3. Самостійне розв’язування задач студентами
3.1. Якісні задачі
1. Який провідник представляє більший опір для постійного струму – мідний суцільний стрижень чи мідна трубка, яка має зовнішній діаметр, який дорівнює діаметру стрижня? Довжину обох провідників вважати однаковою.
2. Чому значно небезпечніше торкатися до електричних дротів мокрими руками, ніж сухими?
3. Чому при заземленні пластини потрібно закопувати у вологий шар ґрунту (закопування, наприклад, у сухий пісок, недостатнє)?
4. Чому дроти освітлювальної системи обов’язково мають гумову оболонку, а дроти, призначені для сухих приміщень, крім цього, просмолені ззовні?
5. З якою метою на вибухонебезпечному виробництві приводяться ремені обробляються антистатичної (провідної) пастою, шківи заземляються?
3.2. Розрахункові задачі.
1. Два заряди взаємодіють у воді з силою 3•10-4 Н. З якою силою вони будуть взаємодіяти у плексигласі? (Діелектрична проникність води 81, діелектрична проникність плексигласу 3,3)
2. Пилинка масою 10-8 г знаходиться між горизонтальними пластинами, к яким приложена напруга 5кВ. Відстань між пластинами 5 см. Який заряд пилинки, якщо вона висить у повітрі?
3. Площа пластин слюдяного конденсатору 15 см2, а відстань між пластинами 0,02 см. Яка ємність конденсатора?
3.3. Самостійна робота студентів.
1 варіант
1. Конденсатор складений з двох стрічок алюмінієвої фольги. Довжина кожної стрічки 125 см , ширина 2 см. Діелектрик - парафінований папір товщиною 0,27 мм. Визначте ємність конденсатора.
2. Швидкість електрона в точці однорідного електричного поля з потенціалом 660 В дорівнює 10мм / с і спрямована уздовж силової лінії . Визначте потенціал тієї точки поля , в якій електрон зупиниться.
2 варіант
1. Напруженість електростатичного поля точкового заряду на відстані 1 м дорівнює 32 Н/Кл. Визначте напруженість поля на відстані 8 см від цього заряду.
2. Визначте різницю потенціалів між двома точками електростатичного поля , якщо при русі електрона від однієї точки до іншої його швидкість збільшується з 1мм/с до 3мм/с ?
4. Підведення підсумків Питання для самоперевірки:
1. Взаємодію яких зарядів описує закон Кулона?
2. Який заряд ми називаємо точковим?
3. Яке фізичне тлумачення напруженості електростатичного поля? Як її обчислити?
4. Яке фізичне тлумачення потенціалу електростатичного поля і різниці потенціалів? Як обчислити потенціал поля заданого розподілу електричних зарядів?
5. Що таке конденсатор?
6. Яку величину називають електроємністю конденсатора?
Література:
1. Гончаренко С.У. Фізика: Пробний навчальний посібник для шкіл ІІІ ступеня, гімназії і класів гуманітарного профілю. 10 кл.- К.: Освіта, 1995, с. 259-283.
Практичне заняття № 6
Тема: Магнітне поле
Мета: визначати магнітну індукцію та сили з якими магнітне поле діє на заряди й струми, простежити зв’язок між електричними і магнітним полем, визначити напрямок вектора індукції в різних випадках; застосовувати закон Ампера і Лоренца, визначити характеристики і закони магнітного кола.
План
1. Короткі теоретичні відомості.
2. Алгоритм розв’язування задач. Приклади задач.
3. Самостійне розв’язування задач студентами.
4. Підведення підсумків.
1. Короткі теоретичні відомості
Сила Ампера. Сила, з якою магнітне поле діє на елемент провідника l зі струмом I,
.
Сила Лоренца. Сила, з якою магнітне поле діє на точковий заряд q, що рухається зі швидкістю v,
.
Елементарний магнітний потік через поверхню S
;
[Ф]
= Вб.
2. Алгоритм розв’язування задач. Приклади задач
2.1. Завдання про силову дію магнітного поля на провідники зі струмом
1. Зрозуміти запропоновану задачу (побачити фізичну модель).
2. Аналіз (побудувати математичну модель явища):
1. Зробити схематичне креслення, на якому вказати контур із струмом і напрям силових ліній поля. Відзначити кути між напрямком поля і окремими елементами контуру.
2. Використовуючи правило лівої руки, визначити напрямок сил поля (сила Ампера), що діють на кожен елемент контуру, і проставити вектори цих сил на кресленні.
3. Вказати всі інші сили, що діють на контур.
4. Виходячи з фізичної природи сил, висловити сили через величини, від яких вони залежать.
3. Вирішити отриману систему рівнянь щодо невідомої величини.
4. Рішення перевірити і оцінити критично.