ФИЗИКА. Часть 2 Электричество, магнетизм, колебания и волны

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Размер: px
Начинать показ со страницы:

Download "ФИЗИКА. Часть 2 Электричество, магнетизм, колебания и волны"

Транскрипт

1 Министерство образования и науки Российской Федерации ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» ФИЗИКА Часть Электричество, магнетизм, колебания и волны Сборник тестов для подготовки к интернет-тестированию студентов всех направлений специалитета и бакалавриата Екатеринбург 03

2 Министерство образования и науки Российской Федерации ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» ОДОБРЕНО Методической комиссией ФГиГ 03 г. Председатель комиссии проф. В. И. Бондарев ФИЗИКА Часть Электричество, магнетизм, колебания и волны Сборник тестов для подготовки к интернет-тестированию студентов всех направлений специалитета и бакалавриата Издание УГГУ Екатеринбург, 03

3 Ф 48 Рецензент: Виноградов В. Б., доц. каф. геофизики УГГУ, канд. геол. - минерал. наук. Сборник тестов рассмотрен на заседании кафедры физики 3 апреля 03 г. (протокол 65) и рекомендован для издания в УГ- ГУ. ФИЗИКА. Часть. Электричество, магнетизм, колебания и Ф 48 волны: сборник тестов для подготовки к интернеттестированию студентов всех направлений специалитета и бакалавриата / Л. П. Житова, С. А. Смольников, С. Н. Шитова, М. В. Калачева; Урал. гос. горный ун-т. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, с. Сборник тестов содержит краткие теоретические сведения по разделам физики: «Электростатика», «Постоянный ток», «Магнетизм», «Электромагнитные и механические колебания и волны». Тематическая структура определяется дидактическими единицами государственных образовательных стандартов. Сборник тестов предназначен для студентов всех специальностей УГГУ для самостоятельной работы при подготовке к экзаменам по физике и интернет-тестированию. Рекомендуется для проверки знаний студентов на зачетах и экзаменах по физике в УГГУ. Житова Л. П., Смольников С. А., Шитова С. Н., Калачева М. В., 03 Уральский государственный горный университет, 03

4 III. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ. Электростатическое поле в вакууме Закон Кулона (определяет силу взаимодействия точечных зарядов в вакууме); qq F k ; r в) в непроводящей среде: qq F k, r где ε диэлектрическая проницаемость среды (для воздуха ε = ). Сила Кулона является центральной, т. е. направлена вдоль линии, соединяющей заряды. Одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются. Взаимодействие точечных зарядов удовлетворяет III закону Ньютона: F F. Напряжѐнность электростатического поля векторная величина, являющаяся силовой характеристикой поля, численно равная силе, действующей на единичный положительный точечный заряд, помещенный в данную точку поля: F E. q 3 q r q а) в векторном виде: F F q q r F k, r r где F сила, действующая на заряд q со стороны заряда q ; r радиус-вектор, проведѐнный от первого заряда ко второму; r расстояние между зарядами; r r ; 9 k 90 м/ф коэффициент пропорциональности в 40 системе СИ; ε 0 = 8, Ф/м электрическая постоянная; б) в скалярном виде:

5 Сила, действующая на заряд в электростатическом поле: F Eq E. F q + q F Знак заряда меняет направление силы на противоположное. Принцип суперпозиции для напряжѐнности электростатического поля: E n. E i i Пример: рассчитаем напряженность в различных точках электростатического поля, созданного точечными зарядами q и q. а) Направление результирующего вектора в любой точке определяем по принципу суперпозиции: E E E ; E E α D E q E E q E E E А E В б) Модуль результирующего поля зависит от направления векторов, создающих поле. Возможны четыре варианта: ) векторы E и E направлены в одну сторону: E A E E ; ) векторы E и E направлены в разные стороны: E C E E ; 3) векторы E и E направлены под углом α относительно друг друга: 4) векторы E и E E С E E E D E E E cos ; E перпендикулярны друг другу: E B. E E 4

6 Поток вектора напряжѐнности электростатического поля через произвольную площадку dф Е : dф E ( E ds) E ds cos, где α угол между вектором напряженности E ds E и нормалью n n к площадке. Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме: n ФЕ ( E ds) qi. S 5 0 i Потенциал электростатического поля φ скалярная величина, являющаяся энергетической характеристикой поля и определяемая потенциальной энергией единичного положительного точечного заряда, помещенного в данную точку поля: W П. q Принцип суперпозиции для потенциала: n i Фундаментальная связь между напряженностью и потенциалом: напряжѐнность поля равна градиенту потенциала, взятому со знаком минус: E grad, где («набла») оператор Гамильтона i j k. x y z Знак «минус» показывает, что вектор E направлен в сторону убывания потенциала (градиент потенциала и напряженность равны по модулю и противоположны по направлению). Связь между напряженностью и разностью потенциалов а) для одного направления: E, x где Δх расстояние между точками поля; б) для поля конденсатора: E, d где d расстояние между пластинами. Эквипотенциальные поверхности поверхности, во всех точках которых потенциал υ имеет одно и то же значение. i. E υ > υ > υ 3 3

7 Напряженность и потенциал некоторых заряженных тел в вакууме Силовые линии Напряженность Потенциал (разность потенциалов) 3 4 Точечный заряд + q q E E q E k r ~ r υ q k r ~ r r r Сфера (поверхностное распределение заряда) + Q R E а) если r R (на поверхности и снаружи), то Q R E k ; r 0r б) если r < R (внутри), то Е = 0, где r расстояние от центра сферы до заданной точки. E R ~ r r а) если r > R, то Q R k ; r 0r б) если r R, то Q R k. R 0 υ ~ r R r Шар (объемное распределение заряда) Q R E а) если r R, то 3 Q R E k ; r 3 0r б) если r < R, то Q r E k r. R E ~ r а) если r > R, то 3 Q R k ; r 3 0r б) если r R, то Qr r 3 R 6 k. 0 υ ~ r R r R r 6

8 3 4 Бесконечная нить (цилиндр) + τ R τ R E E а) если r R; то E 0 r ; б) если r < R; то Е = 0. Е ~ r υ 0 ln r ~ ln r Бесконечная плоскость +σ E E R 0 E r υ r 0 r σ E r r Две параллельные бесконечные плоскости + σ + σ E d σ + σ E E E E 0 d r d υ υ 0 υ d r Диполь q q E q r' q q p r E q d r На перпендикуляре, восстановленном к оси диполя из его середины: E k q k 3 ( r ) ( r p ) На продолжении оси диполя: q p E k k 3 3 r r 3 7

9 Линейная плотность заряда τ заряд, приходящийся на единицу длины: dq. d Поверхностная плотность заряда σ - заряд, приходящийся на единицу площади: dq. ds Объѐмная плотность заряда ρ заряд, приходящийся на единицу объѐма: dq. dv Работа по перемещению заряда: m A W q ( 0), где Δυ - разность потенциалов между точками поля. Если положительно заряженная частица движется по направлению поля, то ее скорость увеличивается, а если против поля, то скорость уменьшается. Отрицательная частица, движущаяся по полю, замедляется, а движущаяся против поля ускоряется. Это объясняется направлением действия силы на разноименные заряды. Ёмкость конденсатора (по определению): C Q, где Q заряд; Δυ разность потенциалов между обкладками. Ёмкость плоского конденсатора: 0 C S, d где ε диэлектрическая проницаемость материала диэлектрика; S площадь пластин; d расстояние между пластинами. Ёмкость шара (сферы): C 4 R 0, где R радиус шара (сферы); ε диэлектрическая проницаемость окружающей среды. 8

10 Q С Соединения конденсаторов: а) параллельное: Δυ = const; Q = Q + Q + + Q n ; C пар = C + C + + C n ; б) последовательное: Q const;... n C посл ;.... С С С n Энергия заряженного конденсатора: C Q Q W. C Энергия электростатического поля: 0E D ED W V V V, 0 где Е напряжѐнность электростатического поля; V объѐм; D = ε 0 ε Е индукция электростатического поля (смещение). Объѐмная плотность энергии энергия, заключѐнная в единице объѐма: W 0E D ED w. V 0 Потенциальная энергия взаимодействия точечных зарядов: Qq Wп k. r Q Q Q Q n С С С С n С n n 9

11 Тестовые задания.. Сила взаимодействия двух отрицательных точечных зарядов, находящихся на расстоянии R друг от друга, равна F. Расстояние между частицами уменьшили в раза. Чтобы сила взаимодействия F не изменилась, нужно... ) один из зарядов увеличить по модулю в раза; ) каждый заряд уменьшить по модулю в раза; 3) каждый заряд уменьшить по модулю в раз; 4) каждый заряд увеличить по модулю в раза; 5) один из зарядов уменьшить по модулю в раза... Сила взаимодействия двух отрицательных точечных зарядов, находящихся на расстоянии r друг от друга, равна F. Заряд одной частицы уменьшили по модулю в раза. Чтобы сила взаимодействия F не изменилась, расстояние между зарядами нужно... q q а ) увеличить в ; ) увеличить в раза; 3) увеличить в 4 раза; 4) уменьшить в ; 5) уменьшить в раза..3. На рисунке показаны три точечных 4 q а А а + q а q q 3 4 заряда: q, q и q, расположенных в вершинах равнобедренного прямоугольного треугольника. Укажите номер, под которым показан результирующий вектор напряженности электрического поля в точке, находящейся на середине гипотенузы. ) ; ) 4; 3) ; 4) Электростатическое поле создано системой точечных зарядов: q, + q и q (см. рисунок). Вектор напряженности поля в точке А ориентирован в направлении ) 8; ) 6; 3) ; 4) 4; 5) 5; 6) 7; 7) ; 8) 3. 0

12 .5. Для условия теста.4 градиент потенциала в точке А ориентирован в направлении ) 8; ) 6; 3) ; 4) 4; 5) 5; 6) 7; 7) ; 8) Электростатическое поле создано системой точечных зарядов (см. рисунок). Вектор напряженности поля в точке А ориентирован в направлении ) 8; ) 6; 3) ; 4) 4; 5) 5; 6) 7; 7) ; 8) 3. 8 А q q На рисунках представлены графики зависимости напряженности поля Е ( r ) для различных распределений заряда. График зависимости Е ( r ) для шара радиуса R, равномерно заряженного по объему, показан на рисунке... Е Е Е Е ~ r ~ ~ r r R r R r R r R r ) ) 3) 4) ) ; ) ; 3) 3; 4) На рисунках теста.7 представлены графики зависимости напряженности поля Е ( r ) для различных распределений заряда. Показать график зависимости Е ( r ) для заряженной металлической сферы радиуса R... ) ; ) ; 3) 3; 4) График зависимости Е ( r ) для бесконечной равномерно заряженной плоскости верно представлена на рисунке + q 3 ~ r Е Е Е Е r r ) ) 3) r 4) r

13 A B C D + q + q.0. Напряженность электростатического поля, создаваемого точечными зарядами q и q, может быть равной нулю в области точки ) В; ) С; 3) А; 4) D... Установите соответствие между формой заряженных тел и формулой напряженности электростатического поля, созданного этими телами: Бесконечная заряженная плоскость А Бесконечная заряженная нить (цилиндр) Б 3 Продолжение оси диполя В 4 Точечный заряд Г A q E 40r E 0 E 0 r q E 4 r ) Б; А; 3 Г; 4 В; ) Б; В; 3 Г; 4 А; 3) В; Г; 3 А; 4 Б; 4) А; Б; 3 В; 4 Г. A a.. Электростатическое поле создано двумя точечными зарядами: q и + q. Отношение потенциала поля, созданного первым зарядом в точке А, к потенциалу результирующего поля в этой точке равно... ) /3; ) 5/3; 3) 0,6; 4) 3. a q q a a + q + 4 q.3. Электростатическое поле создано двумя точечными зарядами: q и + 4 q. Отношение потенциала поля, созданного вторым зарядом в точке А, к потенциалу результирующего поля в этой точке равно... ) 3; ) 4; 3) 4/3; 4) 3/4. 0 3

14 .4. На рисунке показаны эквипотенциальные поверхности электростатического поля. Вектор напряженности поля имеет направление... ) 3; ) 4; 3) ; 4). 3 4 υ > υ > υ 3 > υ 4.5. Поле создано равномерно заряженной сферической поверхностью с зарядом q. Укажите направление вектора градиента потенциала в точке А. ) А 3; ) А ; 3) А ; 4) А Электростатическое поле создано системой точечных зарядов + q и q (см. рисунок). Градиент потенциала в точке А ориентирован в направлении ) 5; ) ; 3) 7; 4) 3; 5) ; 6) 4; 7) 6; 8) Поле создано бесконечной равномерно заряженной плоскостью (σ поверхностная плотность заряда). Градиент потенциала в точке А ориентирован в направлении ) 5; ) 3; 3) ; 4) 8; 5) 7; 6) 4; 7) 6; 8)..8. Поток вектора напряженности электростатического поля через замкнутую поверхность S равен 6q ) ; ) 0; 0 q 4q 3) ; 4) q О R 8 А а 3 А q а а q σ + q 8 А 7 6 q 5 S q + q + q q

15 В q см ) поток заряженной сферы больше; ) поток одинаковый; 3) поток точечного заряда больше; 4) поток равен нулю в обоих случаях. q А q см см.9. На рисунке изображены точечный заряд, заряженный шарик радиусом см и сфера радиусом см. Величины зарядов шарика и точечного заряда одинаковы. Сравнивая поток вектора напряженности электростатического поля через сферу от точечного заряда и шарика, можно убедиться, что.0. Поле создано точечным зарядом q. Пробный заряд перемещают из точки А в точку В по двум различным траекториям. Верным является утверждение ) наибольшая работа совершается при движении по траектории ; ) работа в обоих случаях одинакова и не равна нулю; 3) наибольшая работа совершается при движении по траектории ; 4) работа в обоих случаях одинакова и равна нулю... Заряд нкл переместился из точки, находящейся на расстоянии см от поверхности заряженного проводящего шара радиусом 9 см, в бесконечность. Поверхностная плотность заряда шара,0 4 Кл/м. Работа сил поля, совершаемая при этом перемещении, равна... ) 0 мдж; ) мдж; 3) 0, мдж; 4) 0,00 мдж... Два проводника заряжены до потенциалов 34 В и 6 В. Заряд 00 нкл нужно перенести со второго проводника на первый. При этом необходимо совершить работу, равную ) 5 мкдж; ) 8 мкдж; 3) 0,5 мкдж; 4),8 мкдж. 4

16 . Законы постоянного тока Сила тока (І) скалярная величина, численно равная заряду, перенесѐнному через поперечное сечение проводника в единицу времени: dq I( t). dt Постоянный ток ток сила и направление которого не изменяются с течением времени: Плотность тока j : а) в векторном виде: Q I. t di j n, ds где ds площадь поперечного сечения проводника; n нормаль к площади сечения; б) в скалярном виде: di j ; ds в) через концентрацию зарядов: j ne, 9 где n - концентрация носителей заряда; e,6 0 Кл элементарный заряд; средняя скорость движения зарядов. Сопротивление проводника : а) по определению: U R ; I б) однородного линейного проводника: R, S где ρ удельное сопротивление; l длина; S площадь поперечного сечения. Удельное сопротивление проводника: R S. 5

17 Закон Ома: U а) обобщенный: I ; R б) для замкнутого контура (υ = υ ): I, R r где, r ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока; R в) для однородного участка (без источника тока), ε = 0, r = 0: I ; R г) в дифференциальной форме: j E, где j плотность тока; γ удельная проводимость; E напряжѐнность электрического поля. Соединение проводников: R I а) параллельное: R U const ; I I I I n ; I I R. n I n R R R I ε, r + I R R R n U U U Мощность тока: U n пар 6 R п б) последовательное: I const ; U U U U n ; R R R посл R n. Работа тока: U A IU t I R t t. r A U P IU I R. t R Закон Джоуля Ленца определяет количество теплоты Q, выделившееся при протекании по проводнику постоянного тока I за время t: U Q I Rt IUt t. R

