Bg thuc tap vat ly 2 7518

III/ THỰC HÀNH 1/ Hiệu chỉnh số 0 Nếu hai hàm A và B khít nhau mà số 0 của du xích nằm ở phía bên phải số 0 của thước thường thì kích thước của vật bằng kết quả đọc được trừ đi khoảng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VÕ TRƯỜNG TOẢN

KHOA DƯỢC



BÀI GIẢNG MÔN HỌC THỰC TẬP VẬT LÝ 2

Giảng viên biên soạn:

Ths LÂM VĂN NGOÁN

Đơn vị: Khoa Dược

Bộ môn: Khoa học cơ sở - cơ bản

Hậu Giang – Năm 2015

Bài 1 : SỬ DỤNG THƯỚC KẸP - PANME

cm (1; 2; 3cm…) Khi hai hàm khít nhau, vạch 0 của L1 trùng với vạch 0 của du xích L2

Khi hai hàm A và B cách nhau một khoảng d thì khoảng ấy bằng chiều dài từ điểm 0 của thước thường đến điểm 0 của du xích (Hình 1.1)

Muốn đo kích thước của một vật, ta đặt vật đó giữa hàm A và B và khẽ đẩy hàm B sát vào vật Lúc ấy ốc D được mở lỏng Để đảm bảo hai hàm A và B kẹp chặt vật mà không làm biến dạng vật, ta cho hàm B tiến khít đến vật một cách nhẹ nhàng và vặn ốc C từ từ Khi nào việc xoay ốc C không nhẹ nhàng như trước nữa tức là vật đã bị kẹp chặt giữa hai hàm A và B Khi muốn lấy vật ra khỏi hàm A và B

ta lại xoay ốc ngược chiều với trước để kéo hai hàm ra xa vật

Để đọc kết quả đo bằng thước kẹp, ta phải nắm được nguyên tắc cấu tạo du xích của thước kẹp

2/ Nguyên tắc cấu tạo của du xích

Trên thước L1 lấy một đoạn a mm chia làm b khoảng Mỗi khoảng dài

 mm là đại lượng đặc trưng cho du xích

Dựa vào giá trị của  , ta phân loại các du xích:

mm Trên du xích L2 lấy một đoạn dài (a-1) = 9mm chia làm b = 10

khoảng Mỗi khoảng dài 1 0 , 9

Hình 2 Hình 3

3/ Cách đọc kết quả:

Như ta đã nói ở trên, muốn đo vật, ta kẹp chặt vật giữa hai hàm A và B Khoảng cách giữa hai hàm A và B là kích thước của vật bằng khoảng cách d giữa vạch 0 của thước thường L1 và vạch 0 của du xích L2

Chẳng hạn theo hình 1.3 ta có d = 9mm + n (9mm là phần nguyên tính từ vạch 0 của thước thường đến vạch gần vạch 0 của du xích về phía bên trái) Để tính n , ta tìm trên du xích và trên thước thường hai vạch nào trùng nhau Giả sử vạch số 6 (n=6) của du xích trùng với vạch 15mm của thước thường Vậy đối với

du xích kể từ vạch trùng (vạch 6) đến vạch 0 của du xích có 6 khoảng, còn đối với thước thường kể từ vạch trùng (vạch 15) đến vạch 9mm có (15-9)/1=6 khoảng Như vậy, 6 khoảng này dài hơn 6 khoảng của du xích một đoạn n

n: số thứ tự vạch trên du xích trùng với vạch bất kỳ trên thước thường

Ví dụ: vạch thứ 8 trên du xích trùng với vạch bất kỳ trên thước thường

9



 d mm+8.0,1mm=9,8mm

Tóm lại, cách đọc kết quả đo kích thước của vật khi sử dụng thước kẹp được

phát biểu như sau:

+ Phần nguyên (phần mm) đọc trên thước thường, vạch ở phía trái và gần vạch 0 của du xích nhất

+ Phần thập phân đọc trên du xích, vạch trùng với một vạch bất kỳ trên thước

+ Kết quả của phép đo là tổng hai kết quả trên

III/ THỰC HÀNH

1/ Hiệu chỉnh số 0

Nếu hai hàm A và B khít nhau mà số 0 của du xích nằm ở phía bên phải số 0 của thước thường thì kích thước của vật bằng kết quả đọc được trừ đi khoảng cách giữa hai số 0

Nếu hai hàm A và B khít nhau, mà số 0 của du xích nằm ở phía bên trái số 0 của thước thường thì kết quả đọc được phải cộng thêm khoảng cách giữa hai số 0 khi hai hàm khít nhau

B/ THỰC HÀNH PANME

I/ MỤC ĐÍCH

Nắm được nguyên tắc cấu tạo thước vòng của panme Biết cách sử dụng panme để đo kích thước của một số vật bằng những động tác nhẹ nhàng và chính xác

II/ CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1/ Mô tả dụng cụ và cách sử dụng

Panme có hai thanh A và B (Hình 5) Thanh A (cố định) là một thanh trụ tròn

và ngắn gắn liền với một đai sắt hình chữ U Thanh B (di động) là một thanh trụ tròn dài hơn thanh A nhiều, nhưng có tiết diện ngang cũng bằng thanh A Thanh B gắn đồng trục với một hệ thống hình trống C, D và E Khi ta xoay hệ thống hình trống nói trên thì thanh B cũng xoay theo đồng thời cả hệ thống hình trống lẫn thanh B lại chuyển động dọc theo trục của chúng Trên trục G cố định có một thước dài L1 chia vạch từng 0,5mm Các vạch ở phía trên tương ứng với các trị số nguyên 1, 2, 3mm,… Các vạch phía dưới tương ứng các giá trị số lẻ 0,5; 1,5; 2,5; 3,5mm;… (Hình 6) Trên cổ hình trống C, có một thước vòng L2 chia thành 50 khoảng (sẽ nói chi tiết ở phần sau)

