На главную Тексты книг БК Аудиокниги БК Полит-инфо Советские учебники За страницами учебника Фото-Питер Настрои Сытина Радиоспектакли Детская библиотека

Демонстрационные опыты по электричеству. Шахмаев, Каменецкий. — 1963 г.

Николай Михайлович Шахмаев
Самуил Ефимович Каменецкий

Демонстрационные опыты по электричеству

*** 1963 ***


DjVu

 


      ОГЛАВЛЕНИЕ
     
      Предисловие 3
     
      ГЛАВА I
      Оборудование для демонстрационных опытов по электричеству
     
      § 1. Универсальный выпрямитель 5
      § 2. Модели аналогии для объяснения сущности процессов, происходящих в электрической цепи 8
      § 3. Комплект приборов для изучения магнитного поля 14
      § 4. Демонстрационный осциллограф 20
      § 5. Электронный переключатель к осциллографу 24
      § 6. Демонстрационные амперметр, вольтметр и ваттметр 26
      § 7. Комплект приборов для изучения свойств электромагнитных волн 28
     
      ГЛАВА II
      Электрические заряды. Электрическое поле
     
      § 1. Условия, обеспечивающие успешное проведение электростатических опытов 39
      § 2. Электризация тел. Электрический заряд 41
      Опыт 1. Электризация тел
      Опыт 2. Притяжение наэлектризованным телом не наэлектризованных тел 42
      Опыт 3. Проводники и изоляторы 45
      Опыт 4. Взаимодействие наэлектризованных тел
      Опыт 5. Объяснение устройства и принципа действия электроскопа 46
      Опыт 6. Делимость электричества 47
      Опыт 7. Распределение зарядов на проводнике
      Опыт 8. Полная передача заряда проводником 48
      Опыт 9. Два рода электрических зарядов
      Опыт 10. Одновременная электризация двух соприкасающихся тел 49
      Опыт 11. Явление электростатической индукции 50
      Опыт 12. Пьезоэлектричество 51
      Опыт 13. Распределение зарядов на поверхности проводника 52
      Опыт 14. Заряды на остриях. Электрический ветер
     
      § 3. Закон Кулона 53
      Опыт 15. Проверка закона Кулона 54
     
      § 4. Электрическое поле 56
      Опыт 16. Проявления электрического поля
      Опыт 17. Напряженность электрического поля точечного заряда 59
      Опыт 18. Напряженность электрического поля между двумя длинными пластинами 60
      Опыт 19. Экранирующее действие проводников 61
      Опыт 20. Поляризация диэлектрика
      Опыт 21. Энергия электростатического поля 62
      Опыт 22. Измерение разности потенциалов 64
      Опыт 23. Потенциал заряженного проводника 65
     
      § 5. Электроемкость 66
      Опыт 24. Измерение электроемкости 67
      Опыт 25. Электроемкость плоского конденсатора 69
      Опыт 26. Устройство конденсатора постоянной емкости 70
      Опыт 27. Устройство конденсатора переменной емкости 71
      Опыт 28. Параллельное соединение конденсаторов
      Опыт 29. Последовательное соединение конденсаторов 73
      Опыт 30. Энергия заряженного конденсатора 74
     
      ГЛАВА III
      Электрический ток в металлах. Законы постоянного тока
     
      § 1. Особенности эксперимента по законам постоянного тока 76
      § 2. Условия существования электрического тока в цепи. Электронная проводимость металлов 78
      Опыт 31. Движение электрических зарядов 79
      Опыт 32. Условие, необходимое для существования постоянного тока в проводнике 81
      Опыт 33. Отличие электростатического поля от электрического поля в проводнике при протекании постоянного тока 82
      Опыт 34. Электронная проводимость металлов 84
      Опыт 35. Электрический ток в металлах 86
     
      § 3. Электрическая цепь. Энергетические преобразования в электрической цепи постоянного тока
      Опыт 36. Электрическая цепь. Гидродинамическая аналогия электрической цепи 87
      Опыт 37. Механическая модель для объяснения процессов, про исходящих в электрической цепи постоянного тока 90
     
      § 4. Сопротивление проводников. Закон Ома для участка цепи 92
      Опыт 38. Зависимость сопротивления от материала, длины и сечения проводника
      Опыт 39. Закон Ома для участка цепи 94
      Опыт 40. Зависимость сопротивления металлических проводников от температуры 99
     
