2 сем экзамен / Порядок проведения экзамена в дистанционной форме
.pdfФизика. Электричество и магнетизм. Волновая оптика
Об экзамене в студенческих группах:
РТ-11, РТ-12, РТ-13, ИКТ-11, ИКТ-12, ИКТ-13, ИБ-11, ПМ-11
Регламент экзамена
1.К экзамену допускаются студенты, выполнившие учебный план: 1) сданы 7 лабораторных работ, 2) сумма баллов за контрольные работы 1-1, 1-2 и 1-3 не менее 4, 3) сумма баллов за контрольные работы 2-1, 2-2, 2-3 и 2-4 не менее 4.
2.Накануне экзамена до 18:00 староста студенческой группы высылает лектору потока на адрес igor.natanovich@mail.ru список студентов, которые по разным причинам не могут сдавать экзамен в установленный расписанием день, а также список студентов, которые будут сдавать тест базового уровня сложности (см. далее). Ответным письмом лектор потока высылает старосте группы индивидуальные ссылки на видеоконференции.
3.В день экзамена до 9:00 студенты в системе ОРИОКС проходят регистрацию на экзамен.
4.В 9:00 студенты по полученным ссылкам заходят на видеоконференции, предъявляют экзаменатору зачетные книжки, проверяют адио- и видеосвязь. В случае возникновения неустранимых технических помех, прекращения работы камеры и/ или микрофона у студента, сдача экзамена переносится на срок, установленный для пересдачи экзамена.
5.Через 5 минут после начала экзамена экзаменатор сообщает студентам пароль доступа
кэкзаменационным тестам. Экзаменационные тесты открываются на странице курса в
MOODLE.
6.Студент может выбрать экзаменационный тест базового или повышенного уровня сложности. Выбор нужно сделать накануне экзамена.
Для получения экзаменационных оценок «хорошо» или «отлично» необходимо успешно выполнить тест повышенного уровня сложности. Этот тест содержит 10 вопросов. Каждый правильный и аргументированный ответ оценивается в 2 балла. На выполнение теста отводится 40 минут. Если студент дал менее 5 правильных ответов, за тест ставится 0 баллов и студент не допускается к ответу на теоретический вопрос и к решению задачи. Минимальная положительная оценка за тест повышенного уровня сложности 10 баллов.
Экзаменационный тест базового уровня сложности содержит 10 заданий, контролирующих знание основных законов, определений, закономерностей и формул. Каждый правильный и аргументированный ответ оценивается в 2 балла. На выполнение теста отводится 30 минут. Если студент дал менее 7 правильных ответов, за тест ставится 0 баллов. Минимальная положительная оценка за тест базового уровня сложности 14 баллов.
7.Окончательную оценку за тест студент получает после собеседования с преподавателем, в ходе которого студент должен привести аргументацию выбранных ответов, продемонстрировать знание физических законов и умение их использовать при решении конкретных задач.
1
8.Экзаменационный тест и его обсуждение с преподавателем – обязательное мероприятие. Если студент в течение семестра набрал более 50 баллов, но за экзаменационный тест получил меньше 10 баллов, то с ним будет проводится собеседование по результатам контрольных работ, оценки за которые могут быть пересмотрены.
9.При ответе на теоретический вопрос билета студент демонстрирует преподавателю экран своего компьютера или планшета с предварительно подготовленной презентацией и отвечает на вопросы преподавателя. Минимальная оценка за ответ 5 баллов, максимальная 10. Номер экзаменационного билета студент получает при выполнении теста.
10.Студенты, успешно ответившие на теоретический вопрос билета, получают пароль доступа к банку экзаменационных задач. Задача решается в течение 15 минут, минимальная оценка 5 баллов, максимальная 10. Задача считается решеной если получен правильный численный ответ и даны правильные и исчерпывающие объяснения хода решения задачи. Оценка 5 ставится, если правильный численный ответ получен со второй попытки и даны правильные объяснения хода решения задачи.
11.Знания на экзамене оцениваются на основе теста и экзаменационного билета, включающего теоретический вопрос и задачу. Максимальная сумма накопительных баллов за экзамен составляет 40 баллов: 20 – тест, 10 - теоретический вопрос, 10 – задача.
12.Итоговая оценка студенту по предмету за семестр по 5-ти балльной шкале выставляется на основе суммы баллов, накопленных в семестре и на экзамене в соответствии со следующей шкалой:
86-100 баллов – отлично; 70-85 баллов – хорошо; 5069 баллов – удовлетворительно; менее 50 баллов – неудовлетворительно.