Khi hai đầu thanh A và B khít nhau thì mép của hình trống C trùng với vạch số

0 của thước vòng L1, đồng thời đường dọc của thước dài L1 cũng trùng với vạch

số 0 của thước vòng L2

Khi hai đầu thanh A và B cách nhau một khoảng d thì khoảng ấy bằng chiều dài từ vạch số 0 của thước L1 đến mép của hình trống C (Hình 6)

Muốn đo kích thước của một vật, ta đặt vật đó giữa hai thanh A và B Lúc đầu

ta vặn hình trống D để di chuyển thanh B cho nhanh Khi thanh B đã gần chạm vào vật, đề đảm bảo hai thanh A và B kẹp chặt vật mà không làm biến dạng vật, ta không vặn hình trống D nữa mà chuyển sang vặn hình trống E Khi đã chặt, mặc

dù hình trống E vẫn quay nhưng thanh B không tiếp tục di chuyển nữa Khi nghe thấy tiếng “cắc cắc” lúc đó không vặn nữa

Để sử dụng panme, ta phải nắm được nguyên tắc cấu tạo thước vòng panme

2/ Nguyên tắc cấu tạo thước vòng panme

Khi quay hình trống C một vòng thì thanh B di chuyển được một đoạn h mm gọi là bước di chuyển của thanh B Trên cổ trống C người ta kẻ một thước vòng L2bằng cách chia cổ trống thành q khoảng bằng nhau Như vậy khi hình trống C quay được q khoảng thì đầu thanh B di chuyển được một đoạn h mm Do đó khi hình trống C quay được một khoảng chia thì đầu thanh B di chuyển được một đoạn:

q

h



 : đại lượng đặc trưng cho panme, nó cho ta biết mức chính xác của phép

đo kích thước bằng panme

Trong bài thực hành, ta dùng panme có bước di chuyển h0,5mm và số

khoảng q50, vậy: 0,01

50

5,0

Khi hình trống C quay được n khoảng chia tức n vạch thì đầu thanh B di chuyển một đoạn: n 0,01nmm

Hình 6

3/ Cách đọc kết quả

Muốn đo vật, ta kẹp chặt giữa hai đầu thanh A và B Khoảng cách giữa hai đầu thanh A và B (là kích thước của vật) bằng khoảng cách d giữa vạch số 0 của thước dài L1 và mép hình trống C

Chẳng hạn theo hình 1.6: ta có d = 3,5mm + n (3,5mm là phần nguyên tính

từ vạch số 0 phía dưới của hình trống C về phía bên phải)

Để tính n , ta tìm trên thước vòng L2 vạch nào trùng hoàn toàn với đường kẻ dọc của thước L1 (Hình 1.6) Giả sử vạch số 30 (n=30) của thước vòng L2 trùng với đường kẻ dọc, nghĩa là để di chuyển được một đoạn n (kể từ vạch số 3,5 trên thước L1) hình trống C đã quay 30 khoảng chia

Vậy ta có: n 30.0,010,3mm

Nghĩa là: d = 3,5mm + 0,3mm=3,8 mm

Cách đọc kết quả thước đo như sau:

+ Kết quả đọc trên thước dài L1 (tính theo mm) căn cứ vào vạch ở phía trái và gần mép hình trống C nhất (có thể là vạch phía trên hoặc phía dưới đường kẻ dọc)

+ Kết quả đọc trên thước vòng L2 (tính theo 0,01mm) căn cứ vào vạch của thước vòng trùng với đường kẻ dọc của thước dài L1

+ Kết quả của phép đo là tổng hai kết quả trên

III/ THỰC HÀNH

1/ Hiệu chỉnh số 0

Nếu hai đầu thanh A và B khít nhau nhưng vạch số 0 trên thước vòng L2chưa tới đường kẻ dọc của thước dài L1 thì kết quả đọc được phải trừ đi số phần trăm mm tính từ vạch số 0 trên thước vòng L2 đến đường kẻ dọc

Nếu hai đầu thanh A và B khít nhau nhưng vạch số 0 trên thước vòng L2 đi qua đường kẻ dọc của thước dài L1 thì kết quả đọc được phải cộng thêm số phần trăm mm tính từ vạch số 0 trên thước vòng L2 đến đường kẻ dọc

2/ Thực hành đo

Đo đường kính d1 của một que kim loại và đường kính d2 của một viên bi kim loại Mỗi đường kính đo 3 lần tại các vị trí khác nhau Lập bảng 2

Kích thước cần đo (mm) Đo lần 1 Đo lần 2 Đo lần 3 d d dd

Đường kính d1 của que

Đường kính d2 của viên bi

Bảng 2

HẾT

Bài 2: XÁC ĐỊNH NHIỆT DUNG RIÊNG CỦA VẬT RẮN

I/ MỤC ĐÍCH

Nắm được phương pháp xác định nhiệt dung riêng của vật rắn

II/ CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1/ Nguyên tắc

Nhiệt dung riêng của một chất là một đại lượng vật lý có giá trị bằng nhiệt lượng cần truyền cho một đơn vị khối lượng chất đó để làm tăng nhiệt độ lên 1 độ bách phân

Giả sử vật rắn khảo sát có khối lượng M, nhiệt độ T, nhiệt dung riêng X Cho vật rắn vào nhiệt lượng kế (có que khuấy) chứa nước ở nhiệt độ T1

Gọi:

- m1: khối lượng của nhiệt lượng kế và que khuấy

- C1=0,22 cal/gđộ: nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lượng kế và que khuấy

- m2: khối lượng nước chứa trong nhiệt lượng kế

- C2=1 cal/gđộ: nhiệt dung riêng của nước

Nếu T>T1 thì vật rắn tỏa ra một nhiệt lượng Q1 và nhiệt độ vật giảm từ T xuống T2 (nhiệt độ cân bằng của hệ thống)

)T)(TCmC(mX

2

1 2 2 2 1 1









2/ Thiết bị thí nghiệm

- Một nhiệt lượng kế dùng đựng nước và que khuấy

- Một bình nhôm có hai lớp vỏ A và B Giữa hai lớp vỏ là nước được đổ đến gần đầy Mặt đáy vỏ trong A nghiêng và có ống G nghiêng, thông ra ngoài Đầu ống nghiêng G có một nắp đậy có thể mở được bằng cách kéo lên cao

- Một nhiệt kế chia tới 0,1 độ để đo nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế

- Một nhiệt kế dài chia tới một độ để đo nhiệt độ vật rắn

- Một bếp điện để đun

- Một cân Roberval và hộp quả cân

III/ HƯỚNG DẪN CÁC BƯỚC THỰC HÀNH

- Bước 1: Đổ gần đầy nước vào bình hai vỏ rồi đun bằng bếp điện Trong khi chờ

đợi nước sôi, dùng cân Roberval tiến hành cân các đại lượng sau đây:

- Khối lượng M vật rắn (các viên bi kim loại),

- Khối lượng NLK và que khuấy,

- Khối lượng nước bằng phương pháp cân Mendeleev

Phép cân 1: Bì (500g) cân bằng với các quả cân M1 (1)

Phép cân 2: Bì (500g) cân bằng với các quả cân M2+vật (khối lượng M) (2)

Phép cân 3: Bì (500g) cân bằng với các quả cân M3 + NLK và que khuấy (khối lượng m1) (3)

Phép cân 4: Bì (500g) cân bằng với các quả cân M4 +NLK và que khuấy chứa nước (khối lượng m2) (4)

Ta có sự cân bằng vế phải:

- Từ (1) và (2) suy ra: M (khối lượng vật rắn) = M1 – M2

- Từ (1) và (3) suy ra: m1 (khối lượng NLK và que khuấy) = M1 – M3

- Từ (3) và (4) suy ra: m2 (nước) = M3 – M4

Ghi kết quả vào bảng

- Bước 2: Sau khi cân xong, bỏ vật vào bình A, nắp của ống G đậy kín Cắm nhiệt

kế dài sao cho đầu nhiệt kế tiếp xúc với vật

- Bước 3: Dùng que khuấy khuấy đều nước trong nhiệt lượng kế Cắm nhiệt kế

vào nhiệt lượng kế và đọc nhiệt độ T1 của nước và nhiệt lượng kế

- Bước 4: Theo dõi nhiệt độ trong bình hai vỏ, khi nhiệt độ lên tới khoảng 96 – 980

và không thay đổi, đọc nhiệt độ T của vật Đưa nhiệt lượng kế vào sát ống G Mở nắp thả vật thật nhanh vào nhiệt lượng kế, khuấy đều nước, theo dõi nhiệt độ của nước bằng nhiệt kế vẫn cắm trong nhiệt lượng kế Khi nhiệt độ không thay đổi, đọc nhiệt độ T2 Sai số của các phép đo nhiệt độ là sai số trên dụng cụ Ghi giá trị T, T1,

Các đại lượng Thí nghiệm lần 1 Thí nghiệm lần 2 Thí nghiệm lần 3

Giá trị X được tính từ công thức lý thuyết

Trình bày kết quả đo: XXΔX cal/gđộ

IV/ BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

1/ Định nghĩa nhiệt dung riêng của vật rắn, lập công thức tính nhiệt dung riêng 2/ Phương pháp đo nhiệt dung riêng của vật rắn

3/ Thiết lập công thức tính X

HẾT Bài 3: ĐO KHỐI LƯỢNG RIÊNG CỦA CHẤT RẮN

I/ MỤC ĐÍCH

Xác định khối lượng riêng của chất rắn (inox, chì, đồng, …)

II/ CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Khối lượng riêng của chất rắn ở nhiệt độ to và áp suất p bằng tỉ số giữa khối lượng của chất rắn và thể tích của chất rắn này

Nếu gọi:

- m: khối lượng của chất rắn

- V: thể tích của chất rắn ở nhiệt độ toC, áp suất p trong điều kiện đang làm

Trước khi thực hiện các phép cân, ta phải chuẩn lại thang đo lần lượt theo các bước sau đây:

- Nhấn nút I để mở máy (hiện bảng hiển thị số)

- Nhấn giữ nút U trong 3s để chuẩn thang đo của cân về 0g, màn hình hiển thị ‘cal 0’

- Kiểm lại chuẩn thang đo: đặt khối kim loại có khối lượng định chuẩn 50g lên bàn cân, màn hình hiển thị 50g

b/ Lọ thủy tinh có nút đậy chứa đầy nước

c/ Chất rắn muốn xác định khối lượng riêng: bi inox (viên chì, que đồng, …)