      § 5. Соединения проводников 101
      Опыт 41. Последовательное и параллельноесоединения проводников 102
      Опыт 42. Мостик Уитстона
      Опыт 43. Шунтирование амперметра
      Опыт 44. Добавочное сопротивление к вольтметру
      Опыт 45. Реостаты
      Опыт 46. Потенциометрическое включение реостата в цепь
     
      § 6. Закон Ома для полной цепи
      Опыт 47. ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока
      Опыт 48. Закон Ома для полной цепи
      Опыт 49. Различие между электродвижущей силой источника напряжением
      Опыт 50. Соединение элементов в батареи
     
      § 7. Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца
      Опыт 51. Работа электрического тока
      Опыт 52. Мощность электрического тока
      Опыт 53. Измерение мощности тока. Ваттметр
      Опыт 54. Закон Джоуля-Ленца
     
      § 8. Термоэлектричество 130
      Опыт 55. Термопара -
      Опыт 56. Термостолбик 131
     
      ГЛАВА IV
      Электронные явления в вакууме
     
      § 1. Некоторые методические замечания по теме «Электронные явления в вакууме» 133
      § 2. Описание опытов 134
      Опыт 57. Явление термоэлектронной эмиссии
      Опыт 58. «Механизм» термоэлектронной эмиссии 136
      Опыт 59. Односторонняя проводимость диода
      Опыт 60. Ламповый выпрямитель 138
      Опыт 61. Кенотронный выпрямитель 139
      Опыт 62. Роль сетки в трехэлектродной лампе 142
      Опыт 63. Характеристика триода 143
      Опыт 64. Усилительные свойства электронной лампы 145
      Опыт 65. Применение трехэлектродных ламп в схемах усилителей 148
      Опыт 66. Электронный прожектор в электронно-лучевой трубке 149
      Опыт 67. Управление электронным пучком 151
      Опыт 68. Применение электронно-лучевой трубки. Осциллограф 152
     
      ГЛАВА V Электрический ток в электролитах
     
      § 1. Ионная проводимость электролитов 154
      Опыт 69. Отсутствие тока в цепи, когда электроды опущены в сосуд с дистиллированной водой 155
      Опыт 70. Электропроводность раствора серной кислоты 156
      Опыт 71. Движение ионов в электрическом поле 157
      Опыт 72. Электролиз медного купороса 158
      Опыт 73. Изменение сопротивления электролитов при нагревании 160
      Опыт 74. Проводимость стекла при размягчении
     
      § 2. Химические источники электрического тока. Технические применения электролиза 161
      Опыт 75. Различные элементы 162
      Опыт 76. Принцип действия аккумулятора 164
      Опыт 77. Применение электролиза в технике 165
     
      ГЛАВА VI Электрический ток в газах
     
      § 1. Природа электрического тока в газах 166
      Опыт 78. Разряд электроскопа под действием внешнего ионизатора
      Опыт 79. Несамостоятельный и самостоятельный разряды в газах 168
      Опыт 80. Зависимость тока в газовом промежутке от напряжения 170
     
      § 2. Различные виды электрических разрядов в газе при атмосферном давлении 172
      Опыт 81. Коронный разряд в
      Опыт 82. Электрофильтр 173
      Опыт 83. Искровой разряд 175
      Опыт 84. Электроискровая обработка металлов
      Опыт 85. Дуговой разряд 177
      Опыт 86. Электросварка 178
     
      § 3. Электрический разряд в газах при пониженном давлении 179
      Опыт 87. Прохождение электрического тока через воздух при постепенном его разрежении. Тлеющий разряд 179
      Опыт 88. Шкала пустот 181
      Опыт 89. Неоновая лампа и газосветные трубки 182
      Опыт 90. Прямолинейное распространение пучка электронов 183
      Опыт 91. Отклонение пучка электронов в магнитном и электрическом полях 185
      Опыт 92. Энергия пучка электронов 186
      Опыт 93. Люминесцентная лампа 187
     
      ГЛАВА VII
      Основные свойства полупроводников
     
      § 1. Сопротивление полупроводников 189
      Опыт 94. Зависимость сопротивления полупроводника от температуры 190
      Опыт 95. Термосопротивления
      Опыт 96. Применение термосопротивлений 192
      Опыт 97. Изменение сопротивления полупроводника при его освещении 194
      Опыт 98. Устройство фотосопротивлений
      Опыт 99. Использование фотосопротивлений в технике.195
      Опыт 100. Электронное фотореле
     
      § 2. Механизм электропроводности полупроводников 196
      Опыт 101. Демонстрация кинофрагмента «Собственная проводимость полупроводников» 199
      Опыт 102. Демонстрация кинофрагмента «Примесная проводимость полупроводников» 200
     
