Комплект оборудования для подготовки
к единому государственному экзамену
«ЕГЭ-лаборатория» предназначен для подготовки учащихся
к единому государстве иному экзамену (ЕГЭ) по физике в процессе
постановки обобщающего физического практикума за курс средней
(полной) школы.
Оборудование разработано в PH ПО «Росучприбор» на базе универсального комплекта для основной, средней (полной) школы и учреждений начального профессионального образования.
«ЕГЭ-лаборатория» прошла апробацию в специальном педагогическом эксперименте и получила одобрение предметной комиссии
ЕГЭ но физике; позволяет конструировать экспериментальные задания в соответствии с «Требованиями к уровню подготовки выпускников».
Данный комплект состоит из четырех наборов: по механике, молекулярной физике и термодинамике, электродинамике и оптике.
1) Набор по механике составлятот: Покрашенное металлическое рабочее
поле размером 310x210 мм;
2) штатив (стойка стальная никелированная высотой 480 мм.
пластиковое основание с запрессованными дисковыми
магнитами, крестовина); 3) перекладина штатива; 4) наклонная плоскость (профилированная направляющая рейка из пластика с миллиметровой линейкой и полосой магнитной резины для установки датчиков) с меткой
для одного датчика и стержнем для крепления в крестовине штатива;
5) брусок-каретка из пластика с магнитом для управления датчиками,
крючком и гнездами для установки одного или двух грузов; 6) секундомер электронный, обеспечивающий измерение интервалов времени с погрешностью 0,01 с. с двумя датчиками, выполненными на основе герметичных магнитоуправляемых контактов: 7) груз стальной
массой 102 ± 1 (г) с двумя крючками: 8) комплект пружин (4 шт.);
9) транспортир; 10) линейка длиной 40 см с миллиметровыми делениями; 11) нить длиной 1 м; 12) коробка для комплекта; 13) динамометры с пределами измерения I Н и 4 Н; 14) резиновый образец;
15) стакан пластиковый вместимостью 200 мл: 16) измерительная лента; 17) груз алюминиевый массой 100 г с крючком; 18) монеты;
19) лента бумажная длиной порядка 100 см; 20) стакан пластиковый;
21) бутылка пластиковая с водой.
Ниже приведены примеры заданий, которые могут быть выполнены с помошью набора по механике.
1)Измерять: время движения, период колебания, мгновенную
скорость, ускорение, равнодействующую силу на основе второго закона Ньютона, ускорение свободного падения; силы: трения, упругости,
тяжести; коэффициент трения скольжения и жесткость пружины.
2) Проводить исследования эмпирических закономерностей. зависимости модуля силы упругости от деформации пружины
или резинового образца; зависимости пути и скорости при равноускоренном движении от времени: зависимости модуля силы трения
скольжения от силы давления; зависимости периода колебания груза,
подвешенного к нити, от длины нити и амплитуды колебаний; зависимость и периода колебания груза, подвешенного к пружине, от массы
груза и жесткости пружины.
3) Определять статус предложенных гипотез: период колебания груза на нити увеличивается при увеличении амплитуды колебаний; конечная скорость тела мри равноускоренном движении из состояния покоя прямо пропорциональна пройденному пути; при увеличении угла наклона плоскости к горизонту в n раз сила, необходимая для равномерного подъема по ней каретки, увеличивается
в n раз.
4) Решать экспериментальные задачи: сравнение результатов предварительного расчета и измерения силы; расчет времени прохождения кареткой определенной точки направляющей и проверка
результата этого расчета на опыте; расчет ускорения скольжения каретки по направляющей.
2) Набор по молекулярной физике и термодинамике составляют: I) прибор для изучения изотермического процесса; 2) два
термометра: 3) прибор для исследования деформации резины; 4) динамометр с пределом измерения 4 Н; 5) трубка для исследования сжатия газа; 6) мензурка; 7) бутылка с водой; 8) стаканчик; 9) металлический лист и штатив; 10) таблицы: психрометрическая, «Зависимость
давления и платности насыщенного водяного пара от температуры».
В комплект «ЕГЭ-лаборатория» входит барометр-анероид.
С помощью прибора для изучения изотермического процесса можно проверить такое обшеучебнос умение высокого уровня, как учет
собственных параметров измерительной установки в результатах измерений.
Примеры заданий, выполняемых с помощью набора по молекулярной физике и термодинамике.
1) Измерять: плотность, давление, температуру газа; абсолютную
и относительную влажность воздуха: массу воздуха и водяного пара
в помещении; жесткость и модуль Юнга резины и их зависимости
от модуля удлинения; работу газа при изотермическом сжатии.
2) Проводить исследования эмпирических закономерностей: зависимости давления газа от его объема: зависимости механического напряжения от абсолютной и относительной деформаций,
зависимости потенциальной энергии упругодеформированного тела
от абсолютной и относительной деформаций.
3) Определять статус предложенных гипотез: изменение
давления газа обратно пропорцион&тьно изменению его объема: длина столбика воды, вошедшей в трубку, прямо пропорциональна глубине погружения открытого конца трубки.
4) Решать экспериментальные задачи: расчет длины столбика воды, вошедшей
в трубку при опускании ее
в волу, и проверка результата этого расчета на опыте; расчет показаний манометра при
уменьшении объема газа в n
раз и проверка результатов
на опыте; опенка атмосферного давления и сравнение расчетов с показаниями барометра.
3) Набор по электродинамике составляют: I) окрашенное металлическое рабочее
поле размером 310 х 210 мм; 2) батарейный источник тока типа 3RI2
с ограничивающим ток резистором, закрытый пластиковым корпусом. на пластиковом основании с магнитами; 3) выключатель (ключ)
однополюсный на подставке с условным обозначением и магнитами,
запрессованными в основании; 4) проволочный переменный резистор
(реостат) с характеристиками 10 Ом 3 Вт на подставке с условным обозначением и магнитами, запрессованными в основании; 5) проволочный резистор сопротивлением 5 Ом на подставке с условным обозначением и магнитами, запрессованными в основании (2 шт.); 6) проволочный резистор сопротивлением 10 Ом на подставке с условным
обозначением и магнитами, запрессованными в основании; 7) амперметр с пределом измерения 1 А, класс точности 2,5; 8) вольтметр
с пределом измерения 6 В, класс точности 4; 9) провод соединительный длиной 200 мм с двумя однополюсными штекерами; 10) проволока сопротивлением 8—10 Ом на пластиковой подставке с обозначением диаметра, пятизвенная, с отводом от каждого звена; 11) батареи запасные типа 3R12; 12) лампочка с номинальным напряжением 3,5 В;
13) конденсатор емкостью 2.0±0.2 мкФ; 14) линейка; 15) коробка для
комплекта.
В состав набора по электродинамике входит батарейный источник
тока. В нем последовательно с гальваническими элементами включен
резистор, что гарантирует работоспособность источника после его короткого замыкания, а также обеспечивает протекание через амперметр силы тока, меньшего предела его измерения даже при подключении амперметра непосредственно к источнику тока.
Примеры заданий, выполняемых с помощью набора по электродинамике.
1) Измерять: напряжение, силу гока ЭДС; сопротивление проводника. удельное сопротивление вещества, мощность тока; внутреннее сопротивление источника тока.
2) Проводить исследования: эмпирических закономерностей;
зависимости напряжения на полюсах источника тока от силы тока во
внешней цепи; зависимости силы тока, проходящего через лампочку,
от напряжения на ней; зависимости КПД источника тока от силы
тока.
3)Определять статус предложенных гипотез: сила тока,
проходящего через лампочку, прямо пропорциональна напряжению
на ней; напряжение на полюсах источника тока линейно убывает при
увеличении силы тока в цепи.
4) Решать экспериментальные задачи: расчет эквивалентного сопротивления смешанного соединения резисторов и сравнение
расчета с результатами измерения; сравнение результатов прямого и
косвенного измерений ЭДС источника тока; расчет напряжения между заданными точками электрической цепи постоянного тока, состоящей из резисторов и конденсаторов, и проверка расчета на опыте.
4) Набор по оптике составляют: 1) осветитель;
2) батарейный источник тока типа 3RI2 на пластиковом основании
с выключателем; 3) батареи запасные типа 3RI2; 4) линзы собирающие ЛС-1 (F =10 см), ЛС-2 (F = 2 см), ЛС-3 (F = 5 см); 5) буква Г-
модель предмета; 6) плоскопараллсльная пластина со скошенными гранями; 7) полуцилиндр; 8) дифракционная решетка 150 штрихов на
миллиметр; 9) экран со щелью и линейкой для визуального наблюдения дифракции; 10) экран полупрозрачный с подвижной линейкой;
11) экран белый; 12) транспортир круговой; 13) транспортир обычный; 14) 5 булавок и коврик; 15) линейка; 16) магнитные держатели;
17) основное и дополнительное металлические поля; 18) защитный
экран.
Принципиальное отличие набора от аналогов определяется наличием осветителя. Осветитель обеспечивает получение параллельного светового пучка, что позволяет учащимся воспроизвести
экспериментальную установку по наблюдению дифракции в параллельных лучах (дифракция Фраунгофера) (рис. 100. б). Именно этот
тип дифракции рассматривается во всех учебниках при выводе
формулы дифракционной решетки d·sin φ = кλ.
Примеры заданий, выполняемых с помощью набора по оптике.
1) Измерять: фокусное расстояние и оптическую силу линзы; показатель преломления стекла; длину световой волны.
2) Проводить исследования эмпирических закономерностей: зависимости увеличения, даваемого линзой, or расстояния
предмета до нее; зависимости угла преломления от угла падения; зависимости смешения светового пучка в плоскопараллельной пластине со скошенными гранями от угла падения.
3) Определять статус предложенных гипотез: расстояние
от изображения до заднего <]кжуса линзы обратно пропорционально
расстоянию от предмета до переднего фокуса; угол преломления прямо пропорционален углу падения; расстояние от линзы до изображения обратно пропорционально расстоянию от линзы до предмета.
4) Решать экспериментальные задачи: расчет фокусного расстояния двух плотно сложенных линз и сравнение с результатами
опытов; опытная проверка результатов расчета расстояния от линзы
до изображения при заданном расстоянии от линзы до предмета;
опытная проверка результатов расчета угла преломления при заданном угле падения.