2/ Phương pháp đo khối lượng riêng của chất rắn

- Xác định khối lượng m của vật rắn bằng cân

- Xác định thể tích V của vật rắn ở nhiệt độ toC và áp suất p bằng cách thả vật rắn vào lọ đầy nước, thể tích nước tràn ra bằng thể tích của vật rắn

Nếu xác định được khối lượng M của nước tràn ra và biết khối lượng riêng d của nước ở nhiệt độ toC và áp suất p lúc làm thí nghiệm thì thể tích của vật:

m V

m





3/ Thực hiện các bước thí nghiệm

Để xác định khối lượng riêng của chất rắn, ta phải xác định được:

- Khối lượng m của chất rắn

- Khối lượng M của nước tràn ra

- Giá trị khối lượng riêng d của nước ở nhiệt độ toC và áp suất p bằng cách tra bảng số

 Phép cân thứ 1: Xác định khối lượng m của các viên bi

Thực hiện lần lượt các bước sau đây:

- Đặt đĩa nhựa lên bàn cân và nhấn nút T để loại bỏ khối lượng của đĩa, màn hình hiển thị ‘0g’

- Đặt các viên bi vào đĩa, ta đọc được khối lượng m1 của các viên bi

 Phép cân thứ 2: Xác định khối lượng m 2 của lọ chứa đầy nước và các viên

bi

Thực hiện lần lượt các bước sau đây:

- Dùng ống nhỏ giọt cho nước vào đầy lọ, đậy nút lọ, lau khô nước bám

vào thành lọ và đáy lọ do nước tràn ra khi đậy nút

- Đặt lọ nước vào đĩa cân cùng với các viên bi trong thí nghiệm 1

- Đọc khối lượng m2 trên màn hiển thị

 Phép cân thứ 3: Xác định khối lượng m 3 của lọ chứa đầy nước và các viên

bi nằm trong lọ

Thực hiện lần lượt các bước sau đây:

- Mang lọ nước và các viên bi ra khỏi đĩa cân (vẫn để đĩa cân trên bàn cân)

- Thả các viên bi vào lọ nước Đậy nút lọ và lau khô nước bám trên thành lọ

và dưới đáy lọ

- Đặt lọ nước có chứa các viên bi vào đĩa cân (chú ý: xem màn hình có hiển thị ‘0g’ trước khi đặt lọ vào đĩa cân)

- Đọc khối lượng m3 trên màn hiển thị

Từ các khối lượng m2 và m3 xác định được trong phép cân thứ 2 và thứ 3, ta xác định được khối lượng M của nước tràn ra:

M= m2 – m3 (4)

Từ (3) và (4), ta xác định được khối lượng riêng của chất rắn:

d

m m

m d

M

m V

m

3 2

4/ Báo cáo kết quả thí nghiệm

a/ Thực hiện các phép cân và ghi các giá trị m1, m2 và m3 vào bảng

b/ Tính giá trị trung bình của ρ và

c/ Từ công thức (5), thiết lập công thức tính sai số ρ và tính giá trị ρ ghi vào bảng

d/ So sánh giá trị sai số trung bình và giá trị sai số ρ

e/ Trình bày kết quả kèm sai số

Thực hiện

thí nghiệm m1(g) m2(g) m3(g) ρ

ρ Lần thứ 1

II/ CƠ SỞ LÝ THUYẾT

- Mặt thoáng của chất lỏng luôn có lực căng, theo phương tiếp tuyến với mặt thoáng Những lực căng này làm cho mặt thoáng chất

lỏng tại nơi tiếp xúc có xu hướng co lại đến diện tích

nhỏ nhất Nhìn chung, lực căng này rất nhỏ, F C << 1N

- Có nhiều cách để xác định lực căng bề mặt này

Trong bài này, ta dùng một lực kế nhạy (loại 0,1N), treo

một chiếc vòng bằng nhôm có tính dính ướt hoàn toàn

đối với chất lỏng cần đo

- Cho chiếc vòng này chạm mặt nước, sau đó ta

kéo từ từ chiếc vòng này lên Khi đó, sẽ xuất hiện một

lực căng FC của chất lỏng, lực này có cùng phương

chiều với trọng lực P của chiếc vòng, hai lực này

hướng xuống Giá trị cực đại lực F đo được trên lực kế





Đo F, P, D, d ta sẽ xác định được 

III/ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM

Gồm có:

1/ Vòng nhôm có tính dính ướt hoàn toàn

2/ Thước kẹp 0 150mm dùng để xác định đường kính trong, đường kính ngoài của chiếc vòng Độ chia nhỏ nhất của thước kẹp này có thể là 0,1mm; 0,05mm; 0,02mm

3/ Lực kế 0,1N có độ chia nhỏ nhất là 0,001 N

4/ Hai cốc nhựa đựng nước có ống cao su nối với nhau

5/ Giá treo lực kế

IV/ LẮP RÁP THÍ NGHIỆM

Thực hiện thứ tự các bước sau đây:

1/ Sử dụng thước kẹp xác định đường kính trong d và đường kính ngoài D của vòng nhôm (xác định 3 lần)

2/ Lau sạch chiếc vòng bằng giấy mềm, móc dây treo vòng vào lực kế 0,1 N Treo lực kế lên thanh ngang để đo trọng lượng P của vòng (đo khoảng 3 lần giá trị của P)

3/ Đổ vào hai cốc nước khoảng 50 – 60% dung tích mỗi cốc Để hai cốc ngang bằng nhau, cho mực nước trong hai cốc không chêch lệch nhau nhiều

