Фетисов ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА ДЖОУЛЯ — ЛЕНЦА Методические указания к выполнению лабораторной работы Э-63 по курсу общей физики Под редакцией С.Л. Тимченко Москва Издательство МГТУ им. <...> Изучение закона Джоуля — Ленца : метод. указания к выполнению лабораторной работы Э-63 по курсу общей физики / И.Н. Фетисов ; под ред. <...> Изложена методика измерения тепловой мощности электрического нагревателя с помощью калориметра, указан порядок выполнения работы. <...> ВВЕДЕНИЕ Закон Джоуля — Ленца определяет количество теплоты Q, выделяющейся в проводнике сопротивлением R за время t при прохождении через него тока I: QR 2 . <...> Цель работы — ознакомиться с законами Ома и Джоуля — Ленца в интегральной и локальной (дифференциальной) формах [1 – 3]; проверить закон Джоуля — Ленца для постоянного и переменного токов калориметрическим методом измерений. <...> Сила тока равна заряду, переносимому сквозь сечение проводника за единицу времени: I dq , dt = (1) где dq — заряд, переносимый за малый интервал времени dt. <...> Единицей измерения силы тока является ампер: А = Кл/с. <...> За положительное направление тока принято направление движения положительных зарядов. <...> Модуль этого вектора численно равен отношению силы тока dI, протекающего через элементарную площадку, расположенную в данной точке перпендикулярно направлению движения носителей, к ее площади dS: j dI . dS = (2) За направление вектора j принимают направление вектора скорости u упорядоченного движения положительных носителей. <...> Если концентрация носителей тока равна n (число частиц в единице объема), а их заряд e (для электрона — отрицательный элементарный заряд, равный 1,6⋅10–19 Кл), то j = enu. <...> Сила тока, протекающего по однородному (без источников тока) проводнику, пропорциональна напряжению U на концах проводника (закон Ома для участка цепи, открытый экспериментально): I U , R = (3) где R — электрическое сопротивление проводника (Ом = В/А). <...> Электрический ток протекает не только по проводам, есть токи и в более сложных проводящих <...>
Изучение_закона_Джоуля_—_Ленца.pdf
УДК 538.5
ББК 22.33
Ф45
Рецензент Е.К. Кузьмина
Ф45
Фетисов И.Н.
Изучение закона Джоуля — Ленца : метод. указания к выполнению
лабораторной работы Э-63 по курсу общей физики /
И.Н. Фетисов ; под ред. С.Л. Тимченко. — М.: Изд-во МГТУ
им. Н.Э. Баумана, 2011. — 24 с. : ил.
Рассмотрены законы Ома и Джоуля — Ленца в интегральной
и дифференциальной (локальной) формах. Изложена методика
измерения тепловой мощности электрического нагревателя
с помощью калориметра, указан порядок выполнения
работы.
Для студентов 2-го курса всех специальностей МГТУ
им. Н.Э. Баумана.
Рекомендовано Учебно-методической комиссией НУК ФН
МГТУ им. Н.Э. Баумана.
УДК 538.5
ББК 22.33
Учебное издание
Фетисов Игорь Николаевич
ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА ДЖОУЛЯ — ЛЕНЦА
Редактор О.М. Королева
Корректор Е.К. Кошелева
Компьютерная верстка С.А. Серебряковой
Подписано в печать 18.03.2011. Формат 60×84/16.
Усл. печ. л. 1,4. Тираж 200 экз. Изд. № 13. Заказ
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана.
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5.
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011
2
.
Стр.2
ЛИТЕРАТУРА
1. Калашников С.Г. Электричество: Учеб. пособие. М.: Наука, 1985.
2. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3 т. Т. 2. М.: Наука, 1978.
3. Иродов И.Е. Основные законы электромагнетизма: Учеб. пособие
для вузов. М.: Высш. шк., 1983.
4. Фетисов И.Н. Измерение энергии стационарных электрического и
магнитного полей с помощью калориметра // Шестая международная
конференция «Физика в системе современного образования» (ФССО-01):
Тез. докл. Т. 2. Ярославль: Изд-во ЯГПУ им. К.Д. Ушинского, 2001.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.......................................................................................................3
Теоретическая часть.....................................................................................3
1. Электрический ток. Закон Ома ............................................................3
2. Закон Джоуля — Ленца........................................................................6
3. Методика изучения закона Джоуля — Ленца......................................9
Экспериментальная часть ..........................................................................12
1. Электрические схемы установки........................................................12
2. Выполнение работы............................................................................15
Контрольные вопросы и задания...............................................................23
Литература .................................................................................................24
24
Стр.24