- •І Физические основы электротехники Предисловие
- •Тема 1. Изучение физических явлений
- •Физическое явление
- •1.1.1 Описание физического явления
- •1.1.2 Физические величины, описывающие явление
- •1.1.3 Физический закон
- •1.1.4 Математическая запись закона
- •1.1.5 Применение физического явления и закона в технике
- •Пример расчета нагревания воды.
- •Описание физического явления,
- •1.2 Характеристика физической величины
- •1.3 Контролирующе-обучающая программа изучения явления механического движения физического тела. Описание явления механического движения
- •Физические величины и понятия, описывающие явление механического движения Система координат
- •Система отсчета
- •Траектория
- •Материальная точка
- •Перемещение
- •Скорость
- •Решение
- •1.4 Комплексное квалификационное задание по теме «Изучение физических явлений» Условие
- •Задание
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание
- •Тема 2 Явление электризации тел
- •2.1 Описание физического явления электризации тел.
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание.
- •Тема 3 Явление взаимодействия заряженных тел
- •3.1 Описание физического явления взаимодействия заряженных тел.
- •3.4 Математическая запись закона взаимодействия заряженных тел:
- •3.5 Применение явления взаимодействия заряженных тел
- •3.6 Комплексное квалификационное задание по теме «Явление взаимодействия заряженных тел» Условие
- •Задание
- •Варианты.
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание.
- •4 Явление электрического тока.
- •4.1 Описание явления электрического тока. Дискретность электрического заряда. Электрон
- •Пример 4.1 Тело заряжено отрицательно и заряд его составляет 6,410–10 Кл. Сколько электронов приобрело тело?
- •Строение атомов
- •Заряжение тел и строение атомов
- •Что такое электрический ток?
- •Источники электрического тока
- •Электрическая цепь
- •Действия электрического тока
- •Электрический ток в металлах. Направление тока.
- •4.2 Физические величины, описывающие явление электрического тока. Сила электрического тока.
- •Пример 4.2 Через поперечное сечение проводника за 5 минут проходит заряд величиной 600 Кл. Определить силу электрического тока.
- •Электрическое напряжение
- •Электрическое сопротивление.
- •Пример 4.6 Медный проводник имеет длину 1000 м, площадь поперечного сечения проводника равна 3,42 мм2. Определить сопротивление проводника.
- •4.3 Закон электрического тока
- •4.4 Математическая запись закона электрического тока.
- •4.5 Применение явления электрического тока в электротехнике Реостаты
- •Последовательное соединение проводников
- •Параллельное соединение проводников
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание
- •Тема 5 Явление теплового действия электрического тока
- •5.1 Описание явления теплового действия электрического тока
- •5.2 Физические величины, описывающие явление теплового действия электрического тока
- •Работа электрического тока
- •Мощность электрического тока
- •Количество теплоты
- •Сила электрического тока
- •Сопротивление.
- •5.3 Закон теплового действия электрического тока
- •5.4 Математическая запись закона теплового действия электрического тока
- •5.5 Применение явления теплового действия электрического тока в электротехнике
- •Задание логически-понятийного характера 1
- •Задание логически-понятийного характера 2
- •Комплексная задача
- •Алгоритм решения задачи
- •Варианты.
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание
- •Т ема 6 Явление электромагнетизма
- •6.1 Описание явления электромагнетизма
- •6.2 Физические величины, описывающие явление электромагнетизма
- •Сила электрического тока
- •Вращающий момент рамки с током
- •Площадь рамки с током
- •Магнитная индукция
- •Магнитный поток однородного магнитного поля
- •Индуктивность катушки
- •6.3 Закон электромагнетизма
- •Математическая запись закона электромагнетизма
- •Применение явления электромагнетизма в технике
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание
- •Тема 7 Явление электромагнитной индукции в движущемся проводнике
- •7.1 Описание явления электромагнитной индукции в движущемся проводнике
- •7.2 Физические величины, описывающие явление электромагнитной индукции в движущемся проводнике
- •Электродвижущая сила индукции
- •Магнитная индукция
- •Линейная скорость движения проводника
- •7.3 Закон электромагнитной индукции в движущемся проводнике
- •7.4 Математическая запись закона электромагнитной индукции в движущемся проводнике
- •7.5 Применение явления электромагнитной индукции в движущемся проводнике Творческое конструкторско-экспериментальное задание
- •Тема 8 Явление электромагнитной индукции в проводящем контуре
- •8.1 Описание явления электромагнитной индукции в проводящем контуре.
- •8.2 Физические величины, описывающие явление электромагнитной индукции в проводящем контуре
- •Электродвижущая сила индукции
- •Магнитная индукция
- •Магнитный поток
- •8.3 Закон электромагнитной индукции.
- •8.4 Математическая запись закона.
- •8. 5 Применение явления электромагнитной индукции в технике.
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание
- •Тема 9 Явление электромагнитной силы
- •9.1 Описание явления электромагнитной силы
- •9.2 Физические величины, описывающие явление электромагнитной силы
- •Сила электрического тока
- •Магнитная индукция
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание
1.4 Комплексное квалификационное задание по теме «Изучение физических явлений» Условие
В емкость с водой, температура которой поддерживается постоянной и равна to2, поместили металлическую болванку массой m при начальной температуре to1. В результате теплообмена металлическая болванка начала нагреваться.
Задание
Опишите физическую суть явления нагревания физического тела путем теплообмена, исходя из молекулярно-кинетической теории.
Дайте характеристику физическим величинам, введенным для описания явления нагревания физического тела: теплоте, удельной теплоемкости вещества физического тела, массе физического тела, температуре физического тела.
Сформулируйте закон нагревания физического тела, устанавливающий связь между физическими величинами, введенными для описания явления нагревания физического тела.
Выполните математическую запись закона нагревания физического тела, расшифровав все физические величины и их единицы.
Получите единицу теплоты из математической записи закона нагревания твердого тела.
Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагревания металлической болванки до температуры to2, выбрав свой вариант исходных данных из таблицы 1в.
Таблица 1в
Номер варианта |
Материал металлической болванки |
m, кг |
to1 |
to2 |
1 |
алюминий |
100 |
20 |
90 |
2 |
медь |
200 |
15 |
90 |
3 |
сталь |
300 |
10 |
90 |
4 |
чугун |
400 |
25 |
90 |
5 |
алюминий |
400 |
25 |
90 |
6 |
медь |
300 |
10 |
90 |
7 |
сталь |
200 |
15 |
90 |
8 |
чугун |
100 |
20 |
90 |
9 |
алюминий |
50 |
15 |
90 |
10 |
медь |
150 |
30 |
90 |
11 |
сталь |
250 |
20 |
90 |
12 |
чугун |
350 |
50 |
90 |
13 |
алюминий |
450 |
60 |
90 |
Творческое конструкторско-экспериментальное задание
Спроектировать и изготовить устройство для демонстрации явления нагревания физического тела путем теплопередачи и исследования процесса нагрева холодного тела. Предлагается в качестве варианта выполнения задания использовать две цилиндрические коаксиальные емкости примерно одинаковой высоты, ртутный термометр, горячую и холодную воду.
Исследовать процесс нагрева холодного физического тела, данные занести в таблицу 1.
Таблица1
-
t, c
0
60
120
180
240
300
360
420
480
t°1, °С
60
t°2, °С
25
Построить график нагрева холодного тела.
Определить количество теплоты, полученное холодным телом от горячего.