Методические указания по решению задач

и подготовке к входному тестированию по физике

для студентов заочного отделения инженерных
и инженерно-экономических

Специальностей

Барановичи

РИО БарГУ

УДК 53(076)

ББК 22.33: 22.334я73

Э45

Рекомендовано к печати методической комиссией
инженерного факультета

Составители:

Д. А. Ционенко, Е.С.Бабылева, Т. Р. Якубович

Рецензенты:

А. Ф. Ревинский, Доктор физико-математических наук, профессор, БрГУ;

О. И. Наранович, магистр технических наук, БарГУ

Э45

Решение задач. Механика, молекулярная физика и термодинамика[Текст]: методические указания по решению задач и подготовке к входному тестированию по физике для студентов заочного отделения инженерных и инженерно - экономических специальностей / Д. А. Ционенко [и др.]. — Барановичи: РИО БарГУ, 2009. — 103, [5] с. — 80 экз.

Указан порядок прохождения входного тестирования при изучении дисциплины «Физика» студентами технических специальностей заочного отделения инженерного факультета. Приведены варианты задач по разделам «Механика», «Молекулярная физика и термодинамика». Даны методические рекомендации по решению задач.

УДК 53(076)

ББК 22.33: 22.334я73

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение. 6

Лабораторная работа 1 Изучение электроизмерительных приборов. 8

1 Теоретическая часть. 8

1.1 Общие сведения об электроизмерительных приборах 8

1.2 Основные характеристики электроизмерительных приборов 9

1.3 Аналоговые электромеханические электроизмерительные приборы 10

1.3.1 Приборы магнитоэлектрической системы 11

1.3.2 Приборы электромагнитной системы 12

1.3.3 Электродинамические приборы 13

1.3.4 Электростатические приборы 13

1.4 Выпрямительные приборы 14

1.5 Аналоговые электронные электроизмерительные приборы 15

1.6 Цифровые электронные электроизмерительные приборы 15

2 Практическая часть. 16

2.1 Измерение силы тока и напряжения 16

2.1.1 Включение в электрическую цепь амперметра 16

2.1.2 Подключение вольтметра, добавочного сопротивления 17

2.2 Изучение аналогового измерительного прибора 19

2.3 Изучение цифровых электроизмерительных приборов 20

2.3.1 Изучение вольтметра универсального 20

2.3.2 Изучение мультиметра 21

Контрольные вопросы.. 21

Лабораторная работа 2Исследование электрических полей методом электро-литического моделирования 22

1 Теоретическая часть. 22

1.1 Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда 22

1.2 Закон Кулона 23

1.3 Электрическое поле. Напряженность электрического поля 25

1.4 Потенциал 29

1.5 Эквипотенциальные поверхности 30

1.6 Градиент потенциала. Связь между напряженностью и потенциалом 31

1.7 Описание метода измерений потенциалов 31

2 Практическая часть. 33

Контрольные вопросы.. 35

Лабораторная работа 3 Изучение температурной зависимости сопротивления полупроводников и металлов 36

1 Теоретическая часть. 36

1.1 Основы теории электропроводности металлов 36

1.2 Основы теории электропроводности полупроводников 39

2 Практическая часть. 42

2.1 Исследование температурной зависимости сопротивления полупро-водников и металлов 42

2.2 Описание установки. Экспериментальная проверка зависимости омического сопротивления меди и германия от температуры 43

2.3 Обработка результатов измерений графическим методом.. 46

Контрольные вопросы 46

Лабораторная работа 4 Изучение свойств диэлектриков. 47

1 Теоретическая часть. 47

1.1 Диэлектрики в электрическом поле. Поляризация диэлектриков 47

1.2 Микроскопическое электрическое поле 49

1.3 Диэлектрическая восприимчивость, диэлектрическая проницаемость
и поляризуемость 51

1.4 Описание метода измерений 53

2 Практическая часть. 54

2.1 Описание лабораторной установки 54

2.2 Выполнение работы 55

Контрольные вопросы.. 55

Лабораторная работа 5 Изучение электронного осциллографа. 56

1 Теоретическая часть. 56

1.1 Функциональная схема осциллографа 56

1.2 Электронная пушка 57

1.3 Управление электронным пучком 58

2 Практическая часть. 63

Контрольные вопросы.. 64

Лабораторная работа 6 Изучение полупроводникового диода. 65

1 Теоретическая часть. 65

1.1 Собственная проводимость полупроводников 65

1.2 Примесная электропроводность полупроводников 68

1.3 Электрические свойства контакта полупроводников р- и n-типов 69

2 Практическая часть. 71

2.1 Исследование полупроводникового диода 71

Контрольные вопросы.. 72

Лабораторная работа 7 Изучение явления термоэлектронной эмиссии. 74

1 Теоретическая часть. 74

1.1 Работа выхода электронов из металла 74

1.2 Термоэлектронная эмиссия и ее применение 76

2 Практическая часть. 78

Контрольные вопросы.. 80

Лабораторная работа 8 Изучение мостового метода измерения сопротив-
ления, емкости и индуктивности. 81

1 Теоретическая часть. 81

1.1 Мост постоянного тока 81

1.2 Сопротивление цепи для переменного тока 84

1.3 Мост переменного тока 85

1.4 Мост для измерения емкости путем сравнения ее с образцовой 86

1.5 Мост для измерения индуктивности путем сравнения ее с емкостью 87

2 Практическая часть. 89

Контрольные вопросы 91

Лабораторная работа 9 Изучение закона электромагнитной индукции. 92

1 Теоретическая часть. 92

1.1 Закон электромагнитной индукции 92

1.2 Явление самоиндукции 94

1.3 Явление взаимной индукции 95

2 Практическая часть. 97

2.1 Наблюдение явления электромагнитной индукции 97

2.2 Наблюдение явления самоиндукции 97

2.3 Наблюдение явления взаимной индукции 98

Контрольные вопросы.. 98

Лабораторная работа 10 Изучение вынужденных колебаний в электри-ческом контуре 99

1 Теоретическая часть. 99

2 Практическая часть. 103

Контрольные вопросы.. 104

Список использованных источников. 104

Введение

Задача дисциплины «Физика» – дать инженеру-технологу необходимые знания для изучения принципа действия различных технических устройств с целью эффективного применения их в различных областях своей практической деятельности.

При изучении всех разделов дисциплины следует стремиться к пониманию физической сущности явлений и процессов в механических устройствах, термодинамических системах, электрических цепях, схемах, приборах, машинах. Следует усвоить применяемые методы анализа, основанные на законах физики. Особое внимание должно быть обращено на основные законы каждого раздела, что значительно облегчит изучение курса. Каждый раздел курса следует конспектировать и закреплять решением соответствующих задач.

Будущий инженер-технолог должен уметь классифицировать и объяснять физические явления, понимать физические процессы в механических и термодинамических системах, электрических и магнитных цепях, знать принципы действия, основные характеристики и применения современного оборудования и приборов.

Студенты должны знать:

· единицы измерения физических величин,

· основные принципы и законы физики,

· классификацию, устройство и основные параметры наиболее распространенных устройств;

· область применения и возможности физических теорий;

· основные особенности работы устройств, наиболее экономичные и энергосберегающие режимы их работы.

Студенты должны уметь:

· применять теоретические знания при решении задач;

· проводить измерения физических и технических величин;

· выбирать и анализировать устройства для решения конкретных инженерных задач;

· обеспечивать безаварийную и безопасную работу установок.

Студенты заочного отделения изучают курс самостоятельно и до вызова на сессию согласно нижеприведенным методическим указаниям в соответствии с вариантом выполняют одну контрольную работу, которая содержит девять теоретических вопросов и девять задач по указанным ниже темам.

Настоящие методические указания к выполнению контрольных работ и заданий по ним составлены в соответствии с программой курса «Физика» для студентов инженерно-технических специальностей. Изучение дисциплины «Физика» студентами инженерно-технических специальностей рассчитано на три семестра. Изучение дисциплины начинается во втором семестре с разделов «Механика» и «Молекулярная физика и термодинамика».

Основная литература

1. Савельев И. В. Курс общей физики. - М.: Наука, 1977 1-3 т.

2. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. - М.: Наука, 1972 т. 1-2.

3. Трофимова Т.Н. Курс физики. – М.: Наука, 2005.

4. Калашников Н.П. Курс общей физики. М.: Наука, 2005 т. 1-2.

5. Стрелков А. П.. Механика. -М.: Наука, 1975.

6. Чертов А. Г., Воробьев А.А., Сборник задач по физике. - М.: Высшая школа, 1973, 1981.

7. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. - М.: Наука 1979.

Вспомогательная литература

1. Сивухин Д.В. Общий курс физики. -М.: Наука, 1977-1980 г.- 1-4 т.

2. Геворкян Р.Г. Курс физики: для вечерних ВУЗов и факультетов. -М.: Высшая школа, 1979 г

3. Детлаф А.А Яворский Б.М. Милковская Л.Б. Курс физики-М.: Высшая школа, 1973-1979 г. 1-3 т.

4. Бланк А.Я. Физика. Пособие для студентов нефизических специальностей ВУЗов.- Харьков «Каравелла»-1996-266с.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
заданий входного тестирования

Каждый студент-заочник для допуска к экзаменационной сессии должен выполнить задания входного тестирования по своему варианту. Вариант выбирается компьютером из базы данных, содержащих задачи по физике в рамках соответствующего раздела.

Решение задач производится непосредственно в аудитории. Условия задач представлены в окне программы. Ответ следует ввести с клавиатуры в соответствующее поле. Ответ представляет собой целое, либо действительное число. В условии задачи указано, до какого знака после запятой производится округление. В качестве разделителя при записи ответа используется запятая «, », например 3, 25; 9, 3 и т.д..

При выполнении заданий входного тестирования разрешается пользоваться калькулятором, списком формул, справочниками, содержащим табличные величины, данными методическими указаниями и другой методической литературой, содержащей примеры решения задач по физике. Категорически запрещено проносить в аудиторию и использовать любые носители информации, содержащие ответы к задачам, предложенным для самостоятельного решения, либо ход решения задач, предлагаемых на тестировании. В случае обнаружения у студента, находящегося в аудитории, носителей информации, содержащих указанные выше сведения, тестирование прекращается и студенту выставляется неудовлетворительная отметка. В этом случае повторное прохождение тестирования студентом возможно только после допуска, осуществляемого кафедрой, за которой закреплена дисциплина.

В задании предложено осуществить решение восьми задач из разделов «Механика», «Молекулярная физика и термодинамика». Для успешного прохождения тестирования достаточно верно решить пять из них (62, 5%). Задачи имеют различный уровень сложности, но вследствие их равномерного распределения, предложенные варианты практически одинаковы по трудоемкости. Время прохождения тестирования ограничено и составляет 80 минут (1 час, 20 минут).

При самостоятельной работе в аудитории рекомендуется решить задачу на черновике, используя типовые правила решения и оформления задач по физике, с использованием общепринятых обозначений. Решение задач желательно сопровождать краткими и четкими пояснениями. Текст, формулы и числовые выкладки должны быть написаны четко и аккуратно. Все единицы измерений должны соответствовать Международной системе единиц СИ. Расчеты рекомендуется проводить с точностью до трех значащих цифр. Промежуточные расчеты можно пропустить, если они сравнительно невелики.

В случае несогласия студента с выставленной отметкой, возможна апелляция. Для проведения апелляции, студент должен предоставить решения задач, оформленные в соответствии с указанными выше требованиями, работнику, обеспечивающему проведение тестирования и приложить их к заявлению. Заявление рассматривается в течение 3 рабочих дней с момента подачи.

Студент имеет право на репетиционное тестирование. Репетиционное тестирование является платным. Его целью является подготовка к прохождению входного тестирования. Положительная отметка, полученная при прохождении тренинга, в зачет не принимается.

Для прохождения входного тестирования дается три возможности, которые являются бесплатными. При этом допускается повышение отметки и в зачет идет результат наилучшей попытки. В случае получения неудовлетворительной отметки во всех трех попытках, студент обязан обратиться за консультацией к преподавателю, ведущему дисциплину, а затем пройти тренировочное тестирование, после чего ему вновь даются три возможности прохождения входного тестирования.

Входное тестирование по дисциплине должно быть успешно пройдено в установленные деканатом сроки. В случае отсутствия положительной отметки по результатам входного тестирования, студент не допускается к сессии решением деканата, либо не допускается к сдаче зачета или экзамена по соответствующей дисциплине решением кафедры, за которой закреплена эта дисциплина.

Желаем успехов при прохождении тестирования и сдаче семестровых экзаменов и зачетов.

Коллектив авторов будет признателен за высказанные замечания и предложения, направленные на повышение качества данного издания и заданий, выносимых на тестирование.

Содержание дисциплины

Механика, молекулярная физика и термодинамика

Цели раздела. При подготовке инженеров для различных отраслей народного хозяйства большую роль играют знания механики, молекулярной физики и термодинамики. Использование полученных знаний в развитии технологий и создании новых материалов, машин, механизмов, приборов позволит инженеру более продуктивно использовать свой творческий потенциал в конкретной области деятельности.

Задачи раздела. Задача раздела «Механика, молекулярная физика и термодинамика» - дать инженеру необходимые знания для изучения и понимания действия различных механических и термодинамических устройств с целью эффективного применения их в различных областях своей практической деятельности.

Будущий инженер должен:

-понимать физические процессы, происходящие в механических системах;

-понимать физические процессы, происходящие в термодинамических системах;

-понимать физические процессы, происходящие в колебательных системах;

- понимать основные характеристики и области применения современного оборудования и приборов.

Предыдущая 123 4 5 6 7 8 Следующая