4/ Đặt vòng nhôm (cốc A) vào một cốc sao cho khoảng 50% vòng nhôm nhúng vào trong nước Cốc còn lại (cốc B) đặt sao cho lượng nước trong cốc kia chảy qua (mực nước trong cốc đựng vòng nhôm hạ thấp xuống) Có thể đặt cốc đựng vòng nhôm lên cao hơn cốc kia

5/ Chú ý mực nước trong cốc A và giá trị của lực kế Giá trị cực đại của lực

kế chính là lực F cần tìm (ghi giá trị của lực F này vào bảng)

6/ Lặp lại các bước 3, 4, 5 thêm hai lần nữa

V/ BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

1/ Bảng trị số lực căng mặt ngoài của chất lỏng:

Độ chia nhỏ nhất của lực kế : 0, 001N Lần đo P (N) F (N) F C = F - P (N) F C (N)

1

2

3 Giá trị trung bình

2/ Bảng trị số đo đường kính của vòng nhôm:

Độ chia nhỏ nhất của thước kẹp : 0, 05 mm

3/ Tính giá trị trung bình của hệ số căng mặt ngoài:

) (D d

4/ Tính sai số của phép đo:

2

min max 





5/ Trình bày kết quả của phép đo:    

HẾT

Bài 5: ĐO TỈ TRỌNG CHẤT LỎNG

I/ MỤC ĐÍCH

Xác định tỉ trọng của chất lỏng (dầu, nước muối)

II/ CƠ SỞ LÝ THUYẾT

- ρ: khối lượng riêng của chất lỏng

- d: khối lượng riêng của nước

Ta có:

m

m V d

V d

- m=ρ.V: khối lượng của chất lỏng có thể tích V

- m’=d.V: khối lượng của nước có thể tích V

2 Thiết lập công thức tính tỉ trọng biểu kiến của chất lỏng sử dụng cân Roberval

Để xác định tỉ trọng của chất lỏng, ta phải xác định được m và m’ bằng cách thực hiện lần lượt các phép cân sau đây:

 Phép cân thứ 1

- Đặt quả cân Q= 500g lên đĩa cân bên trái A dùng làm bì

- Móc một khối kim loại có thể tích V, khối lượng M ở phía dưới đĩa cân bên phải B

- Đặt lên đĩa cân B các quả cân m1 (từ lớn đến nhỏ) cho đến khi kim C dao động trên bảng chia quanh vị trí cân bằng

Gọi L1 và L2 lần lượt là chiều dài của cánh tay đòn bên trái và bên phải của cân, ta

có điều kiện cân bằng:

Q.g.L1=(Mg + m1g) L2 (1)

 Phép cân thứ 2

- Nhúng khối kim loại vào lọ chất lỏng cần xác định tỉ trọng Khi đó khối kim loại chịu tác dụng của lực đẩy Archimede từ dưới lên làm cân mất cân bằng và kim C lệch về phía bên trái so với vị trí cân bằng

- Tái lập trạng thái cân bằng: ta đặt thêm các quả cân lên đĩa cân B

Gọi :

F là lực đẩy Archimede của chất lỏng đối với khối kim loại

m2 là khối lượng của các quả cân đặt trên đĩa cân B

Điều kiện cân bằng của cân:

Q.g.L1=(Mg + m2g - F) L2 (2)

 Phép cân thứ 3

- Nhúng khối kim loại vào lọ nước

- Tái lập trạng thái cân bằng: ta đặt thêm các quả cân lên đĩa cân B

Gọi :

F’ là lực đẩy Archimede của nước đối với khối kim loại

m3 là khối lượng của các quả cân đặt trên đĩa cân B

Điều kiện cân bằng của cân:

Tỉ trọng của chất lỏng được tính theo công thức sau đây:

1 3

1 2

m m

m m m

m V d

V d

Xác định được các khối lượng m1, m2 và m3 trong 3 phép cân trên, ta xác định được

tỉ trọng biểu kiến của chất lỏng theo công thức (6)

III/ HƯỚNG DẪN CÁC BƯỚC THỰC HÀNH

1 Thiết bị thí nghiệm

- Một cân Roberval và hộp các quả cân

- Một khối kim loại có thể tích V, khối lượng M để nhúng vào chất lỏng muốn xác định tỉ trọng và nước

- Một lọ đựng chất lỏng muốn xác định tỉ trọng

- Một lọ đựng nước

Lưu ý: Độ cao của chất lỏng và nước trong 2 lọ phải ngang nhau

2 Thực hiện các phép cân để xác định m1, m2 và m3

Ta lần lượt thực hiện các phép cân để xác định m1, m2 và m3 và ghi vào bảng.

 Phép cân 1: Bì (500g) cân bằng với các quả cân m1 (1)

 Phép cân 2: Bì (500g) cân bằng với các quả cân m2 (2)

 Phép cân 3: Bì (500g) cân bằng với các quả cân m3 (3)

3 Báo cáo kết quả thí nghiệm

- Tính giá trị của r, tính sai số r và ghi vào bảng 2:

1 3

1 2

m m

m m r





Bảng 2

IV/ KIỂM TRA LÝ THUYẾT

1 Thiết lập công thức xác định tỉ trọng của chất lỏng có hiệu chỉnh sức đẩy Archimede của không khí:

d

e d

e m m

m m

1 2

Với:

e là khối lượng riêng của không khí

d là khối lượng riêng của nước

2 Từ công thức (6), thiết lập công thức tính sai số r

Bài 6 : ĐO ĐIỆN TRỞ BẰNG CẦU WHEATSTONE

I/ MỤC ĐÍCH

- Đo trị số của điện trở bằng cầu Wheatstone

- Kiểm chứng lại các định luật ghép điện trở (ghép song song và nối tiếp)