      § 3. Полупроводниковые выпрямители
      Опыт 103. Демонстрация кинофрагмента «Механизм образования запорного слоя» 201
      Опыт 104. Устройство полупроводниковых вентилей
      Опыт 105. Однополупериодный выпрямитель 202
      Опыт 106. Двухполупериодный выпрямитель 203
      Опыт 107. Мостовая схема выпрямителя 204
      Опыт 108. Сглаживающий фильтр 205
     
      § 4. Полупроводниковые усйлйтелй 205
      Опыт 109. Демонстрация кинофрагмента «Полупроводниковый триод» 210
      Опыт 110. Принцип работы транзистора
      Опыт 111. Простейший полупроводниковый усилитель 211
      Опыт 112. Усилитель с общим эмиттером 212
      Опыт 113. Усилитель к детекторному приемнику
      Опыт 114. Двухкаскадный усилитель 213
     
      § 5. Полупроводниковый термоэлемент 214
      Опыт 115. Простейший термогенератор
      Опыт 116. Принцип работы полупроводникового холодильника 215
     
      ГЛАВА VIII Магнитное поле
     
      § 1. Связь электрических и магнитных явлений 217
      § 2. Вводные опыты 219
      Опыт 117. Одновременное существование электрического и магнитного полей постоянного тока
      Опыт 118. Магнитное поле постоянного тока 220
      Опыт 119. Магнитное поле постоянных магнитов 221
      Опыт 120. Магнитное поле конвекционных токов 222
      Опыт 121. Действие магнитного поля на электрические заряды 223
      Опыт 122. Действие магнитного поля на железо 224
      Опыт 123. Картины магнитных полей 225
     
      § 3. Взаимодействие параллельных токов
      Опыт 124. Установка для изучения взаимодействия параллельных, токов 226
     
      § 4. Индукция и напряженность магнитного поля 229
      Опыт 125. -Введение понятия о магнитной индукции 231
      Опыт 126. Магнитное поле прямого тока
      Опыт 127. Магнитное поле катушки 233
      Опыт 128. Введение понятия о напряженности магнитного поля 235 Опыт 129. Соотношение между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля
     
      § 5. Магнитные свойства веществ 236
      Опыт 130. Ферромагнетизм
      Опыт 131. Парамагнетизм 237
      Опыт 132. Диамагнетизм 238
      Опыт 133. Зависимость ферромагнитных свойств от температуры Опыт 134. Нагревание ферромагнетика при циклическом пере-
      магничивании 239
      Опыт 135. Демонстрация петли гистерезиса 240
      Опыт 136. Эффект Боркгаузена 241
      Опыт 137. Процесс намагничивания ферромагнетика 242
      Опыт 138. Магнитная цепь 244
      Опыт 139. Магнитная экранировка 245
      Опыт 140. Демонстрация учебного кинофильма «Электромагниты и их применение» 246
     
      § 6. Движение заряженных частиц в магнитном поле
      Опыт 141. Движение электронов в магнитном поле 247
      Опыт 142. Движение ионов в магнитном поле
      Опыт 143. Магнитная линза 248
      Опыт 144. Электронно-лучевая трубка с магнитным управлением луча
      Опыт 145. Демонстрация фрагмента из учебного кинофильма «Электронно-лучевая трубка» 249
     
      ГЛАВА IX Явление электромагнитной индукции.
     
      § 1. Понятие об индуктированном электрическом поле. 250
      § 2. Вводные опыты 251
      Опыт 146. Получение индукционного тока при движении постоянного магнита относительно контура
      Опыт 147. Получение индукционного тока при изменении магнитной индукции
      Опыт 148. Получение индукционного тока при изменении площади контура, находящегося в постоянном магнитном поле 252
     
      § 3. Величина э. д. с. индуктированного электрического поля 253
      Опыт 149. Величина э. д. с. индуктированного поля
     
      § 4. Закон Ленца 254
      Опыт 150. Демонстрации справедливости закона Ленца с помощью прибора Петроевского
      Опыт 151. Демонстрация справедливости закона Ленца с помощью алюминиевого кольца и электромагнита 255
      Опыт 152. Демонстрация справедливости закона Ленца с помощью магнита, катушки и гальванометра 256
     
      § 5. Явление самоиндукции 257
      Опыт 153. Самоиндукция при замыкании цепи
      Опыт 154. Осциллограмма нарастания тока в цепи с катушкой
      Опыт 155. Самоиндукция при размыкании цепи
      Опыт 156. Осциллограмма э. д. с. самоиндукции при размыкании цепи
      Опыт 157. Явление самоиндукции при изменении тока в цепи
      Опыт 158. Величина э. д. с. самоиндукции
      Опыт 159. Энергия магнитного поля катушки
      Опыт 160. Искрогасящие устройства
     
      § 6. Вихревой характер индуктированного электрического поля
      Опыт 161. Индукционные токи в массивных проводниках
      Опыт 162. Модель магнитного тахометра
      Опыт 163. Вихревой характер индуктированного электрического поля
      Опыт 164. Возникновение переменного магнитного поля при изменении электрического поля
     
      ГЛАВА X Переменный ток
     
      § 1. Общие замечания
      § 2. Основные свойства переменного тока
      Опыт 165. Индукционный генератор
     
      § 3. Цепь переменного тока с активным сопротивлением
      Опыт 166. Введение понятия об активном сопротивлении
      Опыт 167. Ознакомление с принципом работы электронного переключателя
      Опыт 168. Фазовые соотношения в цепи с активным сопротивлением
     
      § 4. Цепь переменного тока с емкостью
      Опыт 169. Емкостное сопротивление
      Опыт 170. Фазовые соотношения в цепи с емкостью
      Опыт 171. Закон Ома для цепи с емкостью
     
      § 5. Цепь переменного тока с индуктивностью
      Опыт 172. Индуктивное сопротивление
      Опыт 173. Фазовые соотношения в цепи с индуктивностью
      Опыт 174. Закон Ома для цепи с индуктивностью
     
      § 6. Цепь переменного тока со смешанным сопротивлением
      Опыт 175. Сопротивление цепи переменного тока со смешанной нагрузкой
      Опыт 176. Фазовые соотношения в цепи переменного тока со смешанной нагрузкой
      Опыт 177. Резонанс в последовательной цепи переменного тока
      Опыт 178. Резонанс в параллельной цепи переменного тока Опыт 179. Закон Ома для цепи переменного тока со смешанным сопротивлением
     
      § 7. Мощность переменного тока
      Опыт 180. Мощность переменного тока
     
      § 8. Использование переменного тока
      Опыт 181. Однофазный трансформатор
      Опыт 182. Вращающееся магнитное поле однофазного тока Опыт 183. Вращающееся магнитное поле трехфазного тока
      Опыт 184. Асинхронный двигатель
      Опыт 185. Повышение коэффициента мощности
     
      ГЛАВА XI
      Электромагнитные колебания и волны
     
      § 1. О новом эксперименте в теме «Электромагнитные колебания и волны»
      § 2. Электромагнитные колебания
      Опыт 186. Получение свободных электромагнитных колебаний
      Опыт 187. Частота свободных электромагнитных колебаний 295
      Опыт 188. Ламповый генератор 296
     
      § 3. Некоторые свойства токов высокой частоты 297
      Опыт 189. Поверхностный эффект
      Опыт 190. Высокочастотная сушка 298
      Опыт 191. Свечение безэлектродных газонаполненных трубок в электромагнитном поле высокой частоты 299
     
      § 4. Электромагнитные волны в проводах
      Опыт 192. Короткая линия переменного тока
      Опыт 193. Длинная линия переменного тока 300
     
      § 5. Свободные электромагнитные волны 302
      Опыт 194. Открытый колебательный контур. Излучающая и приемные антенны
      Опыт 195. Скорость распространения электромагнитного поля в дистиллированной воде 304
      Опыт 196. Принцип радиотелеграфной передачи
      Опыт 197. Принцип радиоуправления
      Опыт 198. Принцип амплитудной модуляции 305
      Опыт 199. Принцип передачи модулированных сигналов 307
      Опыт 200. Генератор сантиметровых волн 308
      Опыт 201. Экранирующее действие проводников 310
      Опыт 202. Отражение электромагнитных волн
      Опыт 203. Законы отражения электромагнитных волн 311
      Опыт 204. Собирающее действие вогнутого зеркала 312
      Опыт 205. Преломление электромагнитных волн
      Опыт 206. Линзы для электромагнитных волн 313
      Опыт 207. Прохождение электромагнитных волн через призму 314
      Опыт 208. Интерференция электромагнитных волн
      Опыт 209. Стоячие электромагнитные волны 315
      Опыт 210. Поляризация электромагнитных волн 316
      Опыт 211. Дифракция электромагнитных волн 317
      Литература 319

     
     