18 КПД η электрической цепи: Pпол U R H, P ( R H r) затр где Р пол ; Р затр полезная и затраченная мощности; U напряжение на нагрузке; R H сопротивление нагрузки. Тестовые задания.. Напряжение на концах медного провода диаметром d и длиной l равно U. Если, не меняя напряжения, увеличить длину провода в раза, то скорость направленного движения электронов вдоль проводника ) увеличится в раза; ) уменьшится в раза; 3) уменьшится в 4 раза; 4) не изменится... Напряжение на концах медного провода диаметром d и длиной l равно U. Если взять медный провод диаметром d, но длиной l и увеличить напряжение в 4 раза, то среднее время дрейфа электронов от одного конца проводника до другого... ) увеличится в раза; ) увеличится в 4 раза; 3) уменьшится в раза; 4) не изменится..3. Напряжение на концах медного провода диаметром d и длиной l равно U. Если взять медный провод диаметром d той же длины и увеличить напряжение в 4 раза, то скорость направленного движения электронов вдоль проводника ) увеличится в 6 раз; ) увеличится в раза; 3) увеличится в 4 раза; 4) уменьшится в 4 раза..4. На рисунке показана зависимость силы тока в электрической цепи от времени. Наибольший заряд протечет через поперечное сечение проводника в интервале времени ) 5-0 с; ) 0-5 с; 3) 0-5 с; 4) 5-0 с..5. Для условия теста.4 наименьший заряд протечет через поперечное сечение проводника в интервале времени ) 5-0 с; ) 0-5 с; 3) 0-5 с; 4) 5-0 с. 7

19 .6. Сила тока в проводнике в течение интервала времени t равномерно увеличивается от 0 до I, затем в течение такого же промежутка времени остается постоянной, а затем за тот же интервал времени равномерно уменьшается до нуля. За все время через проводник прошел заряд q, равный... ) 0; ) q = It; 3) q = It; 4) q = 4It..7. Выражение, где ЭДС источника тока; R величина R r внешнего сопротивления, r внутреннее сопротивление источника, представляет собой... ) напряжение на внешнем сопротивлении; ) работу перемещения положительного единичного заряда по замкнутой цепи; 3) силу тока в замкнутой цепи; 4) напряжение на зажимах источника. r.8. Выражение, где ЭДС источника тока; R величина R r внешнего сопротивления; r внутреннее сопротивление источника, представляет собой... ) напряжение на внешнем сопротивлении; ) работу перемещения положительного единичного заряда по замкнутой цепи; 3) силу тока в замкнутой цепи; 4) напряжение на зажимах источника. R.9. Выражение, где ЭДС источника тока; R величина R r внешнего сопротивления; r внутреннее сопротивление источника, представляет собой... ) напряжение на внешнем сопротивлении; ) работу перемещения положительного единичного заряда по замкнутой цепи; 3) силу тока в замкнутой цепи; 4) напряжение на зажимах источника. 8

20 .0. Два одинаковых источника соединены последовательно. Если их соединить параллельно, то сила тока короткого замыкания ) увеличится в раза; ) увеличится в 4 раза; 3) уменьшится в раза; 4) не изменится... На рисунке представлены результаты экспериментального исследования зависимости силы тока в цепи от значения сопротивления, подключенного к источнику постоянного тока. ЭДС источника и его внутреннее сопротивление соответственно равны... ) 4 В, 3 Ом; ) 8 В, Ом; 3) 9 В, 0,5 Ом; 4) В, Ом... Для рисунка предыдущего теста КПД источника при сопротивлении 4 Ом составляет ) 80 %; ) 75 %; 3) 83 %; 4) 67 %..3. Птица сидит на проводе линии электропередачи, сопротивление которого,50 5 Ом на каждый метр длины. Если по проводу течет ток силой ка, а расстояние между лапами птицы составляет 5 см, то птица находится под напряжением... ),5 мв; ) мкв; 3) 40 мв; 4) 0,3 В..4. Если уменьшить в раза напряженность электрического поля в проводнике, то плотность тока... ) увеличится в раза; ) не изменится; 3) уменьшится в раза; 4) увеличится в 4 раза;.5. Вольт-амперные характеристики двух нагревательных спиралей изображены на рисунке. Сопротивление одной спирали больше сопротивления другой на... ) 0, Ом; ) 5 Ом; 3) 0 Ом; 4) 5 Ом. 9 I, A R, Ом U, B

21 Q, Дж t, c.6. На рисунке представлен график зависимости количества теплоты, выделяющейся в двух последовательно соединенных проводниках, от времени. Отношение сопротивлений проводников R /R равно... ) 4; ) 0,5; 3) 0,5; 4)..7. Если увеличить в раза напряженность электрического поля в проводнике, то удельная тепловая мощность тока... ) увеличится в 4 раза; ) уменьшится в раза; 3) увеличится в раза; 4) не изменится; 5) уменьшится в 4 раза..8. Маленьким электрокипятильником можно вскипятить в автомобиле стакан воды для чая или кофе (с в = 400 Дж/(кг К)). Напряжение аккумулятора В. Если он за 5 мин. нагревает 00 мл воды от 0 ºС до 00 ºС, то сила тока, потребляемого от аккумулятора, равна ) А; ),6 А; 3) 0,079 А; 4) 0,048 А..9. Электропроводка должна выполняться из достаточно толстого провода, чтобы он сильно не нагревался и не создавал угрозы пожара. Если проводка рассчитана на максимальную силу тока 6 А и на погонном метре провода должно выделяться не более Вт тепла, то диаметр медного (ρ = 7 ном м) провода равен ) 7 мм; ),7 мм; 3) 6 мм; 4) 34 мм. 0

22 .0. Установите соответствие: Закон Ома для однородного участка А j E цепи Закон Ома для неоднородного участка Б ( I ) цепи R r 3 Закон Джоуля Ленца В U I R 4 Закон Ома в дифференциальной форме R r Г I 5 Закон Ома для замкнутого контура Д Q I Rt ) Д; А; 3 Г; 4 В; 5 Б; ) В; Д; 3 Б; 4 Г; 5 А; 3) В; Б; 3 Д; 4 А; 5 Г; 4) А; Б; 3 В; 4 Г; 5 Д... На рисунке представлена зависимость плотности тока j, протекающего в проводниках и, от напряженности электрического поля Е. Отношение удельных проводимостей γ /γ этих элементов равно ) /4; ) 4; 3) ; 4) /... Вольт-амперная характеристика активных элементов цепи и представлена на рисунке. На элементе при токе 5 ма выделяется мощность ) 5 Вт; ) 0,45 Вт; 3) 450 Вт; 4) 0,30 Вт. I, ма j U, В Е

23 3. Магнитостатика Индукция магнитного поля B векторная величина, являющаяся силовой характеристикой поля. Численное значение может быть выражено: а) из вращающего момента, действующего на рамку с током; б) закона Ампера; в) выражения для силы Лоренца. Напряжѐнность магнитного поля H вспомогательная характеристика поля, не зависит от среды, связана с индукцией: B H, 0 где μ 0 = 4 π 0-7 Гн/м магнитная постоянная. Направление H совпадает с направлением B. Магнитная проницаемость среды μ показывает, во сколько раз магнитная индукция в веществе больше, чем в вакууме: B. Закон Био Савара Лапласа определяет индукцию магнитного поля db, созданного элементом проводника d с током I: а) в векторном виде: 0 I[ d r] db, 4 3 r где r радиус - вектор, проведѐнный от начала элемента dl в точку наблюдения (для вакуума μ = ); б) в скалярном виде: 0 I d sin db, 4 r где α угол между векторами d и r. Линии магнитного поля всегда замкнуты и не пересекаются. Их направление определяется по правилу правого винта (или буравчика): если поле создается прямым током, то направление индукции определяется по направлению вращения головки винта (рис. а), а если поле создается круговым током, то направление B H B, H I, индукции совпадает с направлением I поступательного движения ножки правого винта (рис. а б б). B 0

24 Индукция магнитного поля, созданного симметричными проводниками с током Отрезок прямого I 4a формула проводника B 0 cos cos направление B Прямой, бесконечно длинный проводник B 0 I a B B a υ υ I I а B B В центре кругового проводника B 0 I R I R B На оси кругового 0 I R B ; 3 проводника r r a R I R a r B На оси соленоида 0 N I B 0 n I, где l длина соленоида; n = N/l плотность намотки I B На оси тороида (кольцевая катушка) N I B r где N число витков; r средний радиус 0, I r B движу- Свободно щийся заряд 0 q B sin, 4r где α угол между и r ; r расстояние от заряда до точки наблюдения q r B α 3

25 Принцип суперпозиции для индукции магнитного поля: B n. B i i Теорема о циркуляции вектора B в вакууме (закон полного тока в вакууме): n B d I. L 4 0 k Принцип суперпозиции для индукции магнитного поля: B n. B i i Магнитный момент плоского контура (рамки) с током: p m I S n ; p m I S, где S площадь контура (рамки); n - вектор нормали к площади. I M n P m B k Вращающий момент сил M, действующий на рамку (контур) с током I в магнитном поле: M [ pm B] ; M p m Bsin, где p магнитный момент рамки; m α угол между вектором индукции B и нормалью n к площади рамки. Закон Ампера определяет силу, действующую на B проводник с током со стороны магнитного поля: F I [ B] ; I F I Bsin, F A где длина проводника; α угол между направлением тока и вектором индукции B. Сила взаимодействия двух одинаковых параллельных проводников с током: B I I 0 I F F. r r Если токи текут в одном направлении, то проводники притягиваются, а если в разных, то отталкиваются.

26 Сила Лоренца сила, действующая со стороны магнитного поля на движущийся заряд: F Л B FЛ q [ B] ; + q F Л q B sin. q Направление силы Ампера (или силы Лоренца F Л для положительного заряда) находится по правилу векторного произведения или правилу левой руки: если левую руку расположить так, чтобы вектор магнитной индукции B входил в ладонь, а четыре вытянутых пальца расположить по направлению тока (или скорости), то отогнутый большой палец покажет направление силы Ампера (или Лоренца). Знак заряда изменяет направление силы Лоренца на противоположное. Движение заряженной частицы. Частица влетает параллельно линиям индукции магнитного поля (α = 0º): B F Л q B sin, α = 0; F Л = 0. Частица будет двигаться равномерно прямолинейно в направлении линий поля, так как магнитное поле на такую частицу не действует.. Частица влетает перпендикулярно линиям индукции магнитного поля (α = 90º). Cила Лоренца является центростремительной, и частица будет двигаться по окружности в плоскости, перпендикулярной вектору B : F B Л FЛ ma n ; q q B m. R Радиус окружности: m R ; q B Период обращения Т время одного оборота: R m T. q B 5

27 3. Частица влетает под углом α к линиям индукции магнитного поля (0 < α <90º). Движение представляет собой сумму двух видов движений: α R ) равномерное прямолинейное вдоль II поля со скоростью υ, параллельной B линиям индукции: h υ = υ cos α; ) равномерное движение по окружности в плоскости, перпендикулярной полю, со скоростью: sin. В результате возникает движение по винтовой спирали, ось которой параллельна магнитному полю. Радиус спирали: m m sin R. q B q B Период обращения: R m T. q B Шаг спирали: m h IIT T cos cos R ctg. q B 4. Частица движется в скрещенных электрическом и магнитном F B Л полях: q F FЭЛ FЛ q E q [ B]. Если силы по модулю одинаковы, то частица F ЭЛ движется прямолинейно, если же одна из сил E больше, то траектория искривляется в сторону действия большей силы. Поток магнитной индукции Ф B (магнитный поток) через произвольную поверхность площадью S: B ( B S) B S B S cos, S α B n n B n где B n проекция вектора B на направление нормали n к площадке S; α угол между векторами B и n. 6

28 Потокосцепление (полный магнитный поток, сцепленный с N витками): Ψ = N Ф= N B Scos. Теорема Гаусса для магнитного поля: поток вектора магнитной индукции через любую замкнутую поверхность равен нулю: B ds 0. В S dx Работа по перемещению проводника с током в B магнитном поле: da = I dф, l I где dф магнитный поток, пересечѐнный движущимся проводником. ds Работа по перемещению замкнутого контура с током в магнитном поле: A = I Ф, где Ф изменение магнитного потока, сцепленного с контуром. 7

29 P m I B Тестовые задания 3.. Рамка с током с магнитным дипольным моментом, направление которого указано на рисунке, находится в однородном магнитном поле. Момент сил, действующий на диполь, направлен... ) противоположно вектору магнитной индукции; ) перпендикулярно плоскости рисунка от нас; 3) по направлению вектора магнитной индукции; 4) перпендикулярно плоскости рисунка к нам. 3.. Рамка с током и магнитным дипольным P m моментом, направление которого указано на рисунке, находится в однородном магнитном поле. Момент сил, действующих на диполь, направлен... ) перпендикулярно плоскости рисунка к нам; ) перпендикулярно плоскости рисунка от нас; 3) по направлению вектора магнитной индукции; 4) противоположно вектору магнитной индукции. B 3.3. Небольшой контур с током помещен в неоднородное магнитное поле с индукцией B. Плоскость контура перпендикулярна плоскости чертежа, но не перпендикулярна линиям индукции. Под действием поля контур ) повернется по часовой стрелке и сместится вправо; ) повернется против часовой стрелки и сместится вправо; 3) повернется против часовой стрелки и сместится влево; 4) повернется по часовой стрелке и сместится влево. I B B 3.4. Небольшой контур с током помещен в неоднородное магнитное поле с индукцией B. Плоскость контура перпендикулярна плоскости чертежа, но не перпендикулярна линиям индукции. Под действием поля контур ) повернется по часовой стрелке и сместится вправо; ) повернется против часовой стрелки и сместится вправо; 3) повернется против часовой стрелки и сместится влево; 4) повернется по часовой стрелке и сместится влево. 8

30 3.5. Виток с магнитным моментом p m свободно установился в однородном магнитном поле с индукцией B. Если виток повернуть на угол 30º вокруг оси, лежащей в плоскости витка, то на него будет действовать вращающий момент, равный p ) m B p B ; ) m ; 3) 3 p m B ; 4) 3 B Магнитное поле создано двумя параллельными длинными проводниками с A токами I и I, (см. рисунок). Если I = I, то вектор индукции B I a a I результирующего поля в точке А направлен ) вверх; ) влево; 3) вниз; 4) вправо На рисунке изображены сечения двух параллельных прямолинейных длинных проводников с противоположно направленными токами, причем I = I. Индукция B результирующего магнитного поля равна нулю в некоторой точке интервала ) a; ) c; 3) d; 4) b На рисунке изображены сечения двух параллельных прямолинейных длинных проводников с одинаково направленными токами, причем I = I. Индукция B результирующего магнитного поля равна нулю в некоторой точке интервала... ) d; ) b; 3) c; 4) a На рисунке изображен вектор скорости движущегося протона. Вектор магнитной индукции B поля, создаваемого протоном при движении, в точке С направлен... ) на нас; ) от нас; 3) вниз; 4) вверх При наложении двух однородных магнитных полей с В = 0,3 Тл, В = 0,4 Тл друг на друга так, что силовые линии полей взаимно перпендикулярны, модуль магнитной индукции В результирующего поля равен... ) 0,4 Тл; ) 0,5 Тл; 3) 0,7 Тл; 4) 0, Тл. 9 p m I I a b c d I I a b c d + q p C

31 L 3.. В однородном магнитном поле на проводник с током, направленным вправо, действует сила Ампера, направленная перпендикулярно плоскости рисунка от наблюдателя. При этом линии магнитной индукции поля направлены ) влево; ) вниз; 3) вправо; 4) вверх. 3.. На рисунке изображен проводник с током, помещенный в однородное магнитное поле с индукцией В, направленное перпендикулярно плоскости чертежа к нам. Укажите правильную комбинацию направления тока в проводнике и вектора силы Ампера. ) ток в направлении M-L; сила Ампера - от нас; ) ток в направлении L-M; сила Ампера вверх; 3) ток в направлении M-L; сила Ампера - к нам; 4) ток в направлении L-M; сила Ампера вниз. I I 3.3. Поле создано прямолинейным длинным проводником с током I. Если отрезок проводника с током I расположен в одной плоскости с длинным проводником так, как показано на рисунке, то сила Ампера ) лежит в плоскости чертежа и направлена вправо; ) лежит в плоскости чертежа и направлена влево; 3) перпендикулярна плоскости чертежа и направлена от нас; 4) перпендикулярна плоскости чертежа и направлена к нам. I I B M 3.4. Поле создано прямолинейным длинным проводником с током I. Если отрезок проводника с током I расположен в одной плоскости с длинным проводником так, как показано на рисунке, то сила Ампера ) лежит в плоскости чертежа и направлена вправо; ) лежит в плоскости чертежа и направлена влево; 3) перпендикулярна плоскости чертежа и направлена от нас; 4) перпендикулярна плоскости чертежа и направлена к нам. 30

32 3.5. Сила, действующая на а проводник с током, находящийся между полюсами маг- г б N S нита так, как показано на рисунке, имеет направление в ) б; ) в; 3) г; 4) а Электрон влетает в магнитное поле так, что его скорость параллельна линиям индукции магнитного поля. Траектория движения электрона представляет ) прямую линию; ) параболу; 3) окружность; 4) винтовую линию На рисунке изображено сечение проводника, находящегося между полюсами магнита. По проводнику течет ток I, направленный к нам. Сила Ампера направлена... ) влево; ) вверх; 3) вниз; 4) вправо На рисунке указаны траектории заряженных частиц, имеющих одинаковую скорость и влетающих в однородное магнитное поле, направленное B перпендикулярно плоскости чертежа. При этом для частицы 3 4 ) q < 0; ) q > 0; 3) q = Два заряда q и q движутся параллельно друг другу на расстоянии r (см. рисунок). Магнитная составляющая силы, действующей на q второй заряд со стороны первого заряда,... q 4 ) совпадает с направлением 3; r 3 ) совпадает с направлением 4; 3) совпадает с направлением ; 4) совпадает с направлением На рисунке изображен электрон, движущийся перпендикулярно силовым линиям магнитного поля. Сила Лоренца направлена ) вниз; ) к нам; 3) вверх; 4) от нас. 3

33 p 3.. Траектория движения протона в однородном магнитном поле представляет собой окружность (см. рисунок), Линии магнитной индукции поля направлены... ) влево; ) к нам; 3) вправо; 4) от нас. 3.. Ионы, имеющие одинаковые скорости, но разные удельные заряды, влетают в однородное магнитное поле. Их траектории приведены на рисунке. B Величина наименьшего удельного заряда соответствует траектории ) 3; ) ; 3) ; 4) характеристики траекторий не зависят от величины удельного заряда Ионы, имеющие одинаковые удельные заряды, влетают в однородное магнитное поле. Иx траектории приведены на рисунке теста 3.. Наибольшую скорость имеет ион, движущийся по траектории... ) ; ) ; 3) 3; 4) характеристики траектории не зависят от заряда Ионы, имеющие одинаковые скорости и массы, влетают в однородное магнитное поле. Иx траектории приведены на рисунке теста 3.. Наибольший заряд имеет ион, движущийся по траектории... ) ; ) ; 3) 3; 4) характеристики траектории не зависят от заряда Вблизи длинного проводника с током I I 3 e p пролетает электрон со скоростью υ (см. рисунок). Сила Лоренца направлена ) влево; ) вправо; 3) равна нулю; 4) к нам; 5) от нас Вблизи длинного проводника с током пролетает протон со скоростью υ (см. рисунок). Сила Лоренца... ) направлена влево; ) направлена вправо; 3) равна нулю; 4) направлена к нам; 5) направлена от нас. 3

34 3.7. Вблизи длинного проводника с током пролетает протон со скоростью υ (см. рисунок). Сила Лоренца... ) направлена влево; ) направлена вправо; 3) равна нулю; 4) направлена к нам; 5) направлена от нас Электрон влетает в магнитное поле, создаваемое прямолинейным длинным проводником с током в направлении, параллельном проводнику (см. рисунок). При этом сила Лоренца, действующая на электрон, ) лежит в плоскости чертежа и направлена вправо; ) лежит в плоскости чертежа и направлена влево; 3) перпендикулярна плоскости чертежа и направлена от нас; 4) перпендикулярна плоскости чертежа и направлена к нам Протон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции и начинает двигаться по окружности. При увеличении кинетической энергии протона ( << с) в 4 раза радиус окружности... ) увеличится в 4 раза; ) уменьшится в раза; 3) увеличится в раза; 4) уменьшится в 4 раза На рисунке показаны траектории заряженных частиц, с одинаковой скоростью влетающих в однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости рисунка. При этом для зарядов и удельных зарядов частиц верным является утверждение ) q q q q 0, q 0. ; m m 3 m 4 ) q q q q 0, q 0. ; m m 3 m 4 3) q q q q 3 0, q4 0. ; m m 3 m 4 q q q 4) q 3 0, q4 0.. m m m I p I В 3 4

35 4. Явление электромагнитной индукции Индуктивность контура L (по определению): L. I Индуктивность катушки, имеющей N витков (по определению): N L. I I Индуктивность соленоида (длинная катушка): 0 N L S 0n V, N где n плотность намотки (число витков, приходящихся на единицу длины); V S объем соленоида. Явление ЭМИ это возникновение ЭДС индукции в замкнутом проводящем контуре при изменении внешнего магнитного потока, сцепленного с этим контуром. Закон Фарадея для явления ЭМИ: при всяком изменении магнитного потока, сцепленного с электропроводящим контуром, в контуре возникает ЭДС электромагнитной индукции, которая численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром: d i. dt Если магнитный поток пронизывает N витков, то закон Фарадея имеет вид: d d i N. dt dt Знак отражает правило Ленца, которое позволяет найти направление индукционного тока: индукционный ток в контуре направлен таким образом, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызвавшего данный ток. 34

36 Последовательность определения направления индукционного тока: инд ) Определить или задать направление внешнего магнитного поля в месте расположения контура. ) Установить, как изменяется внешний магнитный поток возрастает или уменьшается. 3) Определить направление индукции магнитного поля индукционного тока B в зависимости от изменения внешнего магнитного поля. Если внешнее магнитное поле увеличивается, то B инд направлено в сторону, противоположную внешнему полю (рис. а), а если внешнее поле уменьшается, то в ту же сторону (рис. б). 4) По правилу правого винта определить направление индукционного тока: d dt 0 Явление самоиндукции возникновение ЭДС самоиндукции при изменении силы тока в самом контуре. Закон Фарадея для явления самоиндукции: di S L. dt Знак показывает, что наличие индуктивности в контуре приводит к замедлению изменения тока в нѐм. При увеличении силы тока ток самоиндукции направлен против основного тока, а при уменьшении в ту же сторону, что и основной ток. ЭДС индукции, возникающая при вращении рамки в однородном магнитном поле: d i dt d dt B B I инд а B инд d dt ( BS cos t) BSsin t. 0 B B I инд N б B инд ω B S 35

37 Энергия магнитного поля: Объѐмная плотность энергии: W V LI W. BH H B 0 w. Тестовые задания 4.. Индуктивность контура зависит от ) силы тока, протекающего в контуре; ) скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную контуром; 3) формы и размеров контура, магнитной проницаемости среды; 4) материала, из которого изготовлен контур. 4.. После замыкания ключа К в цепи, представленной на рисунке, позже других загорится лампочка ) А; ) Б; 3) В; 4) Г. ε 4.3. На рисунке показан длинный проводник с током, в одной плоскости с которым на- I ходится небольшая проводящая рамка. При выключении в проводнике тока заданного направления, в рамке 3 ) возникает индукционный ток в направлении 4-3--; ) индукционного тока не возникает; 3) возникает индукционный ток в направлении

38 4.4. Прямоугольная проволочная рамка расположена в одной плоскости с прямолинейным длинным проводником, по которому течет ток I. Индукционный ток в рамке будет направлен по часовой стрелке при ее... ) поступательном перемещении в положительном направлении оси OY; ) поступательном перемещении в отрицательном направлении оси ОХ; 0 x 3) поступательном перемещении в положительном направлении оси ОХ; 4) вращении вокруг оси, совпадающей с длинным проводником Для условия теста 4.4 индукционный ток в рамке будет направлен против часовой стрелки при ее... ) поступательном перемещении в положительном направлении оси OY; ) поступательном перемещении в отрицательном направлении оси ОХ; 3) поступательном перемещении в положительном направлении оси ОХ; 4) вращении вокруг оси, совпадающей с длинным проводником На рисунке представлена зависимость магнитного потока, пронизывающего некоторый контур, от времени. Максимальное значение ЭДС индукции в контуре равно... ) 0 В; ),50 3 В; 3) 0 В; 4) 0 3 В. I 0,5 K N y Ф 0-3, Вб 0 0, 0, 0,3 0,4 L M t, c 37

39 4.7. На рисунке представлена зависимость магнитного потока, пронизывающего некоторый замкнутый контур, от времени. ЭДС индукции в контуре не возникает на интервале 38 ) E; ) C; 3) B; 4) D; 5) A На рисунке теста 4.7 представлена зависимость магнитного потока, пронизывающего некоторый замкнутый контур, от времени. ЭДС индукции в контуре по модулю максимальна на интервале... ) D; ) B; 3) A; 4) C; 5) E На рисунке теста 4.7 представлена зависимость магнитного потока, пронизывающего некоторый замкнутый проводящий контур. В первую секунду модуль ЭДС индукции в контуре равен ε i, В ε i, В 4 4 Ф, Вб A B C D Е ) В; ) В; 3) 0 В ; 4) / В. А В С D E А В С D E t, c t, c t, с 4.0. На рисунке представлена зависимость ЭДС индукции в контуре от времени. Магнитный поток сквозь площадку, ограниченную контуром, увеличивается со временем по линейному закону в интервале ) E; ) B; 3) A; 4) D; 5) С. 4.. На рисунке представлена зависимость ЭДС индукции в контуре от времени. Магнитный поток сквозь площадку, ограниченную контуром, увеличивается со временем по закону Ф аt bt c (а, b, с постоянные) в интервале ) В; ) С; 3) A; 4) D; 5) E.

40 4.. На рисунке показана зависимость силы тока от времени в электрической цепи с индуктивностью мгн. Модуль среднего значения ЭДС самоиндукции в интервале времени от 5 до 0 с равен... ) 0; ) мкв; 3) 0 мкв; 4) 0 мкв Для условия теста 4. модуль среднего значения ЭДС самоиндукции в интервале времени от 5 до 0 с равен... ) мкв; ) 4 мкв; 3) 30 мкв; 4) 0 мкв Индуктивность рамки 40 мгн. Если за время 0,0 с сила тока в рамке увеличилась на 0, А, то ЭДС самоиндукции, наведенная в рамке, равна... ) 800 мв; ) 8 мв; 3) 8 В; 4) 0,8 мв Сила тока, протекающего в катушке, изменяется по закону I = 0,t. Если при этом на концах катушки в момент времени 5 с наводится ЭДС самоиндукции величиной s =,00 - В, то индуктивность катушки равна... ) 0, Гн; ) 0, Гн; 3) 0,0 Гн; 4) 0,0 Гн Сила тока, протекающего в катушке, изменяется по закону I = 0,t. Если при этом на концах катушки наводится ЭДС самоиндукции s =,00 - В, то индуктивность катушки равна... ) 0, Гн; ) 0,4 Гн; 3) 4 Гн; 4) Гн Через контур, индуктивность которого L = 0,0 Гн, течет ток, изменяющийся по закону I = 0,5sin 500t. Амплитудное значение ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре, равно... ) 500 В; ) 0,0 В; 3) 0,5 В; 4) 5 В Проводящий контур площадью 00 см расположен перпендикулярно к линиям магнитной индукции. Если магнитная индукция изменяется по закону В = ( 3t )0 3 (Тл), то ЭДС индукции, возникающая в контуре в момент времени с, равна ) 0, мв; ) 0 мв; 3), мв; 4) мв. 39

41 4.9. Проводящий контур площадью 75 см расположен перпендикулярно к линиям магнитной индукции. Если магнитная индукция изменяется по закону В = (5 t 3 )0 3 (Тл), то ЭДС индукции, возникающая в контуре в момент времени с, равна ) 0,8 мв ) 80 мв; 3),8 мв; 4) 8 мв Контур площадью S = 0 м расположен перпендикулярно к линиям магнитной индукции, которая изменяется по закону В = ( + 5t )0 (Тл). ЭДС индукции, возникающая в контуре, изменяется по закону... ) 0 4 t ; ) ( 5t ) 0 i i ; 3) i ( 5t ) 0 ; 4) i 0 3 t. 4.. В магнитное поле, изменяющееся по закону В = 0,cos 4t, помещена квадратная рамка со стороной а = 0 см. Нормаль к рамке совпадает с направлением изменения поля. ЭДС индукции, возникающая в рамке, изменяется по закону... ) i = sin 4t; ) i 40 sin 4t ; 3 3) i 40 sin 4t ; 4) i 0 sin 4t. 4.. По параллельным металлическим проводникам, расположенным в R однородном магнитном поле, с постоянной скоростью пкремещается проводящая перемычка длиной l (см. рисунок). Если B A сопротивлением перемычки и направляющих можно пренебречь, то зависимость индукционного тока от времени можно представить графиком I I I I t t t ) ) 3) 4) Если для условия теста 4. перемычка перемещается с постоянным ускорением, то зависимость индукционного тока от времени можно представить графиком ) ; ) ; 3) 3; 4) t

42 4.4. Сила тока в проводящем круговом контуре индуктивностью 0, Гн изменяется с течением времени I t по закону I = + 0,3t. Абсолютная величина ЭДС самоиндукции равна... ) 0,03 В; индукционный ток направлен по часовой стрелке; ) 0, В, индукционный ток направлен против часовой стрелки; 3) 0, В; индукционный ток направлен по часовой стрелке; 4) 0,03 В; индукционный ток направлен против часовой стрелки Проводящая рамка вращается с постоянной угловой Ф ω скоростью в однородном магнитном поле вокруг оси, B t лежащей в плоскости рамки и перпендикулярной вектору индукции (см. рисунок). На рисунке также представлен график зависимости от времени потока вектора магнитной индукции, пронизывающего рамку. Если максимальное значение магнитного потока мвб, а время измерялось в секундах, то закон изменения со временем ЭДС индукции имеет вид ) 0 3 sin 0,5t ; ) 0 3 cos 0,5t ; i 3) i 0 3 cos t ; 4) i 0 3 sin t Если для условия теста 4.5 максимальное значение магнитного потока 4 мвб, сопротивление рамки 34 Ом, то закон изменения со временем силы индукционного тока имеет вид 5 5 ) 0 sin 0,5t ; ) 0 cos 0,5t ; J i 3) J i 0 cos t ; 4) J i 0 sin t Для условия теста 4.5 модуль ЭДС электромагнитной индукции, действующей в рамке, увеличивается от нуля до максимума в интервалах времени ) 3-5; ) -, 3-4, 5-6; 3) -3, 5-7; 4) 0-, -3, 4-5, Для условия теста 4.5 модуль потока вектора электромагнитной индукции, пронизывающего рамку, убывает от максимума до нуля в интервалах времени ) 3-5; ) -, 3-4, 5-6; 3) -3, 5-7; 4) 0-, -3, 4-5, i J i

43 5. Электрическое и магнитное поле в веществе Диэлектрики Диэлектрики вещества, которые при обычных условиях практически не проводят электрический ток. Поляризация диэлектрика явление превращения электрически нейтральной системы связанных зарядов вещества в систему ориентированных диполей. Типы диэлектриков Неполярные диэлектрики вещества, молекулы которых симметричны, в отсутствии внешнего электрического поля имеют нулевой дипольный момент (N, H, O, СО ). Под действием внешнего электрического поля возникает индуцированный дипольный момент (электронная или деформационная поляризация). Полярные диэлектрики вещества, молекулы которых вследствие асимметрии имеют ненулевой дипольный момент (H О, SO, CO, NH 3 ). В отсутствие внешнего электрического поля дипольные моменты полярных молекул вследствие теплового движения ориентированы хаотично, и их результирующий момент равен нулю. Под действием внешнего электрического поля происходит ориентация имеющихся дипольных моментов по полю (ориентационная или дипольная поляризация). Ионные диэлектрики вещества, молекулы которых имеют ионное строение (NaCl, KCl). Под действием внешнего электрического поля происходит смещение подрешеток положительных ионов вдоль поля, а отрицательных ионов против поля, возникают дипольные моменты (ионная поляризация). Сегнетоэлектрики диэлектрики, которые в отсутствие внешнего поля обладают поляризованностью (самопроизвольной ориентацией дипольных моментов). 4

44 Поляризованность P векторная величина, численно равная Р суммарному дипольному моменту Сегнетоэлектрики единицы объема вещества: Полярные диэлектрики n pi P. i V На рисунке показаны графики Неполярные диэлектрики Е зависимости поляризованности диэлектриков от изменения напряженности внешнего электрического поля. Диэлектрическая проницаемость скалярная величина, показывающая, во сколько раз напряженность электрического поля в вакууме больше, чем в диэлектрике:. E 43 E 0 Магнетики Магнетики вещества, способные под действием магнитного поля приобретать магнитный момент (намагничиваться). Типы магнетиков Диамагнетики вещества, ослабляющие внешнее магнитное поле (Bi, Zn, Cu, Ag, Au и др.). Магнитная проницаемость μ <. Парамагнетики вещества, усиливающие внешнее магнитное поле (Na, Al, Pt, редкоземельные металлы). Магнитная проницаемость μ >. Ферромагнетики вещества, обладающие спонтанной намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля (Fe, Co, Ni и их сплавы). Основные свойства ферромагнетиков: а) нелинейная зависимость намагниченности J от напряженности H внешнего магнитного поля; б) магнитная проницаемость намного больше единицы μ >> ; в) для каждого ферромагнетика существует точка Кюри Т С, температура, выше которой вещество теряет ферромагнитные свойства и становится парамагнетиком; г) характерно явление магнитного гистерезиса; д) характерно явление магнитострикции изменение линейных размеров и объѐма в процессе намагничивания.