II/ LÝ THUYẾT

Mạch điện của cầu gồm nguồn điện một chiều E, khóa K, điện kế G, 3 điện trở

R1, R2, R có thể thay đổi trị số và điện trở RX muốn đo

(Hình 1) Khi đóng khóa K sẽ có dòng điện chạy trong mạch và kim điện kế G bị lệch

Ta điều chỉnh các điện trở R1, R2, R sao cho kim điện kế G chỉ số 0, khi đó cầu

Wheatstone ở trạng thái cân bằng: VD = VC

R x  (3)

Nếu thay đoạn mạch ACB bằng 1 dây

kim loại AB đồng chất, tiết diện đều S

đặt trên thước dài 1m, cầu Wheatstone

bây giờ có dạng như trong hình 2:

Dịch chuyển con chạy C trên dây AB thì điện trở R1 và R2 thay đổi và khi kim

điện kế chỉ số 0 thì cầu cân bằng và tương ứng với vị trí của con chạy C, ta có:

1/ Cầu Wheatstone để đo 2 điện trở

1

l

l R

2/ Nguồn DC ổn định Power Supply - 5VDC/1A

3/ Máy đo hiện số dùng làm điện kế (chọn thang đo VOLT-DC)

4/ Bảng mạch thực tập gồm các điện trở mẫu R có trị số: 100Ω, 330Ω, 470Ω

và 2 điện trở đo X1 và X2

5/ Khóa K và các dây dùng để nối mạch

IV/ THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM VÀ BÁO CÁO KẾT QUẢ

1/ Thiết lập thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí như sau:

a/ Kiểm soát kỹ các dây nối: các đầu dây phải được nối thật chặt

b/ Mắc mạch điện như hình trên tương ứng với điện trở RXi muốn đo có mã số

X1=150Ω, X2=270Ω và các điện trở mẫu R

c/ Chọn điện trở mẫu R có giá trị càng gần với giá trị điện trở muốn đo Rxi thì phép đo càng chính xác

d/ Kéo con chạy C đến trung điểm của dây AB (vạch 50)

e/ Mở nguồn 5v cấp cho cầu Wheatstone và đóng khóa K

f/ Di chuyển con chạy C theo hướng thích hợp sao cho điện kế G chỉ số 0, khi

g/ Đọc các chiều dài l1, l2 và thế vào công thức (4) ta xác định được giá trị RXi:

- Điện trở Rx3= Rx1 và Rx2 ghép nối tiếp

- Điện trở Rx4= Rx1 và Rx2 ghép song song

V/ BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

1/ Câu hỏi lý thuyết

a/ Chứng minh khi cầu Wheatstone cân bằng, ta có:

b/ Từ công thức tính sai số Rxi/ Rxi , giải thích tại sao ta nên đặt con chạy C

ở trung điểm của thước trước khi tiến hành đo?

Rx3=

Rx3= 

) 5 ( 2

1

l

l R

R Xi 

) 4 ( 2

1

l

l R

Rx4=

Rx4= 

Bài 7 : KHẢO SÁT MẠCH ĐIỆN RLC ĐỐI VỚI DÒNG ĐIỆN AC

SỬ DỤNG DAO ĐỘNG KÝ ĐIỆN TỬ

I/ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG DAO ĐỘNG KÝ ĐIỆN TỬ GW INSTEK GOS-620

 Ý NGHĨA VÀ CÁCH SỬ DỤNG CÁC NÚT ĐIỀU CHỈNH

6 POWER (on-off) : tắt mở máy

5 POWER lamp : đèn chỉ báo mở máy

2 INTENSITY : chỉnh độ sáng của dạng sóng hiện trên màn hình

3 FOCUS : chỉnh độ hội tụ để dạng sóng quan sát được sắc nét

4 TRACE - ROTATION : chỉnh đường quét ngang song song với đường ngang

của thang chia trên màn

8 CH1[X] : ngõ vào của tín hiệu thứ nhất (Vi≤250v) và là ngõ vào X của tín hiệu

lệch trên trục ngang X trong mô thức X-Y khi tổng hợp 2 dao động vuông góc

20 CH2[Y] : ngõ vào của tín hiệu thứ hai (Vi≤250v) và khi dùng mô thức X-Y nó trở

7-22 VOLTS/DIV : chọn giá trị điện thế ứng với 1 khoảng chia (độ nhạy biên độ)

trên trục Y của tín hiệu vào CH1 hoặc CH2 theo từng nấc từ 2mV/DIV đến 5V/DIV Nếu Probe sử dụng được chọn thang 10:1, thì giá trị volt khi đọc phải X10

9-21 VARIABLE : nút thay đổi liên tục giá trị volt ứng với vị trí nút VOLTS/DIV đã

chọn và đạt tới giá trị của VOLTS/DIV khi nó ở vị trí CAL

11-19  POSITION : chỉnh vị trí của dạng sóng vào CH1, CH2 theo chiều đứng

Khi nút POSITION của CH2 được kéo ra, tín hiệu vào CH2 sẽ đổi cực tính Ngoài ra nó còn được dùng để quan sát hiệu của 2 tín hiệu [CH1-CH2] khi kết hợp với mô thức

ADD-MODE

12-14 VERTICAL MODE :

-CH1 : xem tín hiệu vào kênh CH1

-CH2 : xem tín hiệu vào kênh CH2

- DUAL : xem 2 tín hiệu vào kênh CH1 và CH2

-ALT : xem hai tín hiệu CH1 và CH2 lần lượt hiện lên màn (tốc độ quét cao) -CHOP : xem hai tín hiệu CH1 và CH2 đồng thời tắt và hiện lên màn ở tần số

250KHz (tốc độ quét thấp)

-ADD : xem dạng sóng của tổng 2 tín hiệu [CH1+CH2]; nếu nút POSITION của

CH2 được kéo ra (Pull Invert), ta xem dạng sóng của hiệu 2 tín hiệu [CH1-CH2]

29 TIME/DIV : chọn giá trị thời gian ứng với 1 khoảng chia trên trục ngang ứng với

tín hiệu vào của CH1 (8) và chọn thời gian quét trì hoãn ứng với tín hiệu vào của CH2 Chỉnh nút này từng nấc, có thể chọn tốc độ của tín hiệu quét ngang trong máy

từ 0,1s/DIV đến 0,2s/DIV sao cho phù hợp với tần số của tín hiệu muốn xem

30 VARIABLE : thay đổi liên tục tốc độ quét tương ứng với nút TIME/DIV, ở vị trí

CAL tốc độ quét đúng bằng giá trị TIME/DIV đã chọn Chỉnh nút này thích hợp, dạng sóng sẽ ổn định để dễ quan sát và đọc các thông số của nó

31 PULL X 10MAG : Khi kéo nút này ra, tốc độ quét được X10

32 POSITION : chỉnh vị trí của tín hiệu quan sát trên màn theo phương ngang

25 TRIGER MODE :

AUTO : tín hiệu quét được tạo ra khi không có tín hiệu đồng bộ và tự

động chuyển về quét đồng bộ khi có đủ tín hiệu trigger

NORMAL : tín hiệu quét chỉ được tạo ra khi có đủ tín hiệu trigger

TV-V : xung đồng bộ dọc của tín hiệu VIDEO tổng hợp

TV-H : xung đồng bộ ngang của tín hiệu VIDEO tổng hợp

23 TRIGGER SOURCE : chọn nguồn tín hiệu để đồng bộ tín hiệu quét ngang trong

máy Ở vị trí :

-CH1, CH2 : tín hiệu vào CH1, CH2 được dùng làm nguồn tín hiệu đồng bộ

-LINE : tín hiệu đồng bộ là nguồn điện AC có tần số 50/60Hz

-EXT : tín hiệu đồng bộ lấy từ ngoài vào ngõ TRIGER INPUT

30 HOLD OFF : ổn định dạng sóng quan sát trên màn hình

28 TRIG LEVEL :

Theo chiều (+) : chọn điểm đồng bộ quét ở cạnh lên của tín hiệu trigger

Theo chiều (-) : chọn điểm đồng bộ quét ở cạnh xuống của tín hiệu trigger

32 EXT TRIG IN : ngõ vào của tín hiệu đồng bộ khi SOURCE ở vị trí EXT

1 CAL 2Vp-p, 1KHz : ngõ ra của 1 tín hiệu sóng vuông có tần số 1KHz, biên độ 2

volt đỉnh-đỉnh để hiệu chỉnh PROBE và kiểm tra VOLTS/DIV, TIME/DIV

15 GROUND CONNECTOR : nối chassis của máy với đất

FOCUS, để vệt sáng có độ sáng thích hợp và rõ nét hiện trên màn hình

- Tín hiệu khảo sát đưa vào ngõ CH1[X] hay CH2[Y] qua 1 đầu dò (PROBE) có dây nối mass nhờ 1 kẹp mõ sấu

- Nút MODE ở vị trí CH1, CH2 hay ALT-CHOP khi muốn xem tín hiệu vào ngõ CH1, CH2 hay xem cả 2 tín hiệu tương ứng với đồng bộ ở vị trí MODE/AUTO, SOURCE/INT và INT TRIG/CH1-CH2-VERT MODE

 Xem 1 tín hiệu

1 MODE ở vị trí CH1 (CH2)

2 Nối PROBE vào ngõ CH1 (CH2)

3 Kẹp mõ sấu của PROBE vào mass (chassis), móc đầu PROBE vào điểm

muốn xem tín hiệu

4 Nếu trên màn không xuất hiện dạng sóng, tăng độ nhạy của VOLTS/DIV để

dạng sóng chiếm từ 2 đến 6 khoảng trên trục đứng

5 Chọn A TIME/DIV thích hợp và chỉnh VARIABLE để dạng sóng hiện trên

 Xem 2 tín hiệu

1 Nối 2 PROBE với ngõ vào CH1[X] và CH2[Y]

2 Nối các mõ sấu của PROBE vào mass và móc các đầu PROBE vào 2 điểm

muốn xem dạng sóng

3 Chọn MODE tương ứng với vị trí ALT hoặc CHOP; INT TRIG ở vị trí VERT

MODE và TRIG SOURCE ở vị trí INT

4 Muốn xem dạng sóng của tổng 2 tín hiệu vào [CH1+CH2], ta chuyển MODE

sang vị trí ADD và muốn xem dạng sóng của hiệu 2 tín hiệu [CH1-CH2] ta kéo nút  POSITION tương ứng với CH2 ra

 Đo điện thế DC

Cho tín hiệu muốn đo vào CH1 hay CH2 và chọn MODE/CH1-CH2 ở vị trí thích hợp với tín hiệu vào Chọn VOLTS/DIV và TIME/DIV thích hợp để được dạng sóng

ổn định, nút VAR của VOLTS/DIV phải ở vị trí CAL

1 Nhấn nút GND, trên màn cho ta đường chuẩn 0V nằm ngang

-Chỉnh POSITION để xác định vị trí đường chuẩn 0V trên màn

(giữ nguyên vị trí này trong suốt quá trình đo)

-AC-DC chuyển sang vị trí DC, ta quan sát dạng sóng bao gồm thành phần

DC Nếu dạng sóng có DC qua lớn hoặc quá bé so với biên độ của nó, ta không quan sát được toàn bộ sóng trên màn, do đó chọn lại VOLTS/DIV cho tới khi hiện đầy đủ dạng sóng và đường 0V

2 Chỉnh POSITION để đưa phần dạng sóng muốn đo tới trục dọc có thang chia của màn ảnh

3 Đọc số khoảng trên trục dọc từ đường chuẩn 0V đến điểm muốn đo trên

dạng sóng (để chính xác, số khoảng này phải từ 3 trở lên bằng cách chọn lại VOLTS/DIV và trước khi đọc kiểm lại mức chuẩn 0V

Điện thế trên mức 0V có trị dương và dưới mức 0V có trị âm, cho bởi :

VDC = số khoảng x [VOLTS/DIV] x PROBE

EX: Trên màn OSC, điểm được đo cách đường 0V là 4,5 khoảng, [VOLTS/DIV]

ở vị trí 0,2V/DIV và PROBE 10 :1 được dùng, ta có :

Mức muốn đo

Mức chuẩn 0V

VDC = 4,5 khoảng x 0,2V/DIV x 10 = 9V

 Đo điện thế AC(đỉnh–đỉnh)

1 -Tín hiệu muốn đo đưa vào CH1 hay CH2 và chọn MODE/CH1 hay CH2 ở

vị trí ứng với ngõ tín hiệu vào

-AC-DC ở vị trí AC

-Chọn TIME/DIV và VOLTS/DIV để được dạng sóng ổn định và có biên độ thích hợp trên màn Nút VARIABLE của VOLTS/DIV ở vị trí CAL

2 Chỉnh POSITION để một trong 2 đỉnh trùng với đường ngang

3 Chỉnh POSITION để đỉnh thứ 2 trùng với trục dọc có thang chia

4 Đọc số khoảng giữa 2 đỉnh (để chính xác, số khoảng phải từ 3 trở lên), ta

có :

VAC = số khoảng x [VOLTS/DIV] x PROBE

Ex: Xem tín hiệu hình sin trên màn OSC và nút VOLTS/DIV ở 2V, nút VAR ở vị trí CAL,

Probe ở 10:1, ta có: VAC = 4 khoảng x [0,2V/DIV] x 10 = 8V

 Đo độ lệch pha giữa 2 tín hiệu cùng tần số

1 Nối 2 tín hiệu vào CH1&CH2 Chọn VERT-MODE ứng với ALT/CHOP

2 Chọn :

- Tín hiệu đồng bộ INT TRIG ở vị trí có tín hiệu vào sớm pha (CH1/CH2)

- VOLTS/DIV của CH1, CH2 thích hợp và chỉnh VAR để 2 tín hiệu vào có biên độ bằng nhau

3 - Chỉnh POSITION để đưa 2 tín hiệu vào tâm màn ảnh

- Chọn TIME/DIV và chỉnh VARIABLE kết hợp với TRIGGER LEVEL,

POSITION để 1 chu kỳ của tín hiệu sớm pha chiếm 8 khoảng trên trục ngang qua tâm, mỗi khoảng ứng với pha 450

4 Đọc số khoảng giữa 2 điểm tương ứng trên 2 dạng sóng, ta có độ lệch pha

:

 = số khoảng x 45 0 /DIV

Tín hiệu chuẩn

Ex: Trên màn OSC, ta có :  = 1,5 khoảng x 450/DIV = 67,50

- Chu kỳ của tín hiệu :

T = số khoảng chiếm của 1 chu kỳ trên trục ngang x [TIME/DIV]

- Tần số : F=1/T

Nếu TIME/DIV = 2ms/DIV và nút VARIABLE ở vị trí CAL, ta có :

T = 8 khoảng x 2ms/DIV = 16ms

 Nếu độ lệch pha giữa 2 tín hiệu nhỏ, sẽ khó để đọc chính xác khoảng cách

giữa 2 tín hiệu Muốn mở rộng khoảng cách này ta giảm giá trị của TIME/DIV

và giữ nguyên vị trí của VARIABLE; có thể chỉnh lại TRIG LEVEL để dạng sóng

ổn định Ta có độ lệch pha:

 = số khoảng x 45 0 /DIV x (A/B)

 Có thể dùng PULL x10 MAG để mở rộng khoảng cách giữa 2 tín hiệu và 1

khoảng trên trục ngang là 4,50/DIV

 Đo tần số của 2 tín hiệu bằng phương pháp LISSAJOUS

1 Cho tín hiệu có tần số FX muốn đo vào CH1[X] và tín hiệu mẫu có tần số FY vào CH2[Y] Điều chỉnh sao cho quan sát được 2 tín hiệu có biên độ bằng nhau và ổn định

2 Nhấn nút X-Y Trên màn OSC, ta có các dạng sóng là những đường phức

tạp có tên là Lissajous, tần số FX và Fy của 2 tín hiệu liên hệ với số tiếp điểm ngang NX và số tiếp điểm dọc NY cho bởi :

X Y Y

X N

N F F

 hay Fx.Nx=Fy.Ny