      ПРЕДИСЛОВИЕ
      Необходимость того или иного учебного эксперимента определяется принятой методикой изложения. Новый учебный эксперимент, как правило, появляется в результате развития, новых методических идей и в этом отношении является производным от методики.
      Однако экспериментальная база преподавания, наличие того или иного оборудования существенно влияют на детали изложения и этим в значительной мере в свою очередь определяют характер конкретной методики.
      При постановке описанных в предлагаемой книге опытов авторы стремились к их предельной простоте. Однако авторов не пугала относительная сложность некоторых демонстраций, если только при этом достигалось более глубокое раскрытие изучаемых физических явлений.
      На первый взгляд может показаться, что сказанное выше противоречит всеми признанному принципу простоты демонстрационного эксперимента. Однако это противоречие только кажущееся.
      Из истории науки известны многочисленные примеры, когда опыты, первоначально поставленные в лабораториях ученых, становились достоянием средней школы.
      Следует иметь в виду, что сложность и простота того или иного опыта или прибора — понятия условные. Так до недавнего времени демонстрации фазовых соотношений в цепях переменного тока, радиоуправляемых моделей, свойств токов высокой частоты и т. п. были очень сложными. Однако сейчас эти и подобные им демонстрации ставятся в подавляющем большинстве средних школ. Профессор Л. В. Мысовский писал по этому поводу: «Очень многие важные научные положения в первое время после своего открытия кажутся столь трудными и сложными для их понимания, что ими занимаются только специалисты в данной области. Но раз эти положения выражают общий закон природы, то по мере развития науки и техники они становятся все более и более доступными уже широкому кругу лиц».
      Процесс проникновения в среднюю школу «сложных» опытов естествен. Жизнь требует ознакомления школьников с новыми физическими идеями, которые, как правило, связаны с новыми приборами. Задача методистов заключается в таком упрощении приборов и опытов, при котором наиболее отчетливо выявлялась бы их принципиальная сторона и отодвигалось бы на задний план все второстепенное и несущественное.
      Для постановки описанных ниже демонстраций в основном необходимо типовое оборудование физических кабинетов средних школ. Описание этого оборудования можно найти в каталоге-справочнике, изданном Министерством просвещения РСФСР.
      Лишь в исключительных случаях использовано оборудование, не вошедшее в комплект физических кабинетов средних школ. Это, как правило, новые приборы, сконструированные авторами и одобренные комиссией Учебно-методического совета Министерства просвещения РСФСР. Некоторые из этих приборов могут быть изготовлены под руководством учителя физики в учебных мастерских школ силами учащихся. Поэтому в книге дано описание таких приборов со схемами, эскизами и чертежами.
      Использование новых приборов, по мнению авторов, позволяет наиболее просто и глубоко раскрыть физическую сущность демонстрируемых явлений. Описанию демонстраций по каждой теме программы предшествует краткое методическое введение, в котором обоснован выбранный порядок демонстраций и даны краткие методические указания.
      Желая отразить в демонстрационном эксперименте методику изложения материала, авторы были вынуждены отвести место истолкованию демонстрируемых явлений в плане методики их объяснения учителем на уроке. Это потребовало включения небольшого по объему материала, не содержащего непосредственно описания опытов, но существенно важного для понимания демонстрируемых явлений.
      Все описанные в книге опыты демонстрировались на протяжении ряда лет в средних школах № 212 и 215 Москвы.
      Для удобства читателей все опыты имеют сквозную нумерацию. В эту же нумерацию включены и рекомендуемые для демонстрации учебные кинофильмы.
      Главы 1, 2, 7, 8, 9, 10, 11 написаны Н. М. Шахмаевым. Материал этих глав частично уже был опубликован в книге Н. М. Шахмаева «Основные демонстрации при изучении электромагнитного поля», изд. АПН РСФСР, М., 1960 г., и в книге «Изучение магнитного поля в курсе физики средней школы», Учпедгиз, М., 1960 г. Главы 3, 4, 5, 6 и § 2 главы 1-й написаны С. Е. Каменецким.
      Авторы

 

 

ТРУДИМСЯ ДЛЯ ВАС, НЕ ПОКЛАДАЯ РУК!
ПОМОЖИТЕ ПРОЕКТУ МАЛОЙ ДЕНЕЖКОЙ >>>>

 

На главную Тексты книг БК Аудиокниги БК Полит-инфо Советские учебники За страницами учебника Фото-Питер Настрои Сытина Радиоспектакли Детская библиотека

 

Яндекс.Метрика


Борис Карлов 2001—3001 гг. = БК-МТГК = karlov@bk.ru