13.Экзаменатор сообщает оценку студенту. С разрешения экзаменатора студент выходит из видеоконференции.
Оподготовке к экзамену
1.При подготовке к экзамену будут полезны лекционные материалы, приведенные на странице MOODLE Курс: Институт ФПМ - Физика. Электричество и магнетизм. Волновая оптика (общий, #275895) (miet.ru)), а также учебно-методические материалы в файлах «Сборник вопросов с ответами и комментариями»», «Вопросы из задачника», «Тестовые вопросы по оптике» на странице http://gorbatyi.ru/mp-12.aspx.
2.Вопросы экзаменационного теста повышенного уровня сложности близки к опубликованным вопросам, но во многих случаях буквально не повторяют их. Поэтому следует не просто механически запоминать правильные ответы, а уяснять физическую аргументацию их получения.
3.Экзаменационные задачи близки по тематике и уровню сложности к задачам, которые приведены в документе «Задачи к экзамену» на странице курса в MOODLE. Решения многих задач приведены в разделе «Методические материалы» http://gorbatyi.ru/mp-12.aspx.
Лектор |
И.Н. Горбатый 18 июня 2021 г. |
2
Пример экзаменационного теста базового уровня сложности
При тестировании в MOODLE студент вводит ответ в соответствующее поле.
Окончательная оценка за тест ставится после беседы с преподавателем.
Обсуждаются только те тестовые вопросы, на которые даны правильные ответы.
Студент должен уметь формулировать физические законы, знать основные формулы и определения физических величин.
1.Расстояние между точеными зарядами и величину одного из зарядов увеличили в два раза. Во сколько раз уменьшится сила взаимодействия.
2.Определите модуль вектора напряженности электрического поля в точке с координатами (3 см, 4 см), потенциал которого зависит от координат x и y по закону
a(x2 y2), где a 200 В/см2 . Ответ дайте в В/см.
3. Как называется величина ql (рис.)? |
q |
l |
q |
4.Ток в цилиндрическом проводе диаметром 1 мм равен 1 А. Определите плотность тока (в А/мм2 ) .
5.Какой закон выражает формула dB 40 [dlrr3 ] ?
6.Определите величину ЭДС самоиндукции в катушке, если ток в ней за каждую секунду увеличивается на 0,1 А. Индуктивность катушки 1 Гн.
7.Конденсатор емкостью 1 мкФ подключен к источнику синусоидального напряжения частоты 100 Гц и амплитуды 10 В. Определите амплитуду тока в цепи (в амперах).
8.Величина W /(T S ) , где W - энергия, переносимая волной за период колебаний T через малую площадку площади S , ориентированную перпендикулярно направлению распространения волны, это А) интенсивность волны Б) модуль вектора Пойнтинга
В) модуль плотности потока энергии Г) среднее значение плотности потока энергии за период колебаний
9.В некоторой точке P разность фаз колебаний, возбуждаемых в этой точке двумя интерферирующими волнами равна . Условием интерференционного минимума в точке P является (m - целое число):
А) m, Б) 2 m, В) 2 m, |
Г) /2 2 m. |
10.Дифракционная решетка освещается зеленым светом. При освещении решетки красным светом картина дифракционного спектра на экране:
А) |
не изменится; Б) исчезнет; В) расширится; Г) сузится; |
Д) |
ответ зависит от периода решетки. |
3
Пример экзаменационного теста повышенного уровня сложности
11.В вершинах равностороннего треугольника расположены точечные заряды (–q), (+2q) и Q. Энергия взаимодействия этих зарядов равна нулю. Определите отноше-
ние Q/q.
12. На рисунке изображены однородно заряженное тело A и три во- |
1 |
|
A |
|||
ображаемые сферические поверхности. Считая, что заряд тела A |
2 |
3 |
||||
положителен, укажите правильное соотношение между потока- |
|
|||||
|
|
|||||
ми Ф1, Ф2, Ф3 вектора напряженности через эти поверхности. |
|
|
|
|||
А) |
Ф1 = Ф2 < Ф3, |
В) |
Ф1 > Ф2 > Ф3 , |
|
|
|
Б) |
Ф1 = Ф2 > Ф3, |
Г) |
Ф1 = Ф2 = Ф3. |
|
|
|
13.В схеме, изображенной на рисунке, ЭДС E 5 В, сопротивление r = 1 Ом, ток I1 = 3 А. Определите ток I2.
14.На каком рисунке изображен график зависимости модуля B вектора индукции магнитного поля постоянного тока, однородно распределенного по поверхности длинного прямого цилиндра круглого сечения, от расстояния r до его оси? Ток течет по поверхности цилиндра параллельно его оси.
, r 2r
I2
2 , r I1
B
B
B
B
B
0 |
r |
0 |
r |
0 |
r 0 |
r 0 |
r |
|
А) |
|
Б) |
|
В) |
Г) |
Д) |
15.В точках, лежащих на оси X, потенциал некоторого электростатического поля зависит от координаты x, как показано на рисунке. В какой точке проекция вектора напряженности на ось X максимальна по модулю?
А) |
x 0; |
В) |
x 4; |
Б) |
x 2; |
Г) |
x 5. |
0 |
1 2 3 4 5 |
x, см |
16.Если объемные плотности энергии магнитного поля в точках 1 и 2 одинаковы, причем точка 1 расположена в вакууме, а точка 2 – в одно-
родной среде с магнитной проницаемостью , то отношение B2/B1 модулей векторов индукции магнитного поля в этих точках равно:
А) |
|
|
Б) |
; |
В) |
1/ ; |
Г) |
|
|
|
|
; |
1/ |
. |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
17. В вакууме в положительном направлении оси X распространяется плоская монохроматическая электромагнитная волна с частотой . В некоторой точке в определенный момент времени вектор напряженности электрического поля равен (0, E1, 0). Вектор индукции магнитного поля в этой точке в тот же момент времени
равен: |
|
А) |
(0, E1 /c, 0), |
Б) |
(0, 0, E1 /c), |
4
В) |
(E1c, 0, 0), |
Г) |
(0,E1c, 0), |
где c – скорость света в вакууме.
18.Катушку подключили к генератору синусоидального напряжения постоянной амплитуды. С ростом частоты амплитуда тока через катушку:
А) |
увеличивается, |
Б) |
уменьшается, |
В) |
не изменяется, |
Г) |
может как увеличиваться, так и уменьшаться в зависимости от сопротив- |
|
ления и индуктивности катушки. |
19. Поставим на пути плоской световой волны интенсивности I0 непрозрачный экран с круглым отверстием радиуса r0 . Точка наблюдения М находятся на оси отвер-
стия. Когда отверстие открывает для точки наблюдения первую зону Френеля, то интенсивность I в точке М:
А) I I0 ; |
Б) I 4I0 ; |
В) I 2I0 ; |
Г) I |
2I0 |
; |
Д) I I0 /2. |
20. Дифракционная решетка освещается зеленым светом. При освещении решетки красным светом картина дифракционного спектра на экране:
А) не изменится; Б) исчезнет; В) расширится; Г) сузится; Д) ответ зависит от периода решетки.
Тест базового уровня сложности контролирует знание следующих законов, определений и формул:
1.Закон Кулона – формулировка (формула, рис.)
2.Вектор напряженности электрического поля – определение (формула)
3.Вектор напряженности электрического поля неподвижного точечного заряда (формула, рис)
4.Поток вектора через поверхность – определение (формула, рис.)
5.Теорема Гаусса – формулировка (формула, рис.)
6.Теорема Гаусса в дифференциальной форме (формула)
7.Разность потенциалов – определение (формула)
8.Потенциал – определение (формула)
9.Потенциал поля точечного заряда (формула)
10.Связь потенциала с напряженностью (формула)
11.Электрический диполь - определение, точечный диполь – определение (рис.)
12.Дипольный момент - определение (формула, рис)
13.Конденсатор. Емкость конденсатора – определение (формула, рис.)
14.Плоский конденсатор - определение. Емкость плоского конденсатора (формула)
15.Электрическая энергия заряженного конденсатора (формула)
16.Электрическая энергия заряженного проводника (формула)
17.Электрическая энергия системы заряженных проводников (формула)
18.Энергия взаимодействия точечных зарядов (формула, рис.)
19.Сила тока - определение (формула)
5
20.Плотность тока – определение (формула)
21.Закон Ома – формулировка (формула, рис.)
22.Закон Ома в локальной форме (формула)
23.Закон Джоуля-Ленца (формула)
24.Электродвижущая сила - определение (формