Организация модульно-рейтинговой оценки знаний по физике.

МОДУЛЬНО-РЕЙТИНГОВАЯ

СИСТЕМА ОЦЕНКИ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА ПО ФИЗИКЕ

 

 

Гродно 2012

УДК: 53 (072)

 

Авторы: Н.Н. Забелин, А.А. Рогачевский, С.Н. Соколовская

 

 

Рецензент: доцент, кандидат химических наук В.И.Кондаков

 

Модульно-рейтинговая системы оценки знаний студентов

инженерно-технологического факультета по физике, 2 изд: учебн-мет. пособие. / Н.Н.Забелин, А.А. Рогачевский, С.Н.Соколовская.

 

 

Методическое руководство разработано на основе положения о модульно-рейтинговой системе обучения и рейтинговой оценки деятельности студентов в ГГАУ и предназначено для оказания существенного влияния на повышение качества подготовки специалистов, воспитания специалистов нового типа, способных успешно работать в условиях рыночной экономики, развития современных производственных отношений.

 

УДК: 53 (074)

 

Методическое руководство рассмотрено и утверждено на заседании методической комиссии ФЗР (протокол № от г.)

 

 

© Н.Н. Забелин, А.А. Рогачевский, С.Н.Соколовская 2012

© УО «ГГАУ» 2012

 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

Дисциплина «Физика» относится к числу фундаментальных, которые закладывают основу для общенаучной и общетехнической подготовки будущего специалиста.

Физика служит базой для развития самых передовых технологий и производств. Давно известно, что микроэлектроника, ядерные технологии, лазерная техника и др. – все это вышло из недр физических лабораторий и стало достоянием человеческой цивилизации.

Однако роль физики определяется также и тем, что для становления инженера, очень важно овладеть навыками физического мышления и техникой физического эксперимента. Все вышеуказанное обеспечивает создание теоретической базы для дальнейшей самостоятельной и плодотворной работы в различных отраслях народного хозяйства.

В условиях образования в XXI веке важна передача знаний и умений не только от преподавателя к студенту, но и во всестороннем развитии обучаемых способности к непрерывному самообразованию, стремлению к постоянному обновлению знаний, чтобы в перспективе их использовать в своей профессиональной деятельности.

Современный рынок труда оценивает профессиональную

подготовку специалиста не в терминах «знания-умения-навыки», а через понятие «компетентность».

Применительно к подготовке инженеров-технологов компетентность заключается в формировании у них готовности решать разнообразные профессиональные задачи, связанные с выпуском качественной и конкурентной на рынках сбыта продукции.

Одной из форм подготовки образованной, творческой и профессионально мобильной личности является модульно-рейтинговая система, которая активизирует работу студентов во время учебного семестра, заставляет их систематически и регулярно готовиться к занятием, выполнять все формы контролируемой самостоятельной работы.

Целью модульно-рейтинговой системы обучения является развитие самостоятельности и познавательной деятельности, достижение непрерывности и гибкости системы обучения, повышение качества образования.

Модульная система - дидактическая система обучения, представляющая собой совокупность различных форм и способов совместной деятельности преподавателей и студентов с целью максимального овладения программным материалом и повышения качества подготовки специалистов.

Главное назначение рейтинга расположить (ранжировать)

студентов по уровню их достижений в учебном процессе.

Введение

Организация модульно-рейтинговой оценки знаний по физике.

Физика на инженерно-технологическом факультете (ИТФ) изучается в 1-3 семестрах (1-й и 2-й курсы). В первом семестре на изучение механики и молекулярной физики и термодинамики отводится 72 часа, в том числе 34 лекционных (2КСР) и 36 лабораторных. Во втором семестре студентам 1-го курса ИТФ на изучение электродинамики отводится 64 часа, в том числе 30 лекционных (2 КСР) и 28 лабораторных (4 КСР). Общее число аудиторных часов на раздел физики «Оптика и ядерная физика», изучаемая в 3-м семестре 2-го курса отводится 72 часа, в том числе 30 лекционных (6 КСР) и 30 лабораторных (6 КСР).

Модульно-рейтинговая технология преподавания дисциплины «Физика» предполагает поэтапное усвоение учебного материала по двум модулям за семестр.

I семестр

Модуль по механике включает в себя следующие разделы:

- кинематика;

- динамика;

- механические колебания и волны;

- гидродинамика.

Модуль по молекулярной физике:

- основы молекулярно-кинетической теории;

- основы термодинамики;

- свойства газов;

- свойства жидкостей;

- свойства твёрдых тел.

II семестр

Первый модуль по электродинамике включает в себя:

-электрическое поле в вакууме и веществе;

-постоянный ток;

Второй модуль по электродинамике включает в себя:

-магнитное поле в вакууме и веществе;

-электромагнитные колебания и волны.

III семестр

Первый модуль по оптике и ядерной физике включает в себя:

-общие сведения о природе и свойствах света;

-волновые свойства света.

Второй модуль по оптике и ядерной физике включает в себя:

-квантовые свойства света и строение атома;

-атомное ядро и внутриядерные процессы.

По каждому модулю организуются следующие формы: аудиторная и самостоятельная работа. После сдачи (пересдачи) каждого модуля заполняется рабочая ведомость (рейтинговая таблица), которая хранится на кафедре.

На экзамен не допускаются студенты, набравшие менее 40% суммарного количества баллов. Студенты набравшие в сумме более 90% максимального суммарного количества баллов рекомендуются к освобождению от сдачи экзамена (предсессионная оценка 9, 10 баллов). В случае освобождения от сдачи экзамена, в экзаменационную ведомость и зачетную книжку выставляются итоговая оценка по предсессионной оценке за семестр только после получения студентом допуска к сессии. Если предсессионная оценка за семестр меньше 9 баллов и студент обязан сдавать экзамен, то итоговая оценка также должна определяться как среднее арифметическое значений предсессионной и экзаменационной оценок. Округление итоговой оценки осуществляется до ближайшего целого числа.

В случае получения экзаменационной оценки ниже 4 баллов (она же и выставляется в графу «Итоговая оценка»), экзамен должен быть пересдан в установленном порядке на оценку 4 и выше баллов. Итоговая оценка выставляется на основании переводной шкалы.

Для записи текущих результатов студентов используется рейтинговая таблица.

 

РЕЙТИНГОВАЯ ТАБЛИЦА

КОНТРОЛИРУЕМАЯ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА (КСР)

Под КСР понимают совокупность заданий, которые студент должен выполнить сам, проработать, изучить по заданию под руководством и контролем преподавателя, т.е. КСР - это такой вид деятельности, наряду с лекциями, лабораторными и практическими занятиями, в ходе которой студент, руководствуясь специальными методическими указаниями преподавателя, приобретает и совершенствует знания, умения и навыки, накапливает практический опыт.

В этом случае акцент в приобретении знаний переносит-ся на самообразование.

Формами самостоятельной работы студентов являются:

-подготовка к лекциям, лабораторным и практическим занятиям,

-реферирование статей, отдельных разделов монографий,

-изучение и конспектирование учебных пособий, хрестоматий и сборников документов с использованием библиотечной литературы, Интернета, электронных носителей,

- изучение тем и вопросов, не выносимых на лекции и семинарские занятия,

-написание докладов, рефератов на проблемные темы,

-конструирование новых лабораторных приборов и установок,

-выполнение исследовательских заданий,

-создание учебных плакатов, слайдов, графиков и других наглядных пособий по изучаемым темам.

При организации собственной самостоятельной работы роль преподавателя сводиться к выбору темы, указанию учебно-методической литературы и форм представления результатов работы для оценки.

В организации и необходимом методическом обеспечении КСР важную роль играют учебно-методические комплексы, как изданные, так и на электронных носителях.

В качестве КСР могут использоваться такие формы:

-итоговые семестровые зачеты и экзамены,

-индивидуальные беседы и консультации с преподавателями,

- проверка рефератов и письменных докладов,

-коллоквиумы,

-тестирование (в том числе компьютерное),

-письменные проверочные работы,

-промежуточные зачеты.

По курсу «Физика» КСР заключается в подготовке студентами тематических вопросов и в решении предложенных задач.

ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ

Для написания рефератов предлагаются следующие темы:

Механика

1. Движение, как форма существования материи.

2. Законы кинематики механического движения и связь между ними.

3. Действие сил в Земных условиях.

4. Механическое движение в неинерциальных системах отсчёта.

5. Трение. Польза и вред для механического движения.

6. Законы сохранения - фундаментальные законы природы.

7. Энергия – единая мера различных форм движения и взаимодействия материи.

8. Волновые процессы в природе и технике.

9. Движение тел в реальных средах.

Молекулярная физика

1. Строение вещества с точки зрения молекулярно-кинетической теории.

2. Диффузионные процессы в живой и неживой природе.

3. Теплообмен в живой и неживой природе.

4. Природа капиллярных явлений. Капиллярные явления в живой и неживой природе.

5. Законы термодинамики и их роль в рассмотрении равновесных процессов.

6. Кристалл, как форма существования материи.

7. Силы в механике и молекулярной физике.

8. Энтропия, как функция состояния системы.

Электричество и магнетизм

1. Поток вектора напряженности. Теорема Остроградского-Гаусса. Напряженность поля равномерно заряженной сферической поверхности.

2. Напряженность поля равномерно заряженной бесконечной прямолинейной нити и цилиндра.

3. Напряженность поля равномерно заряженной бесконечной плоскости. Напряженность поля между двумя равномерно заряженными бесконечными параллельными плоскостями.

4. Работа сил электрического поля. Циркуляция вектора напряженности. Потенциальность поля.

5. Электрическое смещение. Поток смещения. Теорема Гаусса для электрического поля в диэлектрике.

6. Потенциал поля равномерно заряженной сферической поверхности, объемно заряженного шара, бесконечного цилиндра и бесконечной прямой нити.

7. Потенциал поля равномерно заряженной плоскости.

8. Классификация диэлектриков. Явление поляризации диэлектриков. Вектор поляризации. Поляризованность – количественная мера поляризации диэлектрика. Диэлектрическая восприимчивость.

9. Электрическое поле в диэлектрике. Диэлектрическая проницаемость. Электрический диполь во внешнем электростатическом поле. Изотропные и анизотропные диэлектрики. Сегнетоэлектрики.

10. Проводники. Явление электростатической индукции. Распределение избыточного заряда в заряженном проводнике. Экраны. Заземление.

11. Закон Ома для однородного и неоднородного участков электрической цепи. Закон Ома для полной цепи. Закон Ома в дифференциальной и интегральной формах.

12. Ток проводимости в металлах. Основы классической электронной теории электропроводимости металлов.

13. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной и интегральной формах. Закон Видемана-Франца.

14. Электрический ток в электролитах. Электропроводность электролитов. Электролитическая диссоциация. Электролиз. Законы Фарадея для электролиза. Модель Дебая и Хюккеля.

15. Электрический ток в газах. Электропроводность газов. Ионизация молекул газов. Несамостоятельный газовый разряд. Ударная ионизация газов. Самостоятельный газовый разряд и его типы. Газоразрядная плазма.

16. Электронная эмиссия. Работа выхода электрона из металла. Электрический ток в вакууме. Вольтамперная характеристика вакуумного диода. Формула Богуславского-Ленгмюра и Ричардсона-Дешмена.

17. Закон Био-Савара-Лапласа. Напряженность магнитного поля. Магнитное поле прямолинейного проводника с током. Магнитное поле кругового проводника с током (магнитного диполя). Магнитные поля соленоида и тороида. Взаимодействие параллельных токов. Единицы силы тока – ампер.

18. Действие электрического и магнитного полей на движущийся заряд: сила Лоренца. Эффект Холла.

19. Ускорители заряженных частиц. Магнетрон. Масс-спектроскопия. Магнитный диполь в магнитном поле. Момент сил, действующих на контур. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.

20. Закон полного тока и его применение. Теорема Гаусса для магнитного поля.

21. Величины, характеризующие магнитное поле веществе: вектор намагниченности, магнитная восприимчивость, магнитная проницаемость.

22. Типы магнетиков: диа- и пара- магнетики. Соотношение между появлениями диа- и пара-магнитных свойств вещества.

23. Ферромагнетизм. Точка Кюри. Магнитный гистерезис. Применения ферромагнетиков.

24. Квантовая природа ферромагнетизма. Механизм намаг-ничивания ферромагнетика.

25. Явление электромагнитной индукции: эдс индукции. Правило Ленца. Основной закон электромагнитной индукции (закон Фарадея-Ленца.)

26. Явление самоиндукции. Индуктивность. Единица индуктив-ности. Явление взаимной индукции. Взаимная индуктивность (коэффициент взаимной индукции). Токи при включении и отключении источника.

27. Энергия магнитного и электромагнитного полей: энергия магнитного поля. Энергия соленоида с током. Объемная плотность энергии. Энергия электромагнитного поля.

28. Электрический колебательный контур. Свободные колебания в электрическом контуре.

29. Затухающие электромагнитные колебания. Логарифмичес-кий декремент затухания. Волновое сопротивление.

30. Вынужденные электромагнитные колебания в колебательных контурах.

31. Переменный электрический ток. Характеристики перемен-ного тока. Мощность тока.

32. Токи Фуко. Скин-эффект. Принцип работы электроизмери-тельных приборов.

33. Сдвиг фаз между током и напряжением. Резонанс напряжений. Закон Ома для цепи переменного тока.

34. «Полуширина» резонансной кривой. Добротность контура.

35. Вибратор Герца. Излучение электромагнитных волн. Скорость электромагнитной волны. Излучение Черенкова.

36. Волновое уравнение для электромагнитной волны. Объемная плотность энергии электромагнитного поля. Поток энергии. Вектор Пойнтинга.

37. Шкала электромагнитных волн. Радиочастотный и оптический диапазон электромагнитных волн.

Ядерная физика

1. Развитие взглядов на строение вещества. Опыт Резерфорда по рассеянию α - частиц.

2. Линейчатый спектр атома водорода: серии Лаймана, Бальмера, Пашена и др.

3. Модель водородоподобного атома по Бору. Постулаты Бора. Уровни энергии в атоме. Линейчатые спектры.

4. Рентгеновское излучение: тормозное и характеристическое. Закон Мозли.

5. Эффекты Зеемана и Штарка.

6. Спонтанное и вынужденное излучение.

7. Оптические и квантовые генераторы (лазеры) и их применение

8. Виды химических связей в молекулах: ионная и ковалентная. Молекулярный ион . Молекула водорода Н₂.

Многоатомные молекулы.

9. Люминесценция и ее виды. Закон Стокса. Закон Вавилова. Применения люминесценции.

10. Что изучает ядерная физика? Основные характеристики атомного ядра.

11. Открытие радиоактивности. Естественная радиоактивность. Виды радиоактивного излучения.

12. Типы радиоактивного распада.

13. Ядерные реакции и законы сохранения.

14. Искусственная радиоактивность.

15. Реакция деления. Цепная реакция.

16. Ядерные реакторы.

17. Атомная энергетика.

 

5. Задачи для выполнения контрольной самостоятельной работы.

«Механика»

1.1 Первую половину пути автомобиль проехал со средней скоростью км/ч, а вторую – со средней скоростью км/ч. Определить среднюю скорость автомобиля на всем пути.

1.2 Катер прошел первую половину пути со средней скоростью в 2 раза большей, чем вторую. Средняя скорость на всем пути составила км/ч. Каковы скорости катера на первой и второй половинах пути?

1.3 Тело движется вдоль оси Х так, что зависимость координаты от времени задана уравнением: . Найти среднюю скорость тела и ускорение за промежуток времени 1 − 4 с, если А = 6 м, В = − 3 м/с и С = 2 м/с².

1.4 Скорость тела выражается формулой: , где А = 2, 5 м/с, В = 0, 2 м/с². Найти перемещение тела через 20 с от начала движения. Указать начальную скорость и ускорение тела.

1.5 С каким ускорением движется тело, если за восьмую секунду после начала движения оно прошло путь S = 30 м? Найти путь за 15-ю секунду.

1.6 Точка движется по окружности радиуса м согласно уравнению: , где м/с³. В какой момент времени t нормальное ускорение точки будет равно тангенциальному ускорению? Чему будет равно при этом полное ускорение точки?

1.7 Вал начинает вращение из состояния покоя и в первые с совершает оборотов. Считая вращение вала равноускоренным, определить угловое ускорение.

1.8 С какой силой давит человек массой 70 кг на пол лифта, движущегося с ускорением 0, 8 м/с²: 1) вверх; 2) вниз?

1.9 Какова начальная скорость шайбы, пущенной по поверхности льда, если она остановилась через 40 с? Коэффициент трения шайбы о лед .

1.10 По выпуклому мосту, радиус кривизны которого м, со скоростью км/ч движется автомобиль массой т. Определить в какой точке сила давления автомобиля на мост равна кН.

1.11 По выпуклому мосту, радиус кривизны которого м, со скоростью км/ч движется автомобиль массой т. Определить в какой точке сила давления автомобиля на мост равна кН.

1.12 Человек массой 60 кг, стоящий на льду, ловит мяч массой 0, 5 кг, летящий со скоростью 20 м/с. На какое расстояние сместится человек, если коэффициент трения обуви о лед равен 0, 05?

1.13 Шар массой г движется перпендикулярно стене со скоростью м/с и отскакивает от нее со скоростью м/с. Определить силу взаимодействия шара со стеной, если время взаимодействия с.

1.14 Тело массой кг падает с некоторой высоты на плиту массой кг, укрепленную на пружине с жесткостью кН/м. Определить, на какую длину сожмется пружина, если в момент удара скорость груза м/с. Удар считать неупругим.

1.15 Моторы электровоза при движении его со скоростью км/ч потребляют мощность кВт. Коэффициент полезного действия силовой установки электровоза . Определить силу тяги моторов.

1.16 Пружина жесткостью кН/м и массой г падает на Землю с высоты м. На сколько сожмется пружина, если при ударе ее ось остается вертикальной?

1.17 Написать уравнение колебательного движения материальной точки, совершающей колебание с амплитудой 5 см, периодом 2 с и начальной фазой 45°.

1.18 Составить уравнение плоской волны, распространя-ющейся в среде, точки которой колеблются с частотой кГц. Длина волны, соответствующая данной частоте, равна см. Максимальные смещения точек среды от положения равновесия в раз меньше длины волны.

1.19 Объем выступающей части айсберга над поверхностью воды равен 200 м³. Найти объем самого айсберга и его массу.

1.20 Какова скорость истечения жидкости из отверстия в стенке сосуда, если высота уровня жидкости над отверстием 4, 9 м?

«Молекулярная физика»

2.1 Вычислить концентрацию молекул газа при нормальных условиях.

2.2 Вычислить среднюю квадратичную скорость атомов гелия при температуре 27º С.

2.3 Определить концентрацию молекул идеального газа при нормальном давлении и температуре t = 23º C. Сколько таких молекул будет содержаться в колбе емкостью V = 200 мл.

2.4 Определить среднюю квадратичную скорость < > молекулы газа, заключенного в сосуд вместимостью 2 лпод давлением 200 кПа. Масса газа m = 0, 3 г.

2.5 Во сколько раз увеличится объем воздушного шара, если его внести с улицы в теплое помещение. Температура на улице –3º С, в помещении +27º С.

2.6 Объем некоторой массы газа при нагревании на 10 К при постоянном давлении увеличился на n = 3% от своего первоначального объема. Определить начальную температуру газа.

2.7 В закрытом сосуде находится воздух и капля воды массой 1 г. Объем сосуда 75 л, давление в нем 12 кПа и температура 290 К. Каким будет давление в сосуде, когда капля воды испарится?

2.8 Водород находится под давлением 20 мкПа и имеет температуру 300 К. Определить среднюю длину свободного пробега молекулы такого газа.

2.9 Определить наиболее вероятную скорость моле­кул газа, плотность которого при давлении 40 кПа состав­ляет 0, 35 кг/м³.

2.10 При нормальных условиях длина свободного пробега молекулы водорода равна 0, 16 мкм. Определить диаметр молекулы водорода.

2.11 Определить коэффициент теплопроводности азо­та, находящегося в некотором объеме при температуре 280 К. Эффективный диаметр молекул азота принять рав­ным 0, 38 нм.

2.12 Определить градиент плотности углекислого газа в почве, если через площадь м² ее поверхности за время с в атмосферу прошел газ массой кг. Коэффициент диффузии см²/с.

2.13 Найти среднюю длину свободного пробега молекул гелия при давлении 101, 3 кПа и температуре 273 К, если вязкость гелия 13 мкПа·с.

2.14 С какой скоростью должна лететь свинцовая пуля, чтобы при ударе о препятствие она расплавилась? Первоначальная температура пули равна 27º С. Считать, что вся выделившаяся теплота сообщается пуле.

2.15 При изотермическом расширении азота при тем­пературе 280 К объем его увеличился в два раза. Определить: 1) совершенную при расширении газа рабо­ту А; 2) изменение внутренней энергии; 3) количество теплоты, полученное газом. Масса азота m = 0, 2 кг.

2.16 Азот массой 0, l кг был изобарно нагрет от температуры 200 К до температуры 400 К. Опре­делить работу А, совершенную газом, полученную им теплоту Q и изменение внутренней энергии азота.

2.17 Как изменится энтропия при изотермическом расширении 0, 1 кг кислорода, если при этом объем его изменится от

2, 5 до 10 л?

2.18 Найти изменение энтропии при изобарном сжатии массы 8, 0 г гелия от объема 25 л до объема 10 л.

2.19 Из вертикальной трубки внутренним радиусом мм вытекают капли воды. Найти радиус капли в момент отрыва. Каплю считать сферической. Диаметр шейки капли в момент отрыва считать равным внутреннему диаметру трубки. Плотность г/см³, поверхностное натяжение Н/м.

2.20 Какую работу против сил поверхностного натяжения надо совершить, чтобы разбить сферическую каплю ртути радиусом 3 мм на две одинаковые капли? Поверхностное натяжение ртути принять равным 0, 5 Н/м.

2.21 Глицерин поднялся в капиллярной трубке диаметром канала 1 мм на высоту 20 мм. Определить коэффициент поверхностного натяжения глицерина. Считать смачивание полным.

«Электростатика» и «Постоянный электрический ток»

3.1 Три одинаковых заряда по нКл помещены в вершины равностороннего треугольника со стороной см. Какая сила действует на каждый из этих зарядов?

3.2 Два заряда находятся в вакууме на расстоянии см друг от друга и взаимодействуют с такой же силой, как в воде на расстоянии см. Определить диэлектрическую проницаемость воды.

3.3 Два шарика весом 25 Н каждый подвешены на тонких шёлковых нитях длиной 5 м так, что они соприкасаются друг с другом. Шарикам сообщают одноимённые заряды по 40 нКл. Определить расстояние между центрами шариков, на которое они разойдутся после зарядки.

3.4 Пылинка массой 150 мкг, имеющая электрический заряд 40 нКл, влетела в электрическое поле в направлении силовых линий. После прохождения разности потенциалов 250 В пылинка имела скорость 10 м/с. Определить скорость пылинки до того как она влетела в поле.

3.5 Пространство между пластинами плоского кон­денсатора заполнено двумя слоями диэлектрика: стекла толщиной d₁ = 0, 2 см и слоем парафина толщиной d₂ = 0, 3 см. Разность потенциалов между обкладками U = 300 В. Определить напряженность Е поля и падение потенциала в каждом из слоев.

3.6 Обкладки плоского конденсатора, разделённые пластинкой эбонита толщиной 2 мм, взаимодействуют с силой 100 мН. Найти заряд на обкладках конденсатора, если разность потенциалов между ними составляет 500 В.

3.7 К батарее с ЭДС = 300 В включены два плоских конденсатора емкостями С₁= 2 пФ и С₂= 3 пФ. Определить заряд Q и напряжение U на пластинках конденсаторов при последовательном и параллельном соединени­ях.

3.8 Длинная прямая тонкая проволока несет равно­мерно

распределенный заряд. Вычислить линейную плот­ность заряда, если напряженность поля на расстоянии r = 0, 5 м от проволоки против ее середины E = 2 В /см.

3.9 Заряд равномерно распределен по бесконечной плоскости с поверхностной плотностью = 10 нКл/м². Определить разность потенциалов двух точек поля, одна из которых на плоскости, а другая удалена от нее на расстояние a = 10 см.

3.10 ЭДС батареи = 80 В, внутреннее сопротивле­ние r = 5 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность Р = 100 Вт. Определить силу тока I в цепи, напряжение U, под которым находится внешняя цепь, и ее сопротив­ление R.

3.11 Аккумулятор с 12 В заряжается от сети постоянного тока с напряжением15 В. Определить напряжение на клеммах аккумулятора, если его внутрен­нее сопротивление r = 10 Ом.

3.12 Нихромовая спираль нагревательного прибора должна иметь сопротивление 30 Ом при температуре накала 900º С. Сколько метров проволоки надо взять для изготовления спирали, если площадь поперечного сечения проволоки S = 0, 3 мм²?

3.13 Определить силу тока в цепи, состоящей из двух элементов с ЭДС = l, 6 В и = 1, 2 В и внутренними сопротивлениями r₁= 0, 6 Ом и r₂ = 0, 4 Ом, соединенных одноименными полюсами.

3.14 Внешняя цепь источника тока потребляет мощ­ность Р = 0, 75 Вт. Определить силу тока в цепи, если ЭДС источника тока = 2В и внутреннее сопротивление r = 1 Ом.

3.15 К батарейке с ЭДС 4, 5 В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключили резистор сопротивлением 8 Ом. Какой силы ток течет в цепи? Чему равно напряжение на внешнем сопротивлении?

3.16 При подключении к источнику тока с ЭДС 15 В сопротивления 15 Ом КПД источника 75%. Какую максимальную мощность во внешней цепи может выделять данный источник?

3.17 ЭДС батареи 12 В. При силе тока I = 4 А. КПД батареи = 0, 6. Определить внутреннее сопротив­ление r батареи.

3.18 Сила тока в проводнике сопротивлением10 Ом за время t = 50 с равномерно нарастает от I₁ = 5 А до I₂= 10 А. Определить количество теплоты, выделившееся за это время в проводнике.

3.19 По проводу течет ток силой . Найти массу электронов, проходящих через поперечное сечение этого провода за время ч.

3.20 Определить разность потенциалов между точками, отстоящими от заряда 4 нКл на расстояниях 16 см и 20 см.

 

«Электромагнетизм»

4.1 Два длинных прямых параллельных проводника, по которым текут в противоположных направлениях токи А и А, находятся на расстоянии см. Найти индукцию магнитного поля в точке, расположенной между проводниками на расстоянии см от первого из них.

4.2 Индукция В магнитного поля в центре проволочного кольца радиусом см, по которому течет ток, равна

4 мкТл. Найти разность потенциалов на концах кольца, если его сопротивление Ом.

4.3 Соленоид, по которому течет ток А, имеет витков. Найти длину соленоида, если индукция его магнитного поля мТл.

4.4 Рамка с током I = 5 А содержит N = 20 витков тон­кого провода. Определить магнитный момент р_т рамки с током, если ее площадь S = 10 см².

4.5 Проводник длиной см с током силой А расположен под углом ° к однородному магнитному полю с индукцией Тл. Найти работу, которая была совершена при перемещении проводника на расстояние 25 см перпендикулярно магнитному полю.

4.6 Протон описал окружность радиуса см в однородном магнитном поле с индукцией мТл. Определить скорость протона.

4.7 Кольцо из проволоки сопротивлением R = 1 мОм находится в однородном магнитном поле (B = 0, 4 Тл). Плоскость кольца составляет с линиями индукции угол = 90°. Определить заряд Q, который протечет по коль­цу, если его выдернуть из поля. Площадь кольца S = 10 см².

4. 8 Магнитный поток через соленоид, содержащий витков провода, равномерно убывает со скоростью ом режиме? мВб/с. Определить ЭДС индукции в соленоиде.

4.9 Определить ЭДС индукции в проводнике длиной см, движущемся в однородном магнитном поле с индукцией мТл со скоростью м/с под углом 30° к вектору магнитной индукции.

4.10 Электрон прошел ускоряющую разность потен­циалов U = 800 В и, влетев в однородное магнитное поле B = 47 мTл, стал двигаться по винтовой линии с шагом h = 6 см. Определить радиус R винтовой линии.

4.11 Ион, попав в магнитное поле (В = 0, 01 Тл), стал двигаться по окружности. Определить кинетическую энергию W_Киона, если магнитный момент р_m экви­валентного кругового тока равен 1, 6∙ 10^-14 А∙ м².

4.12 Определить энергию магнитного поля соленоида, в котором при силе тока А возникает магнитный поток

Ф = 0, 5 Вб.

4.13 Магнитный поток Ф, пронизывающий замкнутый контур, возрастает с 10^-2 до 6 ^. 10^-2 Вб за промежуток времени с. Определить среднее значение ЭДС индукции, возникающей в контуре.

4.14 В катушке при изменении силы тока от до А за время с возникает ЭДС самоиндукции В. Определить индуктивность катушки.

4.15 Определить магнитный поток Ф, пронизывающий соленоид, если его длина l = 50 см и магнитный момент р_m = 0, 4 Ам².

4.16 Рамка, содержащая N = 200 витков тонкого провода, может свободно вращаться относительно оси, лежащей в плоскости рамки. Площадь рамки S = 50 см². Ось рамки перпендикулярна линиям индукции однородного магнитного поля

(В = 0, 05 Тл). Определить максимальную ЭДС, которая индуцируется в рамке при ее вращении с частотой п = 40с^-1.

4.17 На картонный каркас длиной l = 0, 8 м и диамет­ром

D = 4 см намотан в один слой провод диаметром d =0, 25 мм так, что витки плотно прилегают друг к другу. Вычислить индуктивность L получившегося соле­ноида.

4.18 В электрической цепи, содержащей резистор сопротивлением R = 20 Ом и катушку индуктивностью L = 0, 06 Гн, течет ток I = 20 А. Определить силу тока I в цепи через = 0, 2 мс после ее размыкания.

 

123Следующая ⇒

Поделиться: