinh nghiệm của tôi thì bài này phần lớn các bạn sẽ bị trả lại vì lỗi sai số. 3. Giải quyết: 3.1. Những đại lượng cần biết:  Hiệu điện thế ở đầu vào mạch điện Un: thường để giá trị từ 90 V đến 100 V (chú ý là nếu Un đo càng cao thì đo càng nhanh  lời khuyên là các bạn nên để khoảng tầm 96 V hoặc 98 V. Ngoài ra thì không có trường hợp Un là số lẻ, rất nhiều bạn thấy kim nằm ở giữa hai vạch thì điền luôn giá trị lẻ  sai  khi kim nằm ở giữa thì các bạn có thể làm tròn lên hoặc làm tròn xuống).  Vôn kế V: Um = 100 V  đây chính là giá trị max của thang đo Vonke (có khá nhiều bạn ghi là 110 V  sai), cấp chính xác của vôn kế là 1.5 % (hãy nhìn vào góc dưới của đồng hồ các bạn sẽ thấy con số này)  Cấp chính xác của máy MC-963A là 0.01 (s)  Điện trở mẫu: 1 MΩ, cấp chính xác 0.5%  Điện dung mẫu: thông thường là 1 μF chứ không phải là 2.2 μF ghi trên máy (thế mà cũng có rất nhiều bạn viết một cách hồn nhiên 1 MF  con số không tưởng), cấp chính xác thì tùy từng điện dung của từng phòng nên tốt nhất để yên tâm thì các bạn nên hỏi trực tiếp các thầy giáo hướng dẫn.  cái này rất có lợi vì sau này có sai sót thì còn có người để đổ tội ^_^.  Số lượng dây: bài này số dây cần thiết chỉ là 2 dây  thế nhưng nhiều bạn cứ thấy nhiều dây xung quanh bài thí nghiệm lại nghĩ là phải cần từng đấy dây nên chỗ nào mắc được là mắc cho bằng hết dây  đấu sai hoặc thừa dây không cần thiết. 3.2. Quá trình đo cần chú ý: a. Đối với phần xác định hiệu điện thế đèn Neon  Tuyệt đối không lắp trực tiếp nguồn vào đèn mà không có điện trở bảo vệ  cháy đèn ngay (mà theo điều lệ phòng thí nghiệm, gây hỏng hóc thiết bị thì hậu quả bi đát thế nào chắc các bạn hiểu hết rồi ). Vì vậy, khi lắp xong mạch thì tốt nhất là không bật nguồn và mời các thầy ra kiểm tra trước cho lành  chẳng may cháy đèn thì còn có người đỡ cho.  Bài này sẽ sử dụng điện trở 100K chứ không phải điện trở Ro  cái này rất nhiều bạn nhầm  Một số điểm đã được nối ngầm với nhau là: 3 điểm ở dưới, 3 điểm ở trên (tính từ bên phải sang).  Chú ý tiếp theo là khi đọc kết quả US : khi các bạn tăng dần U đến giá trị nào đó thì đèn sẽ sáng  khi đó kim của vôn kế sẽ giật ngược trở lại một chút  các bạn phải nhớ US là giá trị ngay lúc nó giật trở về.
  5. GV: Trần Thiên Đức - http://ductt111.wordpress.com V2012  Giá trị US và giá trị UT thường chênh lệch nhau khoảng từ 10 V đến 16 V b. Xác định điện trở và điện dung bằng mạch dao động tích phóng.  Phần này nhiệm vụ của các bạn chỉ là ngồi bấm nút và “air blade” trong lúc máy đo thời gian chạy.  Trường hợp đèn nhấp nháy mà đồng hồ thời gian không chạy (trường hợp này khá phổ biến) các bạn hãy chủ động điều chỉnh cảm biến sao cho nó hứng được ánh sáng của đèn nhấp nháy  nói chung là cũng đòi hỏi một chút khéo tay và kiên nhẫn  nếu khéo tay và kiên nhẫn rồi mà vẫn không chạy thì sử dụng giải pháp tối ưu là “em thưa thầy đồng hồ đo không chạy.”  Chú ý là trong cả ba trường hợp RoCo, RxCo, RoCx các bạn phải để cùng một hiệu điện thế Un  chỉ cần thay đổi Un là kết quả sẽ sai ngay.  Thông thường là to < tx < tx’, tất nhiên có phòng thì tx’ > tx do sử dụng điện dung khác nhau. 4. Xử lý số liệu:  Phần xử lý số liệu của bài này super dài dòng và hoa mắt  rất dễ sai sót  tốt nhất khi xử lý sai số hãy lẩm nhẩm khẩu quyết “tương đối, tuyệt đối không quá 2 chữ số có nghĩa”  chỗ nào mà có Δ, δ là không được quá 2 chữ số có nghĩa.  Để xử lý được chuẩn xác các bạn nên tham khảo bài báo cáo mẫu. KẾT THÚC BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 2 – CHÚC MỌI NGƯỜI HOÀN THÀNH TỐT BÀI NÀY
  6. GV: Trần Thiên Đức - http://ductt111.wordpress.com V2012 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM BÀI 3 1. Tên bài: Khảo sát mạch cộng hưởng RLC bằng dao động ký điện từ 2. Nhận xét: - Có lẽ đây là bài mắc mạch khó thứ 2 đối với các bạn (với tôi thì bài này mắc mạch quá đơn giản). - Xử lý số liệu cũng khá dễ và nhanh không quá khó như bài 2. 3. Giải quyết: 3.1. Những đại lượng cần biết:  Cấp chính xác của hộp điện trở mẫu: 0.2%  Các thang đo của máy phát tín hiệu: 1K, 10K, 100K  cái này các bạn phải chú ý để tránh đọc sai. Giả sử bạn để thang 100K thì có nghĩa là tín hiệu của bạn có thể lên được giá trị 100K chứ không phải lấy tín hiệu hiển thị nhân với 100K  Để đọc số liệu chuẩn thì các bạn phải quan sát số liệu chính và đèn đơn vị. Giả sử trên máy phát tín hiệu hiển thị 12.34 và đèn k bật sáng thì có nghĩa là tần số 12.34 kHz, nếu đèn Hz sáng (các đèn còn lại tắt) thì có nghĩa là tần số chỉ là 12.34 Hz.  Số lượng dây: 3 dây  Chú ý phân biệt đầu tín hiệu dương và tín hiệu âm của mỗi kênh trên dao động kí điện tử và khi đấu mạch thì luôn nhớ quy tắc sau: o Đừng bao giờ hai chân +, và – cắm cùng một chỗ  lỗi vô cùng sơ đẳng thế nhưng cũng có nhiều bạn đấu như vậy  may mà tín hiệu nhỏ chứ nếu ra thực tế các bạn đấu dây như thế thì sẽ bị chập điện ngay. o Khi lấy tín hiệu trên R, C, L thì luôn nhớ chân + luôn nằm ở bên phía tay trái của các bạn (tức là gần chân nguồn tín hiệu) o Phân biệt được chân + và chân -: chân + thường là màu đỏ, chân – có thể là màu đen hoặc màu xanh, trắng. o Thang đo trên hai kênh phải như nhau. Hình 1: Đầu lấy tín hiệu của dao động ký điện tử
  7. GV: Trần Thiên Đức - http://ductt111.wordpress.com V2012 3.2. Quá trình đo cần chú ý: a. Đo điện trở  Các bạn có thể mắc theo sơ đồ trong sách hướng dẫn hoặc mắc theo cách sau: o Bước 1: đấu nối tiếp Rx và R0 với nhau o Bước 2: Kênh X lấy tín hiệu trên R0 o Bước 3: Kênh Y lấy tín hiệu trên Rx (chú ý là chỉ cần đầu + cắm vào, không nhất thiết phải cắm đầu -) o Bước 4: Mời thầy giáo kiểm tra và tiến hành đo đạc thôi.  Các bạn điều chỉnh Ro khi nào trên dao động kí có một đường tạo với trục ngang 1 góc 45 0 thì ghi giá trị đó lại (đấy chính là giá trị điện trở Rx)  sau đó tăng tần số và đo tiếp  Chú ý là điện trở gần như không đổi theo tần số (vì R có phụ thuộc vào tần số đâu)  vậy mà có những bạn thấy điện trở không đổi thì lại thắc mắc với tôi là không hiểu tại sao điện trở không thay đổi thầy ạ  pó cái tay là pó cái chân. b. Đo dung kháng  Mạch đo dung kháng rất đơn giản, các bạn chỉ việc thay Rx thành Cx là xong  khi đó tín hiệu trên dao động kí sẽ có dạng là elip  các bạn chỉ việc điều chỉnh R0 sao cho thành đường tròn là xong  giá trị R0 chính là giá trị ZC.  Tần số khảo sát sẽ là 1000 Hz, 2000 Hz, 3000 Hz, nếu các bạn không tăng lên được 3000 Hz thì hãy chọn thang đo lớn hơn ở trên máy phát tín hiệu là ok c. Đo cảm kháng  Cũng tương tự như trên, chỉ khác là tín hiệu thu được trên dao động kí không phải là một elip đẹp mà là một elip hơi méo mó một chút  các bạn chỉnh R0 sao cho hình thu được gần tròn là ok (đừng hi vọng nó sẽ tròn xoe như bài dung kháng)  giá trị R0 khi đó chính là giá trị ZL d. Khảo sát cộng hưởng  Chú ý sau khi xác định xong ZL và ZC để dự đoán tần số cộng hưởng các bạn nên áp dụng công thức theo lý thuyết để xác định sơ bộ giá trị cộng hưởng  giá trị khảo sát sẽ thay đổi xung quanh giá trị đó.  Mạch cộng hưởng sẽ được mắc theo hình vẽ và clip minh họa: Hình 2. Mạch đo điện trở - Tín hiệu thu được trên dao động kí
  8. GV: Trần Thiên Đức - http://ductt111.wordpress.com V2012 Hình 3. Sơ đồ mắc mạch cộng hưởng nối tiếp 4. Xử lý số liệu:  Các bạn cần phải viết đầy đủ công thức tính sai số dụng cụ của điện trở mẫu (đây chính là lý do mà phải ghi bổ sung thêm giá trị cấp chính xác của hộp điện trở mẫu).  Để xử lý được chuẩn xác các bạn nên tham khảo bài báo cáo mẫu. KẾT THÚC BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 3 – CHÚC MỌI NGƯỜI HOÀN THÀNH TỐT BÀI NÀY
  9. GV: Trần Thiên Đức - http://ductt111.wordpress.com V2012 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM BÀI 4 1. Tên bài: Khảo sát và đo cảm ứng từ dọc theo chiều dài của một ống dây thẳng dài 2. Nhận xét: - Đây là một bài khá dễ khi lấy số liệu nhưng lại khó khăn trong việc xử lý số liệu thu được. - Một số công thức trong sách hướng dẫn có sai sót nên nếu các bạn tính theo công thức đó thì đến mùa quít cũng không thu được kết quả chính xác. 3. Giải quyết: 3.1. Những đại lượng cần biết:  Thang đo I: 10 A, sai số dụng cụ 0.01 A (cái này cực kì quan trọng nếu quên thì chắc chắn hi sinh vì nó dùng để vẽ ô sai số)  Thang đo B0: 19.99 mT, sai số dụng cụ 0.01 mT (quan trọng như cái trên)  Cường độ dòng điện I: cái này phụ thuộc vào từng thầy nhìn chung sẽ nhận các giá trị sau: 0.2; 0.3; 0.4; 0.5 (trong đó 0.4A thường được chọn nhiều nhất). Các em phải chú ý tới những giá trị I này vì nó cho ta biết được giá trị Bo lý thuyết (mà đã biết giá trị lý thuyết thì giá trị thực nghiệm kiểu gì chả chuẩn…^.^). Sau đây là giá trị lý thuyết của trường hợp trên (được tính từ công thức (3) nhưng chú ý là sửa I thành I0, B thành B0 và n = 2500 vòng/m, nhớ là I0 bằng căn 2 I) o 0.2 A -> B0(max) = 0.88 mT o 0.3 A -> B0(max) = 1.32 mT o 0.4 A -> B0(max) = 1.76 mT o 0.5 A -> B0(max) = 2.20 mT 3.1. Quá trình đo cần chú ý:  Mắc mạch phải nhớ mắc thêm biến trở nối tiếp vào mạch.  Rất nhiều bạn thắc mắc nhiều câu rất “super banana” như em điều chỉnh mãi mà I không tăng lên được 0.4A -> phải làm sao? -> tăng nguồn lên chứ còn làm gì. ^^.  Mốc 0 cm: vạch 0 nằm ở mép ngoài cùng của ống  Kết quả đo phải gần như không thay đổi khi ở xung quanh vị trí giữa ống dây  Sau khi đo xong bảng 1 thì bảng 2 đo khác so với hướng dẫn bằng cách để con chạy ở vị trí x = 15cm sau đó điều chỉnh I tăng dần từ 0.1A đến 0.8A với bước nhảy 0.1A -> đến đây lại
  10. GV: Trần Thiên Đức - http://ductt111.wordpress.com V2012 một câu hỏi “banana” không kém là tờ báo cáo chỉ có 5 ô mà thầy bắt em đo tận 8 lần -> chia đôi từng ô ra là xong (tha hồ điền nhé).  Sau khi kết thúc hai bảng các bạn điền giá trị Bo TN vào bảng 3, 4 (lấy từ bảng 1 điền vào, đừng có mà đo lại) và điền giá trị I vào bảng 3 (đây là giá trị mà các bạn thiết lập để đo bảng 1), giá trị n = 2500 vòng/m, N2 = 100 vòng  Xin chữ ký và come back home. ^^ 4. Xử lý số liệu:  Đây là vấn đề sinh viên đau đầu nhất vì không biết vì sao mình vẽ hình đẹp như thế mà vẫn thấy các thầy gửi lại bài kèm theo lời nhắn nhủ “ô sai số đâu?”  Khi nói đến “ô sai số” các em cần phải xác định kích thước “ô sai số” gồm hai cạnh. Chú ý độ dài mỗi cạnh phải bằng 2 lần sai số của đại lượng.  Vấn đề cuối cùng là vấn đề nhận xét -> cái này thì tùy khả năng “air blade” của các bạn thôi. KẾT THÚC BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 4 – CHÚC MỌI NGƯỜI HOÀN THÀNH TỐT BÀI NÀY
  11. GV: Trần Thiên Đức - http://ductt111.wordpress.com V2012 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM BÀI 5 1. Tên bài: Khảo sát hiện tượng từ trễ - Xác định năng lượng tổn hao từ hóa sắt từ 2. Nhận xét: - Mắc mạch bài này khá đơn giản chỉ 30s là xong (các bạn mắc theo sơ đồ hướng dẫn) - Xử lý số liệu cũng khá dễ vì nó không liên quan gì đến sai số. - Vấn đề ở bài này chỉ đơn giản là các bạn chưa quen thao tác với bộ ghép nối Cassy và vẽ đồ thị. 3. Giải quyết: 3.1. Những đại lượng cần biết:  Thang đo Ux: cỡ V/div (ứng với cường độ từ trường H), thang đo Uy: cỡ vài chục mV/div (ứng với cảm ứng từ B)  hai thông số này các bạn phải chủ động đọc ở trên dao động kí điện tử (nhìn vào nút thang đo ở các kênh, vạch trắng chỉ ở thang đo nào thì đó là giá trị /div, ví dụ kênh X chỉ 2 V thì có nghĩa là 2 V/div).  Điện trở R1 thiết lập ở giá trị 150 ôm  Vật liệu sử dụng: thường là thép silic với các thông số (S = 60 mm2, l = 51 mm, N1 = 400 vòng, N2 = 650 vòng)  Tích RC = 0.68  Nguồn khảo sát: thường là 6V hoặc 9V (trong cả hai trường hợp khảo sát bằng dao động kí điện tử hay cassy phải giữ nguồn không đổi  như thế thì mới so sánh được kết quả)  Số lượng dây: Khảo sát với dao động kí: 4 dây, khảo sát với Cassy: 8 dây  Chú ý phân biệt đầu tín hiệu dương và tín hiệu âm của mỗi kênh trên dao động kí điện tử và khi đấu mạch thì luôn nhớ quy tắc sau: o Đừng bao giờ hai chân +, và – cắm cùng một chỗ  lỗi vô cùng sơ đẳng thế nhưng cũng có nhiều bạn đấu như vậy  may mà tín hiệu nhỏ chứ nếu ra thực tế các bạn đấu dây như thế thì sẽ bị chập điện ngay. o Phân biệt được chân + và chân -: chân + thường là màu đỏ, chân – có thể là màu đen hoặc màu xanh, trắng. o Chân dương sẽ đấu vào vị trí X, Y (cái này ghi ngay ở trên bảng mạch), chân – đấu vào vị trí COM (cũng thể hiện trên bản mạch) Hình 1. Đầu lấy tín hiệu của dao động ký điện tử
  12. GV: Trần Thiên Đức - http://ductt111.wordpress.com V2012 3.2. Quá trình đo cần chú ý: a. Khảo sát bằng dao động kí điện tử  Mắc mạch như hình vẽ: Hình 2. Sơ đồ mạch khảo sát đường cong từ trễ  Nguồn trong bài là nguồn xoay chiều AC  các bạn chú ý đừng cắm nhầm thành nguồn DC  Chú ý: o Vòng tròn đen: thông thường thì các bạn không phải điều chỉnh cái này nhưng đôi khi có một số nhóm thí nghiệm kíp trước thay đổi linh tinh  khiến cho các bạn lắp đúng mạch cũng không thể ra được  kiểm tra vị trí các nút trên các vòng tròn đen xem đã chuẩn chưa. o Vòng tròn đỏ: đây là những nút điều chỉnh để chu trình từ trễ đối xứng qua tâm của màn hình  cái này rất quan trọng vì nó giúp các bạn xác định các giá trị Br, Bs, Hs, Hc một cách chính xác.  Để đọc kết quả các bạn phải quy ước trục nằm ngang là trục x, trục nằm dọc là Oy, 1 ô to (khoảng 1cm) là 1 div như vậy dễ thấy là 1 ô tí hon sẽ là 0.2 div  nhiều bạn còn không đọc nổi ). Ví dụ các bạn muốn xác định Br  xác định xem chu trình từ trễ cắt trục Oy tại đâu  xác định xem từ gốc O đến vị trí đó là bao nhiêu ô tí hon  lấy số ô tí hon nhân với 0.2 div là xong.
  13. GV: Trần Thiên Đức - http://ductt111.wordpress.com V2012  Sau khi xác định xong các giá trị Br, Bs, Hs, Hc  ghi kết quả ra nháp  hỏi ý kiến giáo viên hướng dẫn  ghi kết quả  chuyển sang phần khảo sát bằng Cassy.  Ở bài này các bạn chỉ khảo sát với một mẫu và nguồn để ở thôi do đó đừng có nhi b. Khảo sát bằng Cassy  Về cơ bản, chức năng Cassy chẳng khác gì dao động kí điện tử nhưng nó sẽ hiển thị kết quả trên máy tính (nghe có vẻ rất công nghệ thông tin  oai hơn một chút )  do có máy tính giúp đỡ nên đo sẽ nhàn hơn.  Về mắc mạch, các bạn chi việc thay kênh X bằng 2 đầu tín hiệu từ cổng A, kênh Y bằng 2 đầu tín hiệu của cổng B  chú ý cổng A, B cũng có chân tín hiệu – và + nên phải cắm cho chuẩn vào (- thì vào COM, + thì vào A, B).  Sau khi lắp mạch xong thì các bạn thiết lập như trong sách hướng dẫn nhưng phải chú ý ở phần gõ công thức (công thức trong sách hướng dẫn không chính xác  làm theo thì chắc chắn không đo được): o Thay “=UA1*N1/R1/l”  UA1*400/150/0.051 (gõ trong ô điền công thức, giá trị các đại lượng chính là thông số của mẫu mà các bạn khảo sát  nếu giả sử mẫu thay đổi thì các bạn sẽ phải thay đổi các giá trị N1, R1, l tương ứng. o Thay “=UB1*R*C/N2/S”  UB1*0.68/650/0.000006  Điều chỉnh 3V bấm F9, điều chỉnh 6V bấm F9, điều chỉnh 9V bấm F9, điều chỉnh 12 V bấm F9  chuột phải chọn copy as bitmap  mở file word mới và paste vào đó.  Điều chỉnh về 6V hoặc 9V tùy theo giá trị mà các bạn khảo sát bằng dao động kí điện tử  bấm F9  khảo sát chu trình từ trễ.  Thao tác: (thường đến bước này các thầy cô giáo sẽ ra hướng dẫn trực tiếp các bạn làm) o Alt + V (vẽ đường thẳng đứng)  di đến vị trí 0 để vẽ trục Oy o Alt + H (vẽ đường nằm ngang)  di đến vị trí 0 để vẽ trục Ox o Xác định các điểm Br, Bs, Hs, Hc:  ở đây tôi sẽ nêu ví dụ xác định Br các đại lượng còn lại tương tự:  Alt + H  kẻ đường nằm ngang  di chuyển đến vị trí Br  kích chuột trái để cố định đường đó  Alt + T  sẽ xuất hiện ô kết quả, các bạn chỉ việc đổi tên đại lượng thành Br = XXX là xong, Bs cũng tương tự thôi. Nhưng đối với H thì các bạn phải vẽ đường nằm dọc  thay Alt + H thành Alt + V và thao tác tương tự trên.  Chú ý nếu chẳng may bạn đặt không đúng vị trí thì bạn có thể kích đúp chuột trái vào đường đó để dịch chuyển lại.  Để xóa một đường thì chỉ việc kích đúp chuột trái  chuột phải  delete luôn. o Xác định năng lượng tổn hao từ hóa sắt từ  cái này trông thế mà khó nhằn phết (tất nhiên là nếu bạn không có kinh nghiệm thì còn lâu mới xác định được).  Đầu tiên thao tác như trong sách hướng dẫn nhưng các bạn sẽ chọn điểm bất kì để tiến hành lấy tích phân  lúc này vấn đề xuất hiện là không thể nào quét kín được đường cong từ trễ  sẽ có 1 điểm chuyển giao (khi đến điểm này thì
  14. GV: Trần Thiên Đức - http://ductt111.wordpress.com V2012 đường đang xanh chuyển thành đen, đường đang đen lại chuyển thành xanh)  tại điểm chuyển giao bạn kích chuột trái để đánh dấu điểm đó ngay  sau đó chọn chuột phải và chọn mục xóa thao tác vừa thực hiện (tôi không nhớ rõ tiếng anh là gì, nói chung là có chữ delete một cái là delete tất cả, một cái là delete thao tác vừa rồi  chú ý chọn nhầm là mất hết số liệu)  lúc này lại tính tích phân nhưng bắt đầu ở điểm đánh dầu  bạn sẽ thu được một đường cong gần như kín  thả tay rồi bấm Alt + T đổi tên I thành w là xong. o Sau khi xong các bạn lại copy as bitmap vào file word đã mở lúc nãy  mời thầy cô kiểm tra  in  về làm một giấc  4. Xử lý số liệu:  Xử lý số liệu ở bảng 2 thì phải nhớ nhiệm vụ của bạn là đổi từ div  V  T, A/m. o Từ div ra V thì chắc không vấn đề gì  chỉ việc lấy giá trị div nhân với thang đo tương ứng là xong (B thì phải nhân với thang Uy, H thì phải nhân với thang Ux  cẩn thận đừng nhầm lẫn kẻo bị trả lại bài ngay) o Từ giá trị V thì đối với H các bạn sử dụng công thức (3) trong sách hướng dẫn, B thì sử dụng công thức (8) trong sách để đổi ra các đơn vị tương ứng. Chú ý đơn vị H là A/m, đơn vị B là T  hi vọng không ai nhầm cái này.  Ở phần vẽ đồ thị  từ hình vẽ thu được trên máy tính bạn vẽ một đường cong từ hóa cơ bản giống như trong hình 3 (căn ke mà vẽ thôi  chính xác tương đối và chú ý là đường cong từ hóa phải đi qua gốc tọa độ)  từ đường cong từ hóa  sự phụ thuộc của độ từ thẩm vào từ trường ngoài (cách vẽ: chọn khoảng 10 điểm phân bố đều trên đường cong từ hóa sử dụng tỷ lệ để ước lượng giá trị B, H tại điểm đó (cái này phải kết hợp với kết quả in ra thì mới đọc chuẩn được)  áp dụng công thức tính ra giá trị μ tương ứng  nối các điểm đó lại  các bạn sẽ thu được hình giống hình 1 trong sách hướng dẫn (chú ý độ từ thẩm cực đại sẽ nằm ở vùng II, còn vùng II là vùng nào thì tự đọc tài liệu nhé – trang 25))  Tính P thì quá đơn giản rùi  áp dụng công thức (12) với w lấy từ máy tính là xong (chú ý đơn vị P là W/m3) KẾT THÚC BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 5 – CHÚC MỌI NGƯỜI HOÀN THÀNH TỐT BÀI NÀY
  15. GV: Trần Thiên Đức - http://ductt111.wordpress.com V2012 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM BÀI 6 1. Tên bài: Xác định điện tích riêng e/m của electron theo phương pháp magnetron 2. Nhận xét: - Mục đích cao cả của bài thí nghiệm này là giúp cho sinh viên nhận ra một chân lí là sự thật bao giờ cũng phũ phàng hơn nhiều khi so với lý thuyết. Các bạn sẽ có cơ hội xác định điện tích riêng bằng một phương pháp nghe khá là tây: ma nhê tờ rôn (magnetron). - Vấn đề tiếp theo là tôi chưa từng hướng dẫn thí nghiệm bài này nên chưa có nhiều kinh nghiệm lắm, chủ yếu là chém gió để các bạn hiểu được bản chất của bài và nắm một cách cơ bản các thao tác cần phải làm khi tiến hành thí nghiệm. 3. Giải quyết: 3.1. Những đại lượng cần biết: - Khi làm bài này các bạn phải chú ý là lấy đầy đủ các số liệu ban đầu để còn xử lý kết quả:  Thang đo Um của vôn kế - cấp chính xác (đọc trên vônkế - hình như ở góc dưới bên phải hoặc bên trái)  Thang đo Im của ampe kế 1 và 2 (đọc trên ampe kế - tương tự như trên)  Số vòng dây và sai số  Hệ số của ống dây và sai số  Khoảng cách lưới – anode và sai số  Hiệu điện thế giữa lưới G và K  Số liệu 3,4,5 tốt nhất là nên hỏi trực tiếp giáo viên hướng dẫn 3.2. Cơ sở lý thuyết Đây có lẽ là vấn đề khó khăn nhất của chúng ta vì đa phần là đọc hướng dẫn xong mà cũng không hiểu vì sao nó lại như thế nhỉ. Để hiểu được nguyên lý của bài này thì các bạn nên xem lại một chút kiến thức về electron chuyển động trong điện trường và từ trường. Tóm tắt lại chỉ gồm có hai ý: - Trong điện trường: electron sẽ chuyển động ngược hướng với điện trường - Trong từ trường vuông góc với phương chuyển động của e: ông từ trường sẽ không hề ảnh hưởng đến vận tốc của ông electron mà chỉ có tác dụng thay đổi quỹ đạo (ở đây là biến quỹ đạo thành một đường cong bán kính r nào đó). Hiện tượng này giống như khi các bạn nam sinh viên BK (giống electron) đang đi thẳng dọc theo đường đôi để lên giảng đường học thì tự dưng ở đâu đó trước thư viên TQB có vài bạn girls cute đứng đó (vai trò của từ trường)  tôi đảm
  16. GV: Trần Thiên Đức - http://ductt111.wordpress.com V2012 bảo đến 99% là quỹ đạo di chuyển của các bạn sẽ bị uốn cong về phía thư viện. Độ cute càng cao thì đảm bảo quỹ đạo sẽ càng uốn cong thậm chí là không còn đi thẳng nữa mà cứ đi xung quanh khu vực đấy  cho dù có bị điểm danh thì cũng phải xin được số điện thoại đã. Hình 1. Cấu tạo của đèn ma nhê tờ rôn Quay trở lại vấn đề của bài thí nghiệm, ở đây chúng ta cần tưởng tượng cấu tạo của đèn manheton đã. Hình 1 là cấu tạo của đèn ma nhê tở rôn. Chúng ta sẽ thấy đẳng cấp khác hẳn hình vẽ trong sách hướng dẫn (vài ba cái vòng tròn đồng tâm rồi kí hiệu choe choét  khiến chúng ta rất khó tưởng tưởng ). Đèn manhetron là một bóng thủy tính bên trong là chân không rất cao (10-7 – 10-8 mmHg)  có nghĩa là khu vực nằm trong bóng đèn gồm anode, cathode và lưới G có chân không rất cao  con ruồi nào lọt vào đây là hi sinh ngay vì không có oxi mà thở. Cái ống màu xanh lá cây ngoài cùng thực ra là một ống dây và vai trò của nó là tạo ra từ trường B chạy dọc theo ống dây. Từ trường này sẽ có tác dụng uốn éo quỹ đạo của mấy đồng chí electron chạy ra từ anode. Đến đây chúng ta sẽ có một số các câu hỏi được đặt ra. Chắc chúng ta sẽ phải nhờ đến GSX 
  17. GV: Trần Thiên Đức - http://ductt111.wordpress.com V2012 Câu 1: Không hiểu electron ở đâu ra nhỉ? Chẳng nhẽ lại tự nó sinh ra. GSX: Nói thật câu này quá dễ. Bây giờ giả sử nếu các bạn nằm trong nhà vào mùa hè có quạt và điều hòa rất mát. Tình huống đặt ra là tự dưng mất điện. Lúc này nhiệt độ sẽ tăng cao và các bạn sẽ thấy nóng trong người. Lập tức không ai bảo ai các bạn sẽ tự động chạy ra khỏi nhà hưởng tý khí trời ngay. Và đây cũng chính là nguyên lý để tạo ra electron. Người ta sẽ sủ dụng một sợi dây kim loại có điện trở cao và được nối với một nguồn điện bên ngoài. Và tất nhiên ai cũng hiểu là có dòng qua điện trở thì kiểu gì dây kim loại chả nóng và khiến catốt nóng theo. Mà catốt nóng thì mấy ông electron ở trong đó chịu sao nổi và lập tức rủ nhau dạt nhà luôn. Câu 2: Thế sau khi electron bay ra ngòai thì chúng sẽ đi đâu? GSX: Cái đấy thì lại còn tùy từng trường hợp. Ví dụ các bạn ra khỏi nhà mà không biết đi đâu thì cũng chỉ lởn vởn ra rồi lại vào, vào rồi lại ra. Electron cũng vậy, ra rồi vào, vào chán rồi lại ra. Tuy nhiên, nếu giả sử đang đứng ở ngoài tự dưng nhận được tin nhắn quán game XYZ ở Bách khoa không mất điện và có điều hòa rất mát. Lập tức các chiến hữu từ mọi ngả đường sẽ kéo ngay về quán game đó. Tương tự như vậy, nếu ta đặt vào giữa lưới G và ca tốt (các bạn chú ý là giữa lưới G và ca tốt nhé chứ không phải là giữa a nốt và ca tốt) thì dưới tác dụng của điện trường thì electron sẽ bị cuốn về lưới G. Chú ý là phải đặt đúng chiều của điện trường là cực dương của nguồn vào lưới G và cực âm vào ca tốt. Câu 3: Ống dây D có tác dụng gì? GSX: Chúng ta lại xét một ví dụ thực tế nhé. Giả sử các bạn đang tới quán game để tránh cái nóng thì lúc này nhận được điện thoại của bạn gái bảo qua đón đi ăn kem. Đến lúc này sẽ xảy ra một cuộc đấu tranh tư tưởng là qua đón đi ăn kem hay là tụ tập với an hem chiến hữu đánh game. Đối với nhưng bạn chỉ hơi hơi thích thì sẽ có suy nghĩ là kem kiếc gì tốn tiền chơi game sướng hơn và nhắn tin lại là anh đang bận học sắp thi rồi để hôm khác được không?  (lý do to hơn sự thật). Tuy nhiên với những bạn đang iu thì có khi gần đến quán rồi thì vòng lại đón đi ăn kem ngay. Trường hợp iu mãnh liệt thì sẵn sàng quay lại luôn không thèm chơi game nữa. Có thể nói tác động của bạn gái giống hệt như tác dụng của từ trường lên electron. Quay trở lại câu hỏi, ống dây ở đây có tác dụng vô cùng quan trọng trong việc thay đổi quĩ đạo của electron từ lưới G đến anốt. Ở đây các bạn chú ý là sẽ có hai vùng rất quan trọng là giữa catốt và lưới G và giữa lưới G và anốt. Trong vùng giữa catốt và lưới G vận tốc electron tăng dần và được tính theo công thức: Trong vùng giữa anốt và lưới G thì vận tốc electron có thể coi như không đổi. Lý do dẫn đến điều này là ampe kế A2 nối giữa lưới G và anốt có điện trở rất nhỏ nên có thể nói hiệu điện thế giữa anốt và lưới G coi như bằng 0 mà đã bằng
  18. GV: Trần Thiên Đức - http://ductt111.wordpress.com V2012 0 thì sẽ không gia tốc được electron nữa. Ở đây chúng ta sẽ chỉ xét vùng electron chuyển động đều. Như chúng ta đã biết khi đặt một từ trường vuông góc với phương truyển động của electron thì sẽ xuất hiện lực Lorentz, lực này đóng vai trò là lực hướng tâm và sẽ làm quỹ đạo của electron bị uốn cong theo đường tròn bán kính r: Hình 2. Vùng chuyển động nhanh dần đều và vùng chuyển động đều của electron Nhìn vào công thức trên ta thấy ở đây khi m, v, e đã xác định thì bán kính sẽ phụ thuộc vào cảm ứng từ B. Nếu B càng lớn thì có nghĩa là R càng nhỏ. Và khi B tăng đến một giá trị tới hạn nào đó thì bán kính R sẽ bằng d/2 (d là khoảng cách giữa lưới và anốt). Lúc này chúng ta sẽ thấy là chẳng có một ông electron nào chạy được tới anốt nữa (tất cả đã theo gái đi ăn kem rồi ). Ở đây từ trường B dễ dàng điều chỉnh bằng việc thay đổi dộ lớn dòng điện qua ống dây: Bây giờ giả sử tôi gọi I1 là cường độ dòng điện gây ra từ trường tới hạn B1. Hình 3 sẽ cho chúng ta cái nhìn tổng thể về quĩ đạo của electron trong một số trường hợp đặc biệt
  19. GV: Trần Thiên Đức - http://ductt111.wordpress.com V2012 Hình 3. Quỹ đạo của electron (1): Khi không có từ trường (chưa nhận điện thoại của bạn gái) electron chạy thẳng từ từ lưới G đến anốt (chạy thẳng đến quán game mà không phải lăn tăn gì) (2): Khi có từ trường nhưng chưa đủ lớn I < I1 (nhận điện thoại của bạn gái nhưng trong giai đoạn chưa có gì sâu sắc) electron vẫn đến được anốt nhưng quĩ đạo đã bị uốn cong (tình trạng nửa muốn đi đón nửa muốn đánh game nên đi vòng vèo một lúc và cuối cùng sức hút của game lớn hơn nên quyết định đến quán game sau một lúc đi vòng vèo) (3): Khi có từ trường đủ lớn I = I1 (nhân điện thoại của bạn gái trong giai đoạn tình cảm bắt đầu sâu sắc) quỹ đạo electron chuyển thành quỹ đạo tròn và electron không tới anốt nữa (đây là giai đoạn khó khăn nhất vì đòi hỏi qúa trình đấu tranh tư tưởng khá dài, cứ nửa muốn game nửa muốn girl nên cứ vòng vèo mãi. Nhưng cuối cùng tình cảm trỗi dậy đúng lúc đang gửi xe chuẩn bị vào quán nên lấy xe quay lại luôn ) (4): Khi từ trường lớn hơn từ trường giới hạn I > I1 (nhận điện thoại trong giai đoạn lúc nào cũng hóng hớt điện thoại của bạn gái) quỹ đạo tròn electron sẽ bị thu nhỏ lại (có thể nói đây là lúc mà game chỉ còn là con muỗi khi so với girl, nhận điện là quay đầu xe luôn) Đến đây hi vọng các bạn đã hiểu cái cần phải hiểu. Tạm biệt GSX và chúng ta tiếp tục tới nội dung tiếp theo. 3.3. Quá trình đo cần chú ý - Đặc điểm nhận dạng thiết bị là có một cuộn dây rất to đặt thẳng đứng ở giữa (hình 4, hình 5). Các bạn chú ý vai trò của từng nguồn một chiều, ampe kế để mắc cho chuẩn. Để đơn giản ta nên chia chia nhỏ giai đoạn mắc ra:  Giai đoạn 1: Cấp nguồn cho catốt  tìm vị trí nguồn U2 và cấp thôi  Giai đoạn 2: Cấp nguồn cho lưới và catốt  tìm vị trí nguồn U3 và chú ý dương nguồn phải đấu vào lưới G và đấu vôn kế song song với nguồn U3.
  20. GV: Trần Thiên Đức - http://ductt111.wordpress.com V2012 Nếu như tôi không nhầm thì lưới G và catốt đã được đấu thẳng với vôn kế V nên các bạn chỉ cần đấu với vôn kế là xong  Giai đoạn 3: Cấp nguồn cho ống dây  tìm vị trí nguồn U1 và chú ý là đấu nối tiếp với ampe kế A1 để còn đọc giá trị I1.  Giai đoạn 4: Đấu ampe kế A2, ampe kế này đóng vai trò rất quan trọng trong việc xác định giá trị tới hạn của từ trường (các bạn sẽ thấy ban giá trị của ampe kế này sẽ giảm dần đến giá trị 0 trong quá trình đo) Hình 4. Bộ thiết bị khảo sát Hình 5. Sơ đồ thí nghiệm xác định điện tích riêng electron
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2