45 Магнитный гистерезис явление отставания изменения индукции магнитного поля В в ферромагнетике от изменения напряжѐнности Н внешнего магнитного поля в процессе перемагничивания. 0 На рисунке показана петля В гистерезиса кривая зависимости B = f(h), где В ост остаточная намагниченность В 0 (значение индукции магнитного поля в ферромагнетике В ост Н 0 Н ная сила (напряженность внешнего магнитного поля, Н Н С при Н = 0); H C коэрцитив- В 0 при которой индукция поля в ферромагнетике уменьшается до нуля); В 0 область насыщения.. Намагниченность J векторная величина, численно равная суммарному магнитному моменту атомов (молекул) в единице объѐма вещества: pm J. J В V На рисунке показаны кривые намагничивания Ферромагнетик для различных маг- нетиков. Парамагнетик Диамагнетик Н 44

46 Тестовые задания 5.. Полярными диэлектриками являются вещества, ) молекулы которых имеют симметричное строение; ) для которых имеет место только электронная поляризация; 3) поляризованность которых зависит только от температуры; 4) у которых дипольные моменты молекул отличны от нуля. 5.. При внесении неполярного диэлектрика в электрическое поле ) электрическое поле внутри диэлектрика усиливается; ) электрическое поле внутри диэлектрика не изменяется; 3) собственные дипольные моменты молекул будут ориентироваться преимущественно в направлении линий напряженности внешнего поля; 4) у молекул появятся индуцированные дипольные моменты, ориентированные по направлению линий напряженности внешнего поля При помещении диэлектрика в электрическое поле напряженность электрического поля внутри бесконечного однородного изотропного диэлектрика с диэлектрической проницаемостью... ) увеличивается в раз; ) остается равной нулю; 3) уменьшается в раз; 4) остается неизменной Для ориентационной поляризации диэлектриков характерно... ) наличие этого вида поляризации у всех видов диэлектриков; ) влияние теплового движения молекул на степень поляризации; 3) расположение дипольных моментов строго по направлению внешнего электрического поля; 4) отсутствие влияния теплового движения молекул на степень поляризации диэлектрика. 45

47 5.5. Если внести металлический проводник в электрическое поле, то... P ) возникнут индуцированные заряды, которые распределятся по внешней поверхности проводника, а поле внутри проводника будет отсутствовать; ) у молекул возникнут дипольные моменты, ориентированные в направлении, противоположном силовым линиям внешнего поля; 3) у молекул возникнут индуцированные дипольные моменты, ориентированные вдоль линий поля; 4) жесткие диполи молекул будут ориентироваться в среднем в направлении вдоль вектора напряженности электрического поля. 3 4 E 5.6. На рисунке представлены графики, отражающие характер зависимости поляризованности Р диэлектрика от напряженности внешнего электрического поля Е. Полярным диэлектрикам соответствует кривая... ) 3; ) ; 3) 4; 4) Для условия теста 5.6 неполярным диэлектрикам соответствует кривая... ) 3; ) ; 3) 4; 4) Для условия теста 5.6 сегнетоэлектрикам соответствует кривая... ) 3; ) ; 3) 4; 4) У присоединенного к источнику тока плоского конденсатора заряд на обкладках равен Q. Если между обкладками конденсатора поместить диэлектрик с диэлектрической проницаемостью, то заряд станет равным... ) ( )Q; ) Q; 3) Q Q ; 4). 46

48 5.0. Присоединенный к источнику тока плоский конденсатор, заполненный диэлектриком с диэлектрической проницаемостью, имеет энергию W. Если удалить диэлектрик, то энергия поля конденсатора станет равной W W ) ; ) ( )W; 3) W; 4). 5.. На рисунке представлены графики, отражающие характер зависимости величины намагниченности I вещества (по модулю) от напряженности магнитного поля Н. Укажите зависимость, соответствующую диамагнетикам. ) 3; ) ; 3) ; 4) На рисунке к тесту 5. укажите зависимость I = f(h), соответствующую ферромагнетикам. ) ; ) 4; 3) ; 4) Парамагнетиком является вещество с магнитной проницаемостью ) μ =,00036; ) μ = ; 3) μ = 600; 4) μ = 0, На рисунке показана зависимость магнитной проницаемости от напряженности внешнего магнитного поля Н для... ) парамагнетика; ) любого магнетика; 3) ферромагнетика; 4) диамагнетика. I μ H H 47

49 B 0 C H 5.5. На рисунке показана зависимость проекции вектора индукции магнитного поля В в ферромагнетике от напряженности H внешнего магнитного поля. Участок ОС соответствует... ) коэрцитивной силе ферромагнетика; ) магнитной индукции насыщения ферромагнетика; 3) остаточной намагниченности ферромагнетика; 4) остаточной магнитной индукции ферромагнетика Индуцированный магнитный момент возникает во внешнем магнитном поле у атомов и молекул ) парамагнетиков; ) всех магнетиков; 3) диамагнетиков; 4) ферромагнетиков Вещество является однородным изотропным диамагнетиком, если ) магнитная восприимчивость мала, вектор намагниченности направлен в сторону, противоположную направлению внешнего магнитного поля; ) магнитная восприимчивость мала, вектор намагниченности направлен в ту же сторону, что и внешнее магнитное поле; 3) магнитная восприимчивость велика, вектор намагниченности направлен в ту же сторону, что и внешнее магнитное поле; 4) магнитная восприимчивость велика, вектор намагниченности направлен в сторону, противоположную направлению внешнего магнитного поля Характер зависимости магнитной проницаемости ферромагнетика μ от напряженности внешнего магнитного поля Н показан на графике... μ μ μ μ Н Н ) ) 3) Н 4) Н 48

50 5.9. Точка Кюри для кобальта равна 403 К. При температуре 50 ºС кобальт ведет себя во внешнем магнитном поле как ) парамагнетик; ) диамагнетик; 3) ферромагнетик; 4) ферроэлектрик Температура Кюри для железа равна 768 ºС. При температуре 600 ºС железо является ) парамагнетиком; ) диамагнетиком; 3) ферромагнетиком; 4) ферроэлектриком. 5.. Неверным для ферромагнетиков является утверждение ) магнитная проницаемость ферромагнетика постоянная величина, характеризующая его магнитные свойства; ) ферромагнетиками называются твердые вещества, которые могут обладать спонтанной намагниченностью, то есть могут быть намагниченными в отсутствие внешнего магнитного поля; 3) для ферромагнетика характерно явление магнитного гистерезиса: связь между магнитной индукцией (намагниченностью) и напряженностью внешнего магнитного поля оказывается неоднозначной и определяется предшествующей историей намагничивания ферромагнетика; 4) для каждого ферромагнетика имеется температура, называемая температурой или точкой Кюри, при которой ферромагнитные свойства исчезают. 49

51 6. Уравнения Максвелла название уравнение физический смысл Теорема о циркуляции вектора напря- B Источниками вихревых E d ds электрических полей жѐнности электрического поля магнитное поле t L S является переменное Для стационарного электрического поля ( E E d 0 const ) L Теорема о циркуляции вектора напряжѐнности магнитного поля Для стационарного магнитного поля ( B const ) Теорема Гаусса для индукции электрического поля Теорема Гаусса для индукции магнитного поля L L S S H d D 0 E, B 0 H. j E О б о з н а ч е н и я в т а б л и ц е : E d S B ds t D ds t S D j ds t переменное магнитное поле; H S 50 Источниками вихревого магнитного поля являются токи проводимости и переменные электрические поля Источниками стационарного магнитного по- H d jds I S ля являются только токи проводимости D ds Источниками стационарных электрических dv V полей являются только неподвижные электрические заряды B ds 0 В природе нет магнитных зарядов L L Учитывают свойства среды, в которых существуют электрические и магнитные поля вихревое электрическое поле; d - вихревое магнитное поле; переменное электрическое поле; j плотность тока проводимости; ρ объемная плотность неподвижных электрических зарядов; D электрическое смещение; γ удельная проводимость.

52 Тестовые задания B 6.. Физический смысл уравнения Максвелла E d ds t заключается в следующем... ) источником электрического поля являются свободные электрические заряды; ) изменяющееся со временем магнитное поле порождает вихревое электрическое поле; 3) источником вихревого магнитного поля помимо токов проводимости является изменяющееся со временем электрическое поле; 4) «магнитных зарядов» не существует: силовые линии магнитного поля замкнуты. 6.. Утверждение «Переменное электрическое поле, наряду с электрическим током, является источником магнитного поля» раскрывает физический смысл уравнения... ) B ds 0 ; ) D ds dv ; S B D 3) E d ds ; 4) L S t H d j ds. L S t 6.3. Утверждение «В любой точке пространства изменяющееся со временем магнитное поле порождает вихревое электрическое поле» раскрывает физический смысл уравнения... B D ) E d ds ; ) L S t H d j ds ; L S t 3) D ds dv ; 4) B ds 0. S V 6.4. Полная система уравнений Максвелла для электромагнитного поля распадается на группы независимых уравнений: E d 0; D ds q; H d I ; B ds 0, L S при условии, что ) B сonst; E const ; ) B сonst; E const ; 3) B сonst; E const ; 4) B сonst; E const. 5 S S L L V S S

53 6.5. Физический смысл уравнения B ds 0 что оно описывает... ) отсутствие магнитных зарядов; ) отсутствие тока смещения; 3) явление электромагнитной индукции; 4) отсутствие электрического поля. S заключается в том, 6.6. Уравнение Максвелла, описывающее отсутствие в природе магнитных зарядов, имеет вид... ) E d 0 ; ) B ds 0 ; L 3) E ds 0; 4) B d 0 S n S L Уравнения Максвелла являются основными законами классической макроскопической электродинамики, сформулированными на основе обобщения важнейших законов электростатики и электромагнетизма. Эти уравнения в интегральной форме имеют вид: B ) E d ds ; t L D ) H d j L S t 3) D ds dv ; S V S 4) B ds 0. S ds ; Третье уравнение Максвелла является обобщением... ) теоремы Остроградского - Гаусса для магнитного поля; ) закона полного тока в среде; 3) закона электромагнитной индукции; 4) теоремы Остроградского - Гаусса для электростатического поля в среде. 5

54 6.8. Следующая система уравнений: B E d ds ; L S t D ds dv ; S V D H d ds ; L S t B ds 0 S справедлива для переменного электромагнитного поля ) в отсутствие заряженных тел и токов проводимости; ) при наличии токов проводимости и в отсутствие заряженных тел; 3) при наличии заряженных тел и в отсутствие токов проводимости; 4) при наличии заряженных тел и токов проводимости Следующая система уравнений: B E d ds ; L S t D H d j ds ; L S t D ds 0; S S B ds 0 справедлива... ) при наличии заряженных тел и в отсутствие токов проводимости; ) при наличии заряженных тел и токов проводимости; 3) в отсутствие заряженных тел и токов проводимости; 4) при наличии токов проводимости и в отсутствие заряженных тел. 53

55 6.0. Следующая система уравнений: E d 0; L S L S D ds dv ; V H d j ds ; S B ds 0 справедлива для ) стационарного электромагнитного поля в отсутствие токов проводимости; ) стационарных электрических и магнитных полей; 3) стационарного электромагнитного поля в отсутствие заряженных тел; 4) переменного электромагнитного поля при наличии заряженных тел и токов проводимости. 6.. Следующая система уравнений: B E d ds ; L S t D ds 0; S L S D H d ds ; S t B ds 0 ; справедлива для ) электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов и токов проводимости; ) электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов; 3) электромагнитного поля в отсутствие токов проводимости; 4) стационарных электрических и магнитных полей. 54

56 IV. МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ 7. Свободные и вынужденные колебания Колебания процессы любой физической природы, характеризующиеся повторяемостью во времени. Свободные (собственные) колебания колебания, которые совершаются за счѐт первоначально сообщѐнной энергии без дальнейшего внешнего воздействия на колебательную систему. Вынужденные колебания колебания, которые совершаются под действием внешней периодически изменяющейся силы. Гармонические колебания колебания, при которых колеблющаяся величина изменяется по закону синуса (или косинуса). Уравнение гармонического колебания: x ( t) Asin( t 0), где х(t) смещение точки в момент времени t; А амплитуда колебания максимальное отклонение колеблющейся величины от положения равновесия. = (ωt + υ 0 ) фаза колебания значение колеблющейся величины в данный момент времени; υ 0 начальная фаза значение колеблющейся величины в момент времени t = 0; ω циклическая частота производная фазы по времени: d / dt. Период колебаний Т время, в течение которого совершается одно полное колебание: t T. N Периодические колебания колебания, период которых постоянен. Частота ν колебаний число полных колебаний, совершаемых за единицу времени, величина, обратная периоду: N. t T Электромагнитные колебания колебания электрических зарядов, электрического и магнитного полей. 55

57 Резонанс явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при приближении частоты вынуждающей силы к частоте, равной или близкой собственной частоте колебательной системы. Добротность Q величина, показывающая, во сколько раз амплитуда колебаний при резонансе превышает амплитуду колебаний вынуждающей силы (при малом затухании). Свободные незатухающие колебания Свободные затухающие колебания Вынужденные колебания Дифференциальное уравнение колебаний Уравнения колебаний x 0 x 0 х х 0 x 0 х х 0 x a0 cost При резонансе 0= t x A e Смещение: x( t) Asin( t 0) Скорость: ( t) x A cos( t) Ускорение: a Asin t Энергия: ma sin ( t) Wп ma cos ( t) Wк Смещение: t x( t) A0e cos( t 0) Время релаксации (постоянная времени): Логарифмический декремент затухания: T Период: Т 0 Частота: 56 0 Добротность: Q T О б о з н а ч е н и я в т а б л и ц е : 0 собственная частота; Смещение: x ( t) Acos( t ) Амплитуда: a0 A ( 0 ) 4 Фаза: tg Резонансная частота: β коэффициент затухания; частота вынуждающей силы; a амплитуда вынуждающей силы. 0 0 t рез 0 0

58 Маятники Физический маятник твердое тело, совершающее под действием силы тяжести колебания вокруг неподвижной горизонтальной оси, не проходящей через центр тяжести маятника. Период колебаний физического маятника: L T, g J где L приведенная длина; m J момент инерции маятника относительно точки подвеса. Математический маятник материальная точка, подвешенная на длинной невесомой нерастяжимой нити в вакууме. Дифференциальное уравнение незатухающих колебаний: g х x 0, где g ускорение свободного падения; l длина маятника. Уравнение колебаний математического маятника: x( t) Asin( t 0). Период колебаний математического маятника: T. g Пружинный маятник груз массой m, подвешенный на абсолютно упругой пружине, совершающий гармонические колебания под действием упругой силы. Период колебаний пружинного маятника: m T. k Колебательный контур электрическая цепь, содержащая последовательно включѐнные катушку индуктивности L, конденсатор C и резистор R. Закон изменения напряжения на конденсаторе: qm U cos( 0t 0). C Закон изменения силы тока в колебательном контуре: dq I 0qm sin( 0t 0 dt ). 57 R L C ~ E(t)

59 Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями Дифференциальные уравнения коле- Закон баний Частота незатухающих колебаний ω 0 Частота затухающих колебаний Резонансная частота Пружинный маятник 58 Колебательный контур Незатухающие колебания k х x 0 q q 0 m LC Затухающие колебания Свободные: Свободные: r k R х x x 0 q q q 0 m m L LC Вынужденные: Вынужденные: r k F х x 0 R U x cos t q m q q cos t m m m L LC L Незатухающие колебания x t) Asin( t ) t) q cos ( t ) ( 0 t x( t) A0e cos( t 0) 0 k m Затухающие колебания k m r 4m q( m 0 0 t q( t) q0e cos( t 0) 0 LC R LC 4L k r рез рез m рез m R LC L Коэффициент r R затухания β m L Период Т m Формула Томсона: T k T LC Добротность km L Q Q Q r R C Энергия Потенциальная: kx Wп Электрического поля: q Wэл C Кинетическая: W к m Магнитного поля: LI Wм О б о з н а ч е н и я в т а б л и ц е : r коэффициент сопротивления; k коэффициент упругости.

60 Переменный ток Полное электрическое сопротивление контура Z: j Z = R+jX= Ze ; Z R X, где R активное сопротивление; X X L X C реактивное сопротивление; X L L индуктивное сопротивление; X C емкостное сопротивление. C X R X tg ; cos ; sin. R Z Z Векторная диаграмма токов и напряжений в колебательном контуре Напряжение на резисторе (совпадает с током по фазе): U R = IR. Напряжение на катушке (опережает ток по фазе на π/): 59 U L = IX L = IωL. Напряжение на конденсаторе (отстает от тока по фазе на π/): Напряжение источника: U C = IX C = I/ωC. R U U ( U UR ). Действующие (эффективные) значения напряжения и тока: U m Uд ; Iд, где U m, I m амплитудные значения напряжения и тока. Мощность переменного тока: U I P L I m m m. cos I д U д cos U L U C υ U R U I

61 Тестовые задания 7.. На рисунках изображены зависимости от времени скорости и ускорения материальной точки, колеблющейся по гармоническому закону. Циклическая частота колебаний равна ) с - ; ) с - ; 3) 3 с - ; 4) 4 с На рисунках изображены зависимости от времени координаты и скорости материальной точки, колеблющейся по гармоническому закону. Циклическая частота колебаний равна ) с - ; ) с - ; 3) 3 с - ; 4) 4 с -. 60

62 7.3. На рисунках изображены зависимости от времени координаты и ускорения материальной точки, колеблющейся по гармоническому закону. Циклическая частота колебаний равна ) с - ; ) с - ; 3) 3 с - ; 4) 4 с Материальная точка совершает гармонические колебания с амплитудой А = 4 см и периодом Т = с. Если смещение точки в момент времени, принятый за начальный, равно нулю, то точка колеблется в соответствии с уравнением (в СИ) ) x = 0,04 sint; ) x = 0,04 cost; 3) x = 0,04 sint; 4) x = 0,04 cost Материальная точка совершает гармонические колебания по закону x 0,9cos t. Максимальное значение ускорения точки 3 4 равно ) 0,6 м/с ; ) 3 м/с ; 3) 4 м/с ; 4) 0,4 м/с Материальная точка совершает гармонические колебания по закону x 0,3cos t. Уравнение изменения скорости точки 3 4 имеет вид... ) 0,3sin t ; ) 0,sin t ; ) 0,sin t ; 4) 0,sin t

63 7.7. Материальная точка совершает гармонические колебания по закону x 0,3cos t. Максимальное значение скорости точки 3 4 равно ) м/с; ) 0, м/с; 3) 0, м/с; 4) м/с Если массу груза увеличить в 4 раза, то период колебаний математического маятника... ) уменьшится в раза; ) уменьшится в 4 раза; 3) не изменится; 4) увеличится в раза Уравнение движения пружинного маятника d x dt b m dx k m x 0 является дифференциальным уравнением... dt ) вынужденных колебаний; ) свободных затухающих колебаний; 3) свободных незатухающих колебаний Уравнение движения пружинного маятника d x b dx k F0 x cos t является дифференциальным уравнением dt m dt m m... ) вынужденных колебаний; ) свободных затухающих колебаний; 3) свободных незатухающих колебаний. 7.. Маятник совершает вынужденные колебания со слабым коэффициентом затухания (β<<ω 0 ), которые подчиняются дифференциальному уравнению 0,5 900x 0,cos50t. Амплитуда d x dx dt dt колебаний будет максимальна, если частоту вынуждающей силы уменьшить в ) раза; ) 5 раз; 3) 9 раз; 4) 0 раз. 6

64 7.. Пружинный маятник с жесткостью пружины k = 90 Н/м совершает вынужденные колебания со слабым коэффициентом затухания (β<<ω 0 ), которые подчиняются дифференциальному уравне- d x dx нию 0,5 900x 0,cos0t. Амплитуда колебаний будет dt dt максимальна, если массу груза увеличить в... ) раза; ) 5 раз; 3) 9 раз; 4) 0 раз Маятник совершает колебания, которые подчиняются диф- d x dx ференциальному уравнению 0,5 900x 0. Время релаксации dt dt равно ) с; ) 4 с; 3) 0,5 с; 4) с Свободные затухающие колебания заряда конденсатора в колебательном контуре описываются уравнением... d q ) q 0; dt LC d q R dq U0 ) q cos t ; dt L dt LC L d q R dq 3) q 0. dt L dt LC 7.5. На рисунке представлена зависимость амплитуды вынужденных колебаний груза массой 0, кг на пружине от частоты внешней силы. При малом затухании коэффициент жесткости пружины равен ) 0 Н/м; ) 00 Н/м; 3) Н/м; 4) 000 Н/м ω, рад/с 7.6. На рисунке теста 7.5 представлена зависимость амплитуды вынужденных колебаний груза на пружине жесткостью 0 Н/м от частоты внешней силы. При малом затухании масса груза равна ) кг; ) 0, кг; 3) 0,0 кг; 4) 0 кг. 63,5 0,5 А, см

65 7.7. На рисунке теста 7.5 представлена зависимость амплитуды вынужденных колебаний математического маятника от частоты внешней силы при слабом затухании. Длина нити маятника равна ) см; ) м; 3) 0 см; 4) 0 см. 0,5 0,5 I/I 0 0 0,5,5 U/U 0 0 0,5,5 0 6 ω, рад/с 0 6 ω, рад/с 7.8. На рисунке представлена зависимость относительной амплитуды вынужденных колебаний силы тока в катушке L = мгн, включенной в колебательный контур. Емкость конденсатора равна ) нф; ) 00 нф; 3) 0 нф; 4) 0, нф На рисунке представлена зависимость относительной амплитуды вынужденных колебаний напряжения на конденсаторе С = нф, включенного в колебательный контур. Индуктивность катушки равна ) мгн; ) 00 мгн; 3) 0 мгн; 4) 0, мгн В колебательном контуре, состоящем из катушки L = 0 Гн, конденсатора С = 0 мкф и сопротивления R = 5 Ом, время релаксации равно ) 5 мс; ) с; 3) 0,05 с; 4) 4 с. 7.. Колебательный контур состоит из катушки L = 0 Гн, конденсатора С = 0 мкф и сопротивления R = 5 Ом. Добротность контура равна ) 00; ) 000; 3) 0; 4)

66 7.. Свободные гармонические колебания маятника описываются графиком, представленным на рисунке. На маятник начинает действовать периодически изменяющаяся вынуждающая сила. Колебания войдут в резонанс при частоте вынуждающей силы... ),5 Гц; ) 0,8 Гц; 3),5 Гц; 4) 3,75 Гц Если при неизменном сопротивлении R в колебательном контуре увеличить в раза индуктивность катушки L, то время релаксации ) уменьшится в 4 раза; ) уменьшится в раза; 3) увеличится в 4 раза; 4) увеличится в раза. х А 0 А 0 0,4 0,8,,6 t,c 7.4. Графики колебаний двух материальных точек одинаковой массы показаны на рисунке. Соотношение энергий ) W = W ; ) W > W ; 3) W < W Шарик, прикрепленный к пружине и насаженный на горизонтальную направляющую, совершает гармонические колебания. На графике представлена зависимость проекции силы упругости пружины на положительное направление оси ОХ от координаты шарика. Работа силы упругости при смещении шарика из положения 0 в положение В составляет ) 0 Дж; ) 40 Дж; 3) 40 Дж; 4) 80 Дж. A A х T T - А -40 А 0 В F х, Н 3-0 O 0 40 х, мм - -3 В t 65

67 7.6. Для условия теста 7.5 работа силы упругости при смещении шарика по траектории А-В-О составляет ) 0 Дж; ) 40 Дж; 3) 40 Дж; 4) 80 Дж Для условия теста 7.5 работа силы упругости при смещении шарика по траектории В-А-О составляет y U L ) 0 Дж; ) 40 Дж; 3) 40 Дж; 4) 80 Дж. U C U R x 7.8. Резистор, катушка индуктивности и конденсатор соединены последовательно и подключены к источнику переменного напряжения, изменяющегося по закону U U0 cost (В). На рисунке представлена фазовая диаграмма падений напряжений на указанных элементах. Установите соответствие между амплитудными значениями напряжений на этих элементах и амплитудным значением напряжения источника.. U R = 4 В; U L = 5 В; U C = В;. U R = В; U L = В; U C = В; А) 5 В; Б) 5 В; В) В Резистор, катушка индуктивности и конденсатор соединены последовательно и включены в цепь переменного тока, изменяющегося по з ако ну I = 0,cos(3,4t)(A). На рисунке предыдущего теста представлена фазовая диаграмма падений напряжений на указанных элементах. Амплитудные значения напряжений равны: на сопротивлении U R = 4В; на катушке индуктивности U L = 5В; на конденсаторе U c =В. Установите соответствие между сопротивлением и его численным значением. Активное сопротивление А 40 Ом Полное сопротивление Б 30 Ом 3 Емкостное сопротивление В 50 Ом 4 Реактивное сопротивление Г 0 Ом ) А; В; 3 Г; 4 Б; ) Г; Б; 3 А; 4 В; 3) Б; Г; 3 В; 4 А; 4) В; А; 3 Б; 4 Г. 66

68 7.30. Резистор сопротивлением R = 5 Ом, катушка индуктивностью L = 30 мгн и конденсатор с емкостью С = мкф соединены последовательно и подключены к источнику переменного напряжения, изменяющегося по закону U = 7 cos (340 t )(B ). Установите соответствие между элементом цепи и эффективным значением напряжения на нем. Сопротивление А 33,5 В Катушка индуктивности Б 85,5 В 3 Конденсатор В 8,5 В 4 Г 3,5 В ) Б; В; 3 А; ) Г; В; 3 А; 3) В; А; 3 Б; 4) А; В; 3 Г. 67

69 8. Сложение гармонических колебаний Сложение однонаправленных колебаний. ω A A а) ω = ω = ω (одинаковые частоты): A υ x A cos( t 0 ) ; 0 Δυ x A cos( t 0 ), υ 0 0 х где А, А, υ 0, υ 0 амплитуды и начальные фазы складываемых колебаний. х х х Результирующее колебание: x x x Acos( t 0 ), где А амплитуда (определяется по теореме косинусов); υ 0 начальная фаза. A A A A A cos, где ) разность фаз; ( A sin( arctg A cos( ) A ) A sin( cos( Амплитуда результирующего колебания зависит от разности фаз складываемых колебаний: ) если k, то А = А +А ; ) если ( k ), то А = А А, где k = 0,,, целое число. А 0 А Соотношения между разностью фаз складываемых колебаний с одинаковыми амплитудами и амплитудой результирующего колебания 0º 60º 90º 0º 80º 70º А А А 3 А А 0 А б) ω ω ω, Δω<<ω (близкие частоты): х x A cos( t ) ; x Acos( ) t. Результат сложения биения: t x x x (A cos t) cost. 0 0 ). )

70 Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. а) ω = ω = ω (одинаковые частоты): x Acos( t) ; y Bcos( t ). Уравнение траектории результирующего колебания (уравнение эллипса с произвольно ориентиро- y B ванными осями): x xy y A x cos sin. AB A B Траектория результирующего колебания зависит от разности фаз складываемых колебаний: ) если k y y, то результат B B υ υ сложения отрезок прямой: A x A x B y x ; A k = 0,, 4, k =, 3 5, ) если (k ), то результат сложения эллипс, оси которого ориентирова- B y ны вдоль координатных осей: x y A x ; B A 3) если А = В, то траектория окружность. б) ω ω (разные частоты): x Acos( pt) ; y Bcos( qt ), где р и q целые числа. Результат сложения фигуры Лиссажу, форма которых зависит от соотношения амплитуд, частот и разности фаз складываемых колебаний. Отношение частот (р/q) равно отношению числа пересечений фигур Лиссажу с прямыми, параллельными осям координат. На рисунке показан вид фигур Лиссажу для Δυ = 0 при различных соотношениях р/q. Δυ = 0 y y y y y x x x x x : : :3 69 :3 3:

71 Тестовые задания 8.. Складываются два гармонических колебания одного направления с одинаковыми периодами и равными амплитудами А 0. При 3 разности фаз амплитуда результирующего колебания равна ) (5/)А 0 ; ) А 0 ; 3) 0; 4) А Складываются два гармонических колебания одного направления с одинаковыми периодами и равными амплитудами А 0. При разности фаз 0 амплитуда результирующего колебания равна ) (5/)А 0 ; ) А 0 ; 3) 0; 4) А Складываются два гармонических колебания одного направления с одинаковыми периодами и равными амплитудами А 0. При разности фаз амплитуда результирующего колебания равна ) 3А 0 ; ) А 0 ; 3) 0; 4) А Складываются два гармонических колебания одного направления с одинаковыми периодами. Амплитуда результирующего колебания минимальна при разности фаз складываемых колебаний ) кратной четному числу ; ) равной 0; 3) кратной нечетному числу Складываются два гармонических колебания одного направления с одинаковыми периодами. Амплитуда результирующего колебания максимальна при разности фаз складываемых колебаний равной ) 0; ) ; 3) /; 4) / Складываются два гармонических колебания одного направления с одинаковыми частотами и равными амплитудами А 0. При разности фаз амплитуда результирующего колебания равна ) А 0 3; ) А 0 ; 3) 0; 4) А 0. 70

72 8.7. Складываются два гармонических колебания одного направления с одинаковыми частотами и равными амплитудами А 0. Установите соответствие между амплитудой результирующего колебания и разностью фаз складываемых колебаний. А. А 0 ; Б. 0; В. А 0 ; Г. А 0 3; ) ; ) /3; 3) /3; 4) / Точка М одновременно колеблется по гармоническому закону вдоль осей координат OX и OY с одинаковыми амплитудами и разностью фаз π/. При соотношении частот 3: траектория имеет вид y y y y x x x x ) ) 8.9. Складываются два взаимно перпендикулярных колебания. Установите соответствие между законами колебания точки М вдоль осей координат OX и OY и формой еѐ траектории. А. x A sin( t); y A sin( t ); В. x A sin( t); y A sin(t / ); 3) 4) Б. x A sin( t); y A sin( t / ); ) прямая; ) эллипс; 3) Лиссажу; 4) синусоида. 7

73 8.0. Складываются два взаимно перпендикулярных колебания. Установите соответствие между номером соответствующей траектории и законами колебаний точки М вдоль осей координат OX, OY. Укажите соответствие для каждого нумерованного элемента задания.. y. y 3. y 4. y 0 х 0 х 0 х 0 х x A sin A. y A sin t t ; ; x A sin t ; B. y A sin t ; x Asin t ; D. y Asin t ; x A sin t ; C. y A sin t ; x Asin t; E. 3 y Asin t. ) B; А; 3 E; 4 D; ) А; В; 3 С; 4 Е; 3) D; Е; 3 А; 4.В; 4) B; C; 3 E; 4 D. 8.. Складываются два взаимно перпендикулярных колебания. Установите соответствие между законами колебания точки М вдоль осей координат OX и OY и формой еѐ траектории.. Прямая.. Окружность. 3. Фигура Лиссажу. А. x A sin( t); В. x A sin( t); y A sin( t ); y A cos( t); С. x A cos(3t); D. x A sin( t); y A cos(4t / ); y A sin( t / ); ) A; B; 3 D; ) А; В; 3 С; 3) D; С; 3 А; 4) B; C; 3 D. 7

74 9. Волны. Уравнение волны Волна процесс распространения колебаний в сплошной среде. При распространении волны частицы среды не движутся вместе с волной, а колеблются около своих положений равновесия. Основным свойством волн является перенос энергии без переноса массы вещества. Упругие (механические) волны механические колебания, распространяющиеся в упругой среде. Продольные волны волны, в которых частицы среды колеблются в направлении распространения волны. Могут распространяться в твердых телах, жидкостях и газах. Поперечные волны волны, в которых частицы среды колеблются в плоскостях, перпендикулярных направлению распространения волны. Могут распространяться только в твердых телах. Длина волны λ расстояние между ближайшими частицами, колеблющимися в одинаковой фазе, равна расстоянию, на которое распространяется волна за время, равное периоду колебаний Т: T, где υ скорость распространения волны. Скорость распространения волны: где ν частота колебаний., T Волновое число (волновой вектор): где ω циклическая частота. k T, Волновая поверхность геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе. 73

75 Сферическая волна волна, волновые поверхности которой имеют вид концентрических сфер. Уравнение сферической волны: A ( r, t) cos( t kr), r где ( r, t) смещение колеблющейся точки; А амплитуда волны; r расстояние от центра волны до заданной точки. Плоская волна волна, волновые ξ поверхности которой представляют совокупность плоскостей, параллельных друг другу. x λ Дифференциальное уравнение плоской волны (волновое уравнение):. x t Уравнение плоской бегущей волны: x ( x, t) Acos t Acos( t kx), где х расстояние от источника колебаний; x t фаза волны. Разность фаз колебаний двух точек, находящихся на расстоянии Δх друг от друга: kx x. y Электромагнитные волны Е это распространяющиеся колебания электрического и маг- 0 Н х нитного полей (поперечные). Уравнения электромагнитной λ волны: E cos( t kx 0 ); z E y х 0 H H0 cos( t kx 0 ) z, где Е 0, Н 0 амплитуды напряженностей электрического и магнитного полей; 0 начальная фаза. 74

76 Скорость распространения электромагнитных волн в диэлектрике:, где и диэлектрическая и магнитная проницаемости среды; 8,850 Ф/м электрическая постоянная; Гн/м магнитная постоянная. 0 Показатель преломления среды: 0 0 n в, c c где с скорость распространения электромагнитной волны в вакууме (воздухе); λ в, λ с длина электромагнитной волны в вакууме (воздухе) и в произвольной среде. При переходе из одной среды в другую частота и период не изменяются. Фазовая скорость υ скорость распространения фазы волны: dx. dt k Групповая скорость u скорость движения группы волн, образующих в каждый момент времени локализованный в пространстве волновой пакет: d d u. dk d 75

77 Тестовые задания 9.. Звуковая волна распространяется в воздухе от источника колебаний. При увеличении частоты колебаний источника в раза... ) длина волны и скорость распространения волны υ уменьшатся в раза; ) длина волны уменьшится в раза, а скорость распространения волны υ не изменится; 3) длина волны и скорость распространения волны υ не изменятся; 4) длина волны уменьшится в раза, а скорость распространения волны υ увеличится в раза. 9.. В газовой среде распространяются ) только поперечные волны; ) только продольные волны; 3) продольные и поперечные волны В твердых телах распространяются ) только поперечные волны; ) только продольные волны; 3) продольные и поперечные волны Волну, в которой колебания происходят вдоль линии перемещения волны, называют... ) световой; ) электромагнитной 3) поперечной; 4) стоячей; 5) продольной Для сферической волны справедливо утверждение... ) волновые поверхности имеют вид параллельных друг другу плоскостей; ) амплитуда волны обратно пропорциональна расстоянию до источника колебаний (в непоглощающей среде); 3) амплитуда волны не зависит от расстояния до источника колебаний (при условии, что поглощением среды можно пренебречь) Световые волны в вакууме являются ) поперечными; ) продольными; 3) упругими; 4) волнами, скорость распространения которых в веществе больше, чем в вакууме. 76

78 9.7. Продольными волнами являются ) звуковые волны в воздухе; ) световые волны в вакууме; 3) волны, распространяющиеся вдоль струн музыкальных инструментов; 4) радиоволны Для интерференции двух волн необходимы и достаточны ) постоянная для каждой точки разность фаз и одинаковое направление колебаний; ) одинаковая частота и одинаковое направление колебаний; 3) одинаковая амплитуда и одинаковая частота колебаний. 4) постоянная разность фаз и одинаковая частота колебаний Для плоской волны справедливо утверждение: ) амплитуда волны обратно пропорциональна расстоянию до источника колебаний (в непоглощающей среде); ) волновые поверхности имеют вид концентрических сфер; 3) амплитуда волны не зависит от расстояния до источника колебаний (при условии, что поглощением среды можно пренебречь) Для продольной волны справедливо утверждение... ) частицы среды колеблются в направлениях, перпендикулярных направлению распространения волны; ) возникновение волны связано с деформацией сдвига; 3) частицы среды колеблются в направлении распространения волны. 9.. Уравнение бегущей вдоль оси х волны имеет вид: x ) Аcos cos( t) ; ) А cos cos( t ) ; 3) t x x Аcos ; 4) Аcos t. T 77

79 5 5 y, см 9.. На рисунке представлен профиль поперечной бегущей волны, которая распространяется со скоростью 00 м/с. Амплитуда x, м скорости колебаний точек среды равна ) 6, 8 м/с; ) 00 м/с; 3),56 м/с; 4) 0,05 м/с Для рисунка теста 9. значение волнового числа равно ) 0,34; ) 0,68; 3),56; 4), На рисунке теста 9. представлен профиль поперечной бегущей волны, которая распространяется со скоростью 000 м/с. Циклическая частота волны равна ) 68 рад/с; ) 5 рад/с; 3) 56 рад/с; 4) 34 рад/с На рисунке теста 9. представлен профиль поперечной бегущей волны, частота которой равна 0 Гц. Скорость распространения волны равна ) 00 м/с; ) 00 м/с; 3) 68 м/с; 4) 34 м/с Уравнение плоской синусоидальной волны, распространяющейся вдоль оси ОХ, имеет вид 0,0sin(0 3 t x). Тогда скорость распространения волны равна ) 500 м/с; ) м/с; 3) 000 м/с; 4) 0 м/с Уравнение плоской синусоидальной волны, распространяющейся вдоль оси ОХ, со скоростью 500 м/с имеет вид 3 0,0sin(0 t x). Циклическая частота ω равна ) 000 с - ; ) 0,00 с - ; 3) 59 с - ; 4) с Уравнение плоской синусоидальной волны, распространяющейся вдоль оси ОХ, имеет вид 0,0sin(0 3 t x). Укажите единицу измерения волнового числа ) м; ) /м; 3) рад/м; 4) /с Уравнение плоской синусоидальной волны, распространяющейся вдоль оси ОХ, имеет вид 0,0sin(0 3 t x). Период равен ) мс; ) 6,8 мс; 3) 3, 4 мс; 4),5 мс. 78

80 9.0. Уравнение плоской синусоидальной волны, распространяющейся вдоль оси ОХ, имеет вид 0,0sin(0 3 t x). Амплитуда ускорения колебания частиц среды равна ) 0 4 м/с ; ) 0 м/с ; 3)500 м/с ; 4) 5 м/с. 9.. Уравнение плоской синусоидальной волны, распространяющейся вдоль оси ОХ со скоростью 500 м/с имеет вид 3 0,0sin(0 t kx). Волновое число k равно ) 0,5; ) ; 3) 5; 4) На закрепленной струне установилась стоячая волна. Ускорение равно нулю в точках струны ) 3,4,5; ),3,5; 3) 3,5; 4),,3; 5), На рисунке представлена фотография электрической составляющей электромагнитной волны, переходящей из среды в среду перпендикулярно границе раздела АВ. Относительный показатель преломления среды относительно среды равен ),75; ) 0,67; 3) ; 4), Из приведенных выражений уравнением сферической бегущей волны является А0 x ) cos( t kr) ; ) Acos cos t ; r 3) Acos( t kx) ; 4) A cos( t 0) ; t 5) A0e cos( t 0) Сейсмическая упругая волна, падающая под углом 45º на границу раздела между двумя слоями земной коры, испытывает преломление, причем угол преломления 30 º. Во второй среде волна распространяется со скоростью 4,0 км/с. В первой среде скорость волны была равна ) 5,6 км/с; ),4 км/с; 3) 7,8 км/с; 4),8 км/с. 79

81 0. Энергия волны. Перенос энергии волной Объемная плотность энергии электромагнитной волны: 0E 0H EH w 0E 0H 00 EH, где ε, μ диэлектрическая и магнитная проницаемости среды; Е, Н напряженность электрического и магнитного полей; υ скорость распространения электромагнитной волны в произвольной среде. Средняя объемная плотность энергии: w А, где ρ плотность среды; ω циклическая (круговая) частота; А амплитуда волны. Плотность потока энергии S (интенсивность волны I): H E S I w EH А. S Вектор УМОВА ПОЙНТИНГА S вектор плотности потока электромагнитной энергии, направлен в сторону распространения волны, а его модуль равен энергии, переносимой электромагнитной волной за единицу времени через единичную площадку перпендикулярно направлению распространения волны: S [ E H]. Векторы E, H и S (или ) взаимно перпендикулярны и образуют правую тройку векторов. Направление вектора S определяется по правилу векторного произведения или правого винта. 80

82 Тестовые задания 0.. На рисунке показана ориентация векторов напряженности электрического (E) и магнитного (H) полей в электромагнитной волне. Вектор плотности потока энергии ориентирован в направлении... ) 3; ) 4; 3) ; 4). 0.. Вектор плотности потока энергии электромагнитного поля ориентирован в направлении... ) 3; ) 4; 3) ; 4) На рисунке показана ориентация векторов напряженности электрического (E) и магнитного (H) полей в электромагнитной волне. Вектор плотности потока энергии электромагнитного поля ориентирован в направлении... ) 3; ) 4; 3) ; 4) Если увеличить в раза объемную плотность энергии и при этом увеличить в раза скорость распространения упругих волн, то плотность потока энергии ) не изменится; ) увеличится в 4 раза; 3) увеличится в раза Если увеличить в раза объемную плотность световой энергии, то давление света ) увеличится в раза; ) увеличится в 4 раза; 3) не изменится. 8

83 0.6. При уменьшении в раза амплитуды колебаний векторов напряженности электрического и магнитного полей плотность потока энергии ) уменьшится в раза; ) уменьшится в 4 раза; 3) не изменится Если уменьшить в раза объемную плотность энергии при неизменной скорости распространения упругих волн, то плотность потока энергии ) уменьшится в раза; ) уменьшится в 4 раза; 3) не изменится Если в электромагнитной волне, распространяющейся в вакууме, значение напряженности электрического поля Е = 600 В/м, объемная плотность энергии ω = 0-5 Дж/м 3, то напряженность магнитного поля составляет ) 0 А/м; ) 5 А/м; 3) 50 А/м; 4) 0,5 А/м Если в электромагнитной волне, распространяющейся в вакууме, значение напряженности магнитного поля Н = 0 А/м, объемная плотность энергии ω = 0-5 Дж/м 3, то напряженность электрического поля составляет ) 00 В/м; ) 00 В/м; 3) 30 В/м; 4) 300 В/м Если увеличить в раза амплитуду волны и при этом увеличить в раза скорость распространения волны (например, при переходе из одной среды в другую), то плотность потока энергии увеличится в ) раза; ) 4 раза; 3) 6 раз; 4) 8 раз. 0.. Если в электромагнитной волне, распространяющейся в среде с показателем преломления n =, значения напряженностей электрического и магнитного полей соответственно Е = 750 В/м, Н = А/м, то объемная плотность энергии составляет ) 0, мкдж/м 3 ; ) мкдж/м 3 ; 3) 00 мкдж/м 3 ; 4) 0 мкдж/м 3. 8

84 0.. Плотность потока энергии, переносимой волной в упругой среде плотностью ρ, увеличилась в 6 раз при неизменной скорости и частоте волны. При этом амплитуда волны увеличилась в ) 40 раз; ) 8 раз; 3) раза; 4) 4 раза Если в электромагнитной волне, распространяющейся в вакууме, значения напряженностей электрического и магнитного полей соответственно Е = 600 В/м, Н = 5 А/м, то плотность потока энергии составляет ) 0 в Дж/м с; ) 40 в Дж/м с; 3) 3500 в Дж/м с; 4) 750 в Дж/м с Если частоту упругой волны увеличить в раза, не изменяя ее длины волны, то интенсивность волны увеличится в ) раза; ) 4 раза; 3) 8 раз; 4) 6 раз В упругой среде плотностью ρ распространяется плоская синусоидальная волна с частотой ω и амплитудой А. При переходе волны в другую среду, плотность которой в раза меньше, амплитуду увеличивают в 4 раза, тогда объемная плотность энергии, переносимой волной, увеличивается в ) 4 раза; ) 8 раз; 3) раза; 4) 6 раз. 83

85 Пример кейс - задания Для того чтобы выполнить задание, студент должен с помощью мышки: взять один из резисторов и перенести его в место, обозначенное пунктиром; замкнуть ключ. По цепи потечет постоянный ток, и приборы (амперметр и вольтметр) покажут значения тока в цепи и напряжения на резисторах. Применив закон Ома и правило параллельного соединения резисторов, рассчитать неизвестное сопротивление. Так проделать с каждым резистором до тех пор, пока не найдется резистор с заданным сопротивлением. Затем по известным формулам рассчитать другие заданные параметры (мощность, тепловую энергию). 84

Электричество и магнетизм

Электричество и магнетизм Электричество и магнетизм Электростатическое поле в вакууме Задание 1 Относительно статических электрических полей справедливы утверждения: 1) поток вектора напряженности электростатического поля сквозь

Подробнее

Найти ток через перемычку АВ. Ответ: J AB 2 A. 6. Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией B 0,2 Тл под углом

Найти ток через перемычку АВ. Ответ: J AB 2 A. 6. Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией B 0,2 Тл под углом Вариант 1 1. Два точечных электрических заряда q и 2q на расстоянии r друг от друга притягиваются с силой F. С какой силой будут притягиваться заряды 2q и 2q на расстоянии 2r? Ответ. 1 2 F. 2. В вершинах

Подробнее

Электростатика. 1. Закон Кулона F. где F - сила взаимодействия точечных зарядов q 1 и q 2 ; -

Электростатика. 1. Закон Кулона F. где F - сила взаимодействия точечных зарядов q 1 и q 2 ; - Электростатика Закон Кулона F 4 r ; F r r 4 r где F - сила взаимодействия точечных зарядов q и q ; - E диэлектрическая проницаемость среды; Е напряженность электростатического поля в вакууме; Е напряженность

Подробнее

1. Поле создано бесконечной равномерно заряженной нитью с линейной плотностью заряда +τ. Укажите направление градиента потенциала в точке А.

1. Поле создано бесконечной равномерно заряженной нитью с линейной плотностью заряда +τ. Укажите направление градиента потенциала в точке А. Электростатика ТИПОВЫЕ ВОПРОСЫ К ТЕСТУ 1 (ч. 2) 1. Поле создано бесконечной равномерно заряженной нитью с линейной плотностью заряда +τ. Укажите направление градиента потенциала в точке А. 2. Каждый из

Подробнее

где напряженности полей,

где напряженности полей, Условие задачи Решение 3. Электричество и магнетизм. 11. Электрическое поле в вакууме. Каждый из четырех одинаковых по модулю точечных зарядов (см. рис.), расположенных в вершинах квадрата, создает в точке

Подробнее

2 Электричество. Основные формулы и определения. F = k q 1 q 2 / r 2, где k - коэффициент пропорциональности, r расстояние между зарядами.

2 Электричество. Основные формулы и определения. F = k q 1 q 2 / r 2, где k - коэффициент пропорциональности, r расстояние между зарядами. 2 Электричество Основные формулы и определения Сила взаимодействия F между двумя неподвижными точечными зарядами q 1 и q 2 вычисляется по закону Кулона: F = k q 1 q 2 / r 2, где k - коэффициент пропорциональности,

Подробнее

3.3. Магнитное поле. Электромагнитная индукция

3.3. Магнитное поле. Электромагнитная индукция 3.3. Магнитное поле. Электромагнитная индукция Основные законы и формулы Электрический ток создает в пространстве, окружающем его, магнитное поле. Силовой характеристикой магнитного поля является вектор

Подробнее

Основные законы и формулы физики Электричество и магнетизм Электростатика q + q q = const q q q q q q = k 4 πεε 0 r

Основные законы и формулы физики Электричество и магнетизм Электростатика q + q q = const q q q q q q = k 4 πεε 0 r Электричество и магнетизм Электростатика Электростатика - это раздел электродинамики в котором изучаются свойства и взаимодействия неподвижных электрически заряженных тел. При решении задач на электростатику

Подробнее

Модуль 2 ПРОМЕЖУТОЧНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ ПО ТЕМЕ «МАГНЕТИЗМ»

Модуль 2 ПРОМЕЖУТОЧНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ ПО ТЕМЕ «МАГНЕТИЗМ» 1 Модуль ПРОМЕЖУТОЧНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ ПО ТЕМЕ «МАГНЕТИЗМ» Вариант 1 1. ПО КРУГОВЫМ КОНТУРАМ ТЕКУТ ОДИНАКОВЫЕ ТОКИ. ИНДУКЦИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, СОЗДАННОГО ТОКАМИ В ТОЧКЕ А, БУДЕТ МАКСИМАЛЬНОЙ В СЛУЧАЕ А) В)

Подробнее

ЭЛЕКТРОСТАТИКА 1. Два рода электрических зарядов, их свойства. Способы зарядки тел. Наименьший неделимый электрический заряд. Единица электрического заряда. Закон сохранения электрических зарядов. Электростатика.

Подробнее

Оглавление Билет Билет Билет Билет Билет Билет Билет Билет Билет Билет 10...

Оглавление Билет Билет Билет Билет Билет Билет Билет Билет Билет Билет 10... Оглавление Билет 1... 2 Билет 2... 5 Билет 3... 6 Билет 4... 7 Билет 5... 8 Билет 6... 10 Билет 7... 12 Билет 8... 14 Билет 9... 15 Билет 10... 17 Билет 11... 18 Билет 12... 19 Билет 13... 20 Билет 14...

Подробнее

3 Магнетизм. Основные формулы и определения

3 Магнетизм. Основные формулы и определения 3 Магнетизм Основные формулы и определения Вокруг проводника с током существует магнитное поле, направление которого определяется правилом правого винта (или буравчика). Согласно этому правилу, нужно мысленно

Подробнее

Тема 9. Электромагнетизм

Тема 9. Электромагнетизм 1 Тема 9. Электромагнетизм 01. Магнитное поле создается постоянными магнитами и движущимися зарядами (токами) и изображается с помощью силовых линий линий вектора магнитной индукции. Рис. 9.1 Силовые линии

Подробнее

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 3 ВАРИАНТ 1

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 3 ВАРИАНТ 1 КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 3 ВАРИАНТ 1 1. Три источника тока с ЭДС ξ 1 = 1,8 В, ξ 2 = 1,4 В, ξ 3 = 1,1 В соединены накоротко одноименными полюсами. Внутреннее сопротивление первого источника r 1 = 0,4 Ом, второго

Подробнее

Генкин Б.И. Элементы содержания, проверяемые на ЕГЭ по физике. Пособие для повторения учебного материала. Санкт-Петербург:

Генкин Б.И. Элементы содержания, проверяемые на ЕГЭ по физике. Пособие для повторения учебного материала. Санкт-Петербург: Генкин Б.И. Элементы содержания, проверяемые на ЕГЭ по физике. Пособие для повторения учебного материала. Санкт-Петербург: http://audto-um.u, 013 3.1 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ 3.1.1 Электризация тел Электрический

Подробнее

Тема: Электростатика

Тема: Электростатика Тема: Электростатика 1. Два вида электрических зарядов. Сформулируйте закон сохранения электрических зарядов. Приведите примеры проявления закона. 2. Запишите, сформулируйте и объясните закон Кулона. Единица

Подробнее

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 3 ВАРИАНТ 1

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 3 ВАРИАНТ 1 КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 3 ВАРИАНТ 1 1. Четыре одинаковых заряда Q 1 = Q 2 = Q 3 = Q 4 = 40 кнл закреплены в вершинах квадрата со стороной а = 10 см. Определить силу F, действующую на каждый из этих зарядов

Подробнее

Экзаменационный билет 4 1. Силовые линии. Объемная, поверхностная и линейная плотности заряда. 2. Действие магнитного поля на проводник с током. Сила

Экзаменационный билет 4 1. Силовые линии. Объемная, поверхностная и линейная плотности заряда. 2. Действие магнитного поля на проводник с током. Сила Экзаменационный билет 1 1. Элементарный электрический заряд. Закон сохранения заряда изолированной макроскопической системы. Взаимодействие двух точечных зарядов. 2. Магнитное поле. Магнитная индукция.

Подробнее

Магнитное поле магнитным силовому действию

Магнитное поле магнитным силовому действию Магнитное поле План Магнитная индукция Магнитное поле движущегося заряда Действие магнитного поля на движущийся заряд Циркуляция вектора магнитной индукции Теорема Гаусса для магнитного поля Работа по

Подробнее

ФИЗИКА 11.1 МОДУЛЬ Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Сила Ампера Вариант 1

ФИЗИКА 11.1 МОДУЛЬ Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Сила Ампера Вариант 1 ФИЗИКА 11.1 МОДУЛЬ 2 1. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Сила Ампера Вариант 1 1. Взаимодействие двух параллельных проводников, по которым протекает электрический ток, называется 1) электрическим

Подробнее

Минимум информации по курсу Электричество и магнетизм, необходимый для получения оценки удовлетворительно

Минимум информации по курсу Электричество и магнетизм, необходимый для получения оценки удовлетворительно Минимум информации по курсу Электричество и магнетизм, необходимый для получения оценки удовлетворительно Все формулы и текст должны быть выучены наизусть! 1. Электромагнитное поле характеризуется четырьмя

Подробнее

и q 2 находятся в точках с радиус-векторами r 1 и радиус-вектор r 3

и q 2 находятся в точках с радиус-векторами r 1 и радиус-вектор r 3 1. Два положительных заряда q 1 и q 2 находятся в точках с радиус-векторами r 1 и r 2. Найти отрицательный заряд q 3 и радиус-вектор r 3 точки, в которую его надо поместить, чтобы сила, действующая на

Подробнее

ФИЗИКА ЗАДАЧИ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ОКР 2

ФИЗИКА ЗАДАЧИ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ОКР 2 ФИЗИКА ЗАДАЧИ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ОКР 2 1.1. По мере удаления от заряда напряженность поля, создаваемого им, А) усиливается; В) не изменяется; Б) ослабевает; Г) однозначного ответа нет. 1.2. Движение каких

Подробнее

ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ С ОЦЕНКОЙ ПО ОСНОВАМ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ

ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ С ОЦЕНКОЙ ПО ОСНОВАМ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ С ОЦЕНКОЙ ПО ОСНОВАМ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ ФИЗИЧЕСКИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 1. В каких единицах измеряется электрический заряд в СИ и СГСЭ (ГС)? Как связаны между собой эти единицы для заряда? Заряд протона

Подробнее

Содержание. Общие методические указания 4 Рабочая программа раздела «Электричество и магнетизм» 6

Содержание. Общие методические указания 4 Рабочая программа раздела «Электричество и магнетизм» 6 Содержание Общие методические указания 4 Рабочая программа раздела «Электричество и магнетизм» 6 Основы электричества и магнетизма 7 1. Электростатика 7. Постоянный электрический ток 3 3. Электромагнетизм

Подробнее

Контрольная работа 3 ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

Контрольная работа 3 ЭЛЕКТРИЧЕСТВО Кафедра физики, контрольные для заочников 1 Контрольная работа 3 ЭЛЕКТРИЧЕСТВО 1. Два одинаково заряженных шарика подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины. При этом нити разошлись на угол α. Шарики

Подробнее

Зачет 1 по теме «Магнитное поле. Электромагнитная индукция»11 класс Вопросы к зачету по теме «Магнитное поле. Электромагнитная индукция»

Зачет 1 по теме «Магнитное поле. Электромагнитная индукция»11 класс Вопросы к зачету по теме «Магнитное поле. Электромагнитная индукция» Зачет 1 по теме «Магнитное поле. Электромагнитная индукция»11 класс Вопросы к зачету по теме «Магнитное поле. Электромагнитная индукция» 1) Магнитное поле и его свойства. 2) Вектор магнитной индукции.

Подробнее

1 Список вопросов для теста перед экзаменом по курсу электричество и магнетизм

1 Список вопросов для теста перед экзаменом по курсу электричество и магнетизм 1 Список вопросов для теста перед экзаменом по курсу электричество и магнетизм Общие замечания. Потенциальная полезность теста 1) для преподавателя, принимающего экзамен - проверка полноты (широты охвата)

Подробнее

- закон Кулона в вакууме. Здесь. 1 4πε. где. Ф - электрическая постоянная.

- закон Кулона в вакууме. Здесь. 1 4πε. где. Ф - электрическая постоянная. Лекция (часть ). Электростатика. Электроемкость. Конденсаторы. Электростатика. Закон Кулона. Напряжённость. Принцип суперпозиции. Электрический диполь. Вопросы. Электризация тел. Взаимодействие заряженных

Подробнее

Вопросы к лабораторным работам по курсу физики "Электромагнетизм" лаб

Вопросы к лабораторным работам по курсу физики Электромагнетизм лаб Вопросы к лабораторным работам по курсу физики "Электромагнетизм" лаб. 1-351 1 Лабораторная работа 1 Измерение удельного сопротивления проводника (33-46) 1. Закон Ома для однородного участка цепи. 2. Сопротивление

Подробнее

Лекция 10 Электромагнетизм. Понятие о магнитном поле

Лекция 10 Электромагнетизм. Понятие о магнитном поле Лекция 10 Электромагнетизм Понятие о магнитном поле При рассмотрении электропроводности ограничивались явлениями, происходящими внутри проводников Опыты показывают, что вокруг проводников с током и постоянных

Подробнее

Задачи для самостоятельной работы

Задачи для самостоятельной работы Задачи для самостоятельной работы Закон Кулона. Напряженность. Принцип суперпозиции для электростатического поля. Потенциал. Работа электрического поля. Связь напряженности и потенциала. 1. Расстояние

Подробнее

Закон Кулона. Напряженность и потенциал. Электричество

Закон Кулона. Напряженность и потенциал. Электричество Закон Кулона. Напряженность и потенциал Электричество План Закон Кулона Напряженность электростатического поля Принцип суперпозиции Теорема Гаусса Циркуляция вектора напряженности Потенциал электростатического

Подробнее

модулю, но разных по знаку зарядов направлен: A) 1; 4 B) 2; C) 3;

модулю, но разных по знаку зарядов направлен: A) 1; 4 B) 2; C) 3; ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ТЕСТЫ «ФИЗИКА-II» для специальностей ВТ и СТ. Квантование заряда физически означает, что: A) любой заряд можно разделить на бесконечно малые заряды; B) фундаментальные константы квантовой

Подробнее

Электромагнитная индукция

Электромагнитная индукция Вариант 1. 1. Определить среднее значение ЭДС индукции в контуре, если магнитный поток, пронизывающий контур, изменяется от 0 до 40мВб за время 2 мс. (20В) 2. На картонный каркас длиной 50см и площадью

Подробнее

Тема 2.2. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Тема 2.2. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ Тема.. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ. Магнитное поле и его характеристики. Закон Био Савара - Лапласа и его применение к расчету магнитного поля 3. Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов 4. Магнитная постоянная.

Подробнее

Министерство образования Российской Федерации. Тульский государственный университет. Кафедра физики

Министерство образования Российской Федерации. Тульский государственный университет. Кафедра физики Министерство образования Российской Федерации Тульский государственный университет Кафедра физики Семин В.А. Тестовые задания по электричеству и магнетизму для проведения текущего тестирования на кафедре

Подробнее

, B, F magn. Глава 19. МАГНЕТИЗМ. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ И ЕГО ИСТОЧНИКИ

, B, F magn. Глава 19. МАГНЕТИЗМ. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ И ЕГО ИСТОЧНИКИ Глава 9 МАГНЕТИЗМ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ И ЕГО ИСТОЧНИКИ 9 Магнитное поле и его воздействие на движущиеся заряды Многочисленные опыты показали что вокруг движущихся зарядов кроме электрического поля существует

Подробнее

Вопросы для самоконтроля при выполнении лабораторных работ по физике

Вопросы для самоконтроля при выполнении лабораторных работ по физике ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» А. В. Тимошкин, З. А. Скрипко

Подробнее

а) Рис. 1 Магнитное поле называется однородным, если вектор В в любой точке постоянен (рис.1б).

а) Рис. 1 Магнитное поле называется однородным, если вектор В в любой точке постоянен (рис.1б). 11 Лекция 16 Магнитное поле и его характеристики [1] гл14 План лекции 1 Магнитное поле Индукция и напряженность магнитного поля Магнитный поток Теорема Гаусса для магнитного потока 3 Закон Био-Савара-Лапласа

Подробнее

Домашнее задание по теме: «Электрические колебания» Вариант 1

Домашнее задание по теме: «Электрические колебания» Вариант 1 Домашнее задание по теме: «Электрические колебания» Вариант. В колебательном контуре индуктивность катушки L = 0, Гн. Величина тока изменяется по закону I(t) = 0,8sin(000t + 0,3), где t время в секундах,

Подробнее

Вариант На расстоянии 90см от центра витка с током 26 А в этой же плоскости расположен прямой бесконечный проводник с током 17А.

Вариант На расстоянии 90см от центра витка с током 26 А в этой же плоскости расположен прямой бесконечный проводник с током 17А. Вариант 1. 1. Бесконечно длинный прямой проводник имеет изгиб в виде перекрещивающейся петли радиусом 90см. Найти ток, текущий в проводнике, если напряженность магнитного поля в центре петли равна 66 А\м.

Подробнее

Решение задач по теме «Магнетизм»

Решение задач по теме «Магнетизм» Решение задач по теме «Магнетизм» Магнитное поле- это особая форма материи, которая возникает вокруг любой заряженной движущейся частицы. Электрический ток- это упорядоченное движение заряженных частиц

Подробнее

Электромагнитная индукция (примеры решения задач) Проводник движется в постоянном магнитном поле. Рис.1

Электромагнитная индукция (примеры решения задач) Проводник движется в постоянном магнитном поле. Рис.1 Пример 1 Электромагнитная индукция (примеры решения задач) Проводник движется в постоянном магнитном поле В однородном магнитном поле с индукцией B расположен П-образный проводник, плоскость которого перпендикулярна

Подробнее

Контрольная работа по теме Электромагнетизм 11 класс. 1 вариант

Контрольная работа по теме Электромагнетизм 11 класс. 1 вариант Контрольная работа по теме Электромагнетизм 11 класс 1 вариант A1. К магнитной стрелке (северный полюс затемнен, см. рисунок), которая может поворачиваться вокруг вертикальной оси, перпендикулярной плоскости

Подробнее

Решение задач ЕГЭ части С: Электромагнетизм

Решение задач ЕГЭ части С: Электромагнетизм С1.1. На рисунке приведена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, реостата, трансформатора, амперметра и вольтметра. В начальный момент времени ползунок реостата установлен посередине

Подробнее

Методические указания к занятию 1 по дисциплине «Механика. Электричество» для студентов медико-биологического факультета

Методические указания к занятию 1 по дисциплине «Механика. Электричество» для студентов медико-биологического факультета 10.02.14.-15.02.14. Методические указания к занятию 1 ВВОДНОЕ ЗАНЯТИЕ 1. Знакомство с правилами работы в лаборатории кафедры физики; техника пожарной и электробезопасности; 2. Обсуждение особенностей структуры

Подробнее

ЗАДАНИЙ ЧАСТЬ «МАГНИТНОЕ ПОЛЕ».

ЗАДАНИЙ ЧАСТЬ «МАГНИТНОЕ ПОЛЕ». ФИЗИКА 11.1 класс. Профиль. БАНК ЗАДАНИЙ ЧАСТЬ 2 «МАГНИТНОЕ ПОЛЕ». 1. Подберите наиболее правильное продолжение фразы «Магнитные поля создаются...»: A. атомами железа. Б. электрическими зарядами. B. магнитными

Подробнее

Теоретическая справка к лекции 5

Теоретическая справка к лекции 5 Теоретическая справка к лекции 5 Электрический заряд. 19 Элементарный электрический заряд e 1, 6 1 Кл. Заряд электрона отрицательный ( e e), заряд протона положительный ( p N e электронов и N P протонов

Подробнее

4. Постоянное магнитное поле в вакууме. Движение заряженных частиц в однородном магнитном поле.

4. Постоянное магнитное поле в вакууме. Движение заряженных частиц в однородном магнитном поле. 4 Постоянное магнитное поле в вакууме Движение заряженных частиц в однородном магнитном поле Закон Био-Савара-Лапласа: [ dl, ] db =, 3 4 π где ток, текущий по элементу проводника dl, вектор dl направлен

Подробнее

7.8. Примеры применения закона электромагнитной индукции

7.8. Примеры применения закона электромагнитной индукции 7.8. Примеры применения закона электромагнитной индукции Пример. Тонкое кольцо радиусом r = м, обладающее электрическим сопротивлением R =,73 Ом в однородном магнитном поле с индукцией В = Тл. Плоскость

Подробнее

ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ. УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА. Индивидуальные задания по физике для студентов всех форм обучения всех специальностей

ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ. УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА. Индивидуальные задания по физике для студентов всех форм обучения всех специальностей Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет-упи ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ. УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА Индивидуальные задания по физике для студентов

Подробнее

ЛЕКЦИЯ 9. Циркуляция и поток вектора магнитной индукции. 1. Циркуляция вектора B Циркуляция вектора B это интеграл вида:

ЛЕКЦИЯ 9. Циркуляция и поток вектора магнитной индукции. 1. Циркуляция вектора B Циркуляция вектора B это интеграл вида: ЛЕКЦИЯ 9 Циркуляция и поток вектора магнитной индукции Вектор магнитной индукции физическая величина, характеризующая магнитное поле точно так же, как напряженность электрического поля характеризует электрическое

Подробнее

ИЗУЧЕНИЕ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

ИЗУЧЕНИЕ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Кафедра физики ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.6 ИЗУЧЕНИЕ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ Минск

Подробнее

Магнитное поле. Однородное и неоднородное магнитное поле 1.Какое вещество совсем не притягивается магнитом? 1) Сталь 2) Стекло 3) Никель 4) Железо

Магнитное поле. Однородное и неоднородное магнитное поле 1.Какое вещество совсем не притягивается магнитом? 1) Сталь 2) Стекло 3) Никель 4) Железо ПРИМЕРНЫЙ БАНК ЗАДАНИЙ ПО ФИЗИКЕ 11 КЛАСС (БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ) погружение 2 Магнитное поле. Однородное и неоднородное магнитное поле 1.Какое вещество совсем не притягивается магнитом? 1) Сталь 2) Стекло 3)

Подробнее

9.Электродинамика. Магнетизм.

9.Электродинамика. Магнетизм. 9.Электродинамика. Магнетизм. 005 1.Силу Лоренца можно определить по формуле А) F = q υ Bsinα. B) F = I Δ l Bsinα. C) F = qe. D) F = k. E) F = pgv..токи, возникающие в массивных проводниках, называют А)

Подробнее

4. Электромагнитная индукция

4. Электромагнитная индукция 1 4 Электромагнитная индукция 41 Закон электромагнитной индукции Правило Ленца В 1831 г Фарадей открыл одно из наиболее фундаментальных явлений в электродинамике явление электромагнитной индукции: в замкнутом

Подробнее

Тема 1. Электростатика

Тема 1. Электростатика Домашнее задание по курсу общей физики для студентов 3-го курса. Варианты 1-9 - Задача 1.1 Варианты 10-18 - Задача 1.2 Варианты 19-27 - Задача 1.3 Тема 1. Электростатика По результатам проведённых вычислений

Подробнее

Магнитные взаимодействия

Магнитные взаимодействия Магнитные взаимодействия В пространстве, окружающем намагниченные тела, возникает магнитное поле. Помещенная в это поле маленькая магнитная стрелка устанавливается в каждой его точке вполне определенным

Подробнее

Конспект лекций по курсу общей физики Часть II Электричество и магнетизм Лекция 8 6. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ

Конспект лекций по курсу общей физики Часть II Электричество и магнетизм Лекция 8 6. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ Конспект лекций по курсу общей физики Часть II Электричество и магнетизм Лекция 8 6. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ 6.. Характеристики и графическое изображение магнитного поля Магнитное поле обусловлено электрическим

Подробнее

8. Электрическое поле создано двумя точечными зарядами q 1 = 4 0 нкл и q 2 = -10

8. Электрическое поле создано двумя точечными зарядами q 1 = 4 0 нкл и q 2 = -10 Индивидуальные задания Электростатика и постоянный ток. Магнетизм Постоянный ток 1. На расстоянии 8 см друг от друга в воздухе находятся два заряда по 1 нкл. Определить напряженность и потенциал поля в

Подробнее

Электромагнитная индукция. Самоиндукция. Взаимная индукция

Электромагнитная индукция. Самоиндукция. Взаимная индукция 2 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Р Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) Кафедра физики Сборник включает вопросы курса физики по разделу ЭЛЕК- ТРОМАГНЕТИЗМ

Подробнее

4. Электромагнитная индукция

4. Электромагнитная индукция 4 Электромагнитная индукция 41 Закон электромагнитной индукции 1 Электрические токи создают вокруг себя магнитное поле Существует и обратное явление: магнитное поле вызывает появление электрических токов

Подробнее

= μμ0. Поток вектора индукции через элементарную площадку, показанную на рисунке штриховкой, , получим для индуктивности тороидального соленоида:

= μμ0. Поток вектора индукции через элементарную площадку, показанную на рисунке штриховкой, , получим для индуктивности тороидального соленоида: Примеры решения задач Пример Найдите индуктивность тороидальной катушки из N витков, внутренний радиус которой равен b, а поперечное сечение имеет форму квадрата со стороной Пространство внутри катушки

Подробнее

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 3 МАГНЕТИЗМ

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 3 МАГНЕТИЗМ ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 3 МАГНЕТИЗМ 1-1. Определить величину индукции магнитного поля, создаваемого горизонтальным отрезком проводника длиной l = 10 см с током i = 10 А в точке над ним на высоте 5 м. Найти

Подробнее

Лекция 4 (часть 4) Магнитное поле токов.

Лекция 4 (часть 4) Магнитное поле токов. Лекция 4 (часть 4 Магнитное поле токов. Закон Био-Савара-Лапласа. Вопросы. Магнитное взаимодействие токов. Магнитное поле. Рамка с током в магнитном поле. Магнитный момент контура с током. Индукция магнитного

Подробнее

ГЛОССАРИЙ К УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

ГЛОССАРИЙ К УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ 1 ГЛОССАРИЙ К УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ ФИЗИКА направления подготовки 1519.62 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» Профиль 1 «Технология машиностроения» ПОНЯТИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ,

Подробнее

, РАЗДЕЛ III ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ Лекц ия 19 Магнитное поле

, РАЗДЕЛ III ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ Лекц ия 19 Магнитное поле , РАЗДЕЛ III ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ Лекц ия 19 Магнитное поле Вопросы Основные магнитные явления Магнитное поле электрического тока Индукция магнитного поля Линии магнитной индукции Магнитный поток Закон Био

Подробнее

Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ. ВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ. Тематические задания

Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ. ВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ. Тематические задания Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия Кафедра физики ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ. ВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ Тематические задания для контроля уровня знаний студентов по физике Ч А

Подробнее

Явление электромагнитной индукции было открыто выдающимся английским физиком М. Фарадеем

Явление электромагнитной индукции было открыто выдающимся английским физиком М. Фарадеем 4.4. Электромагнитная индукция. Правило Ленца. Явление электромагнитной индукции было открыто выдающимся английским физиком М. Фарадеем в 1831 г. Оно заключается в возникновении электрического тока в замкнутом

Подробнее

Дано: СИ Решение: Ответ: F к

Дано: СИ Решение: Ответ: F к 3-7. На шелковых нитях длиной 50 см каждая, прикрепленных к одной точке, висят два одинаково заряженных шарика массой по 0,2 г каждый. Определить заряд каждого шарика, если они отошли друг от друга на

Подробнее

2. Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Конденсаторы.

2. Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Конденсаторы. Проводники и диэлектрики в электрическом поле Конденсаторы Напряженность электрического поля у поверхности проводника в вакууме: σ E n, где σ поверхностная плотность зарядов на проводнике, напряженность

Подробнее

Магнитное поле. Лукьянов И.В.

Магнитное поле. Лукьянов И.В. Магнитное поле. Лукьянов И.В. Содержание: 1. Магнитное поле в вакууме. 2. Электромагнитная индукция. 3. Магнитное поле в веществе. Магнитное поле в вакууме. Содержание раздела: 1. Понятие магнитного поля

Подробнее

Ответ: 35. Ответ: 21.

Ответ: 35. Ответ: 21. Задачи по теме «Электродинамика» (тексты Демидовой М.Ю. ЕГЭ-2017) Вариант 1 Задание 14. Пять одинаковых резисторов с сопротивлением 1 Ом соединены в электрическую цепь, через которую течёт ток I = 2 А

Подробнее

Лекция Февраль 2014

Лекция Февраль 2014 Лекция 1. 10 Февраль 2014 Закон Кулона. Электрическое поле точечных зарядов. Принцип суперпозиции. Пример: расчет электрического поля двух одноименных одинаковых зарядов. Потенциал поля точечных зарядов.

Подробнее

1) повернется на 180º 2) повернется на 90º по часовой стрелке 3) повернется на 90º против часовой стрелки 4) останется в прежнем положении

1) повернется на 180º 2) повернется на 90º по часовой стрелке 3) повернется на 90º против часовой стрелки 4) останется в прежнем положении 3.3 МАГНИТНОЕ ПОЛЕ 3.3.1 Механическое взаимодействие магнитов. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Принцип суперпозиции магнитных полей: Линии магнитного поля. Картина линий поля полосового и подковообразного

Подробнее

Отложенные задания (23)

Отложенные задания (23) Отложенные задания (23) Виток провода находится в магнитном поле, перпендикулярном плоскости витка, и своими концами замкнут на амперметр. Магнитная индукция поля меняется с течением времени согласно графику

Подробнее

Предисловие... 6 Как пользоваться книгой... 9 Методические указания к решению задач Обозначения физических величин Введение...

Предисловие... 6 Как пользоваться книгой... 9 Методические указания к решению задач Обозначения физических величин Введение... ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие... 6 Как пользоваться книгой... 9 Методические указания к решению задач... 12 Обозначения физических величин... 14 Введение... 16 1. Электростатика и постоянный ток... 18 1.1. Электростатическое

Подробнее

Закон сохранения заряда: Закон Кулона:

Закон сохранения заряда: Закон Кулона: «ЭЛЕКТРОСТАТИКА» Электрический заряд ( ) фундаментальное неотъемлемое свойство некоторых элементарных частиц (электронов, протонов), проявляющееся в способности к взаимодействию посредством особо организованной

Подробнее

Вариант q 1 q 2 q 3 1 q -q q 2 -q q -q 3 q -q 2q

Вариант q 1 q 2 q 3 1 q -q q 2 -q q -q 3 q -q 2q Задание. Тема Электростатическое поле в вакууме. Задача (Электростатическое поле системы точечных зарядов) Вариант-. В вершинах равностороннего треугольника со стороной а находятся точечные заряды q q

Подробнее

Указания к выполнению и выбору варианта задания

Указания к выполнению и выбору варианта задания «УТВЕРЖДАЮ» заведующий кафедрой ОП-3 проф., д.ф.-м.н. Д.Х. Нурлигареев «26» декабря 2014 г. ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 4 ПО ФИЗИКЕ ЧАСТЬ II (3-хсеместровая программа обучения) Указания к выполнению и

Подробнее

ПОДГОТОВКА ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ.

ПОДГОТОВКА ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ. ПОДГОТОВКА ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ. 1. Какой буквой в физике принято обозначать Магнитная индукция? Магнитный поток? Индуктивность? ЭДС индукции? Активная длина проводника? Магнитная проницаемость среды? Энергия

Подробнее

ПРОГРАММА, ЗАДАЧИ И КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО КУРСУ ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

ПРОГРАММА, ЗАДАЧИ И КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО КУРСУ ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Механико-математический факультет Кафедра теоретической и прикладной механики ПРОГРАММА, ЗАДАЧИ И КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО КУРСУ ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ Учебно-методическое

Подробнее

, при освещении потеряла четыре электрона. Каким

, при освещении потеряла четыре электрона. Каким . Укажите закон Кулона соответствующий взаимодействию двух точечных зарядов. qq q q qq ) F = k ) E = k 3) ϕ =k 4) W = k. В каких единицах в системе СИ измеряется электрический заряд? ) Ампер ) Кулон 3)

Подробнее

Задачи для общекурсовых контрольных по курсу «Электричество и магнетизм», 2007 г. Раздел I.

Задачи для общекурсовых контрольных по курсу «Электричество и магнетизм», 2007 г. Раздел I. Задачи для общекурсовых контрольных по курсу «Электричество и магнетизм», 2007 г. Раздел I. 1.1. Тонкая непроводящая палочка длиной L = 0,08 м равномерно заряжена так, что ее полный заряд равен q = 3,5

Подробнее

Задачи к общему зачету по курсу «Электромагнетизм», 2010 г. Раздел 1.

Задачи к общему зачету по курсу «Электромагнетизм», 2010 г. Раздел 1. Задачи к общему зачету по курсу «Электромагнетизм», 2010 г. Раздел 1. 1.1. Тонкая непроводящая палочка длиной L = 0,08 м равномерно заряжена так, что ее полный заряд равен q = 3,5 10 7 Кл. Какой точечный

Подробнее

КЛ 3 Вариант 1 КЛ 3 Вариант 2 КЛ 3 Вариант 3

КЛ 3 Вариант 1 КЛ 3 Вариант 2 КЛ 3 Вариант 3 КЛ 3 Вариант 1 1. Записать формулу для вектора напряженности электрического поля, если известен электростатический потенциал. Пояснить действие оператора градиента на скалярную функцию. 2. Вывести уравнение

Подробнее

ЭЛЕКТРОСТАТИКА И МАГНИТОСТАТИКА

ЭЛЕКТРОСТАТИКА И МАГНИТОСТАТИКА Агентство образования администрации Красноярского края Красноярский государственный университет Заочная естественно-научная школа при КрасГУ Физика: Модуль 4 для 10 класса. Учебно-методическая часть. /

Подробнее

Задачи для контрольной работы по курсу «Общая физика». Разделы: Электростатика и электрический ток.

Задачи для контрольной работы по курсу «Общая физика». Разделы: Электростатика и электрический ток. Задачи для контрольной работы по курсу «Общая физика». Разделы: Электростатика и электрический ток. Таблица вариантов. Вар. Номера задач 1 301 311 321 331 341 351 361 371 2 302 312 322 332 342 352 362

Подробнее

3. Магнитное поле Вектор магнитной индукции. Сила Ампера

3. Магнитное поле Вектор магнитной индукции. Сила Ампера 3 Магнитное поле 3 Вектор магнитной индукции Сила Ампера В основе магнитных явлений лежат два экспериментальных факта: ) магнитное поле действует на движущиеся заряды, ) движущиеся заряды создают магнитное

Подробнее

Магнитное поле. Тест 1

Магнитное поле. Тест 1 Магнитное поле. Тест 1 1. Магнитное поле: чем создается, чем обнаруживается. 1.1 Магнитное поле создается (выберите правильные варианты ответа): 1) заряженными частицами 2)!!! постоянными магнитами 3)!!!

Подробнее

Министерство образования Российской Федерации Южно-Уральский государственный университет Кафедра общей физики

Министерство образования Российской Федерации Южно-Уральский государственный университет Кафедра общей физики Министерство образования Российской Федерации Южно-Уральский государственный университет Кафедра общей физики 537.8(07) Э455 Н.Н. Топольская, В.Г. Топольский, Л.А. Мишина, Б.А. Андрианов, Л.Н. Матюшина

Подробнее

Задачи для подготовки к экзамену по физике для студентов института ВМиИТ-ВМК Казанского (Приволжского) федерального университета

Задачи для подготовки к экзамену по физике для студентов института ВМиИТ-ВМК Казанского (Приволжского) федерального университета Задачи для подготовки к экзамену по физике для студентов института ВМиИТ-ВМК Казанского (Приволжского) федерального университета весенний семестр 2011/2012 уч.г. 1. Точечный заряд q находится на расстоянии

Подробнее

Электричество и магнетизм ФТФ 1-й курс 2-й семестр

Электричество и магнетизм ФТФ 1-й курс 2-й семестр Содержание лекций Электричество и магнетизм ФТФ 1-й курс 2-й семестр Лекция 1 Электрическое поле точечных зарядов. Закон Кулона. Сравнение электростатического и гравитационного взаимодействия. Операционный

Подробнее

4. Тонкий прямой стержень заряжен с линейной плотностью λ = λ ( x ) 2. / l, где l длина стержня, x расстояние от конца стержня, λ

4. Тонкий прямой стержень заряжен с линейной плотностью λ = λ ( x ) 2. / l, где l длина стержня, x расстояние от конца стержня, λ Вектор напряженности 1. На единицу длины тонкого однородно заряженного стержня АВ, имеющего форму дуги окружности радиуса R с центром в точке О, приходится заряд λ. Найдите модуль напряженности электрического

Подробнее

Вариант Расстояние между двумя длинными параллельными проводами d = 50 мм. По проводам в противоположном направлении текут токи силой I = 10 А к

Вариант Расстояние между двумя длинными параллельными проводами d = 50 мм. По проводам в противоположном направлении текут токи силой I = 10 А к Вариант 1. 1. Расстояние между двумя длинными параллельными проводами d = 50 мм. По проводам в одном направлении текут токи силой I = 30 А каждый. Найти индукцию магнитного поля в точке, находящейся на

Подробнее

Электромагнитная индукция. Уравнения Максвелла Вопросы для программированного контроля по физике

Электромагнитная индукция. Уравнения Максвелла Вопросы для программированного контроля по физике Федеральное агентство по образованию ОУ ВПО Уральский государственный технический университет-упи Электромагнитная индукция. Уравнения Максвелла Вопросы для программированного контроля по физике Екатеринбург

Подробнее

Лабораторная работа 3-3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ВАННЫ. Студент группа

Лабораторная работа 3-3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ВАННЫ. Студент группа Лабораторная работа 3-3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ВАННЫ Студент группа Допуск Выполнение Защита Цель работы: Исследование характеристик электростатического поля. Приборы

Подробнее

Движение зарядов и токов в магнитном поле

Движение зарядов и токов в магнитном поле МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) Кафедра физики Утверждаю Зав. каф. Физики Е.М. Окс 2012г. ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ Часть 2 Движение

Подробнее

Диагностическая тематическая работа 3 по подготовке к ЕГЭ. по теме «Электродинамика» (электростатика, постоянный ток и магнитное поле тока)

Диагностическая тематическая работа 3 по подготовке к ЕГЭ. по теме «Электродинамика» (электростатика, постоянный ток и магнитное поле тока) Физика. 0 класс. Демонстрационный вариант 3 (90 минут) Диагностическая тематическая работа 3 по подготовке к ЕГЭ по ФИЗИКЕ по теме «Электродинамика» (электростатика, постоянный ток и магнитное поле тока)

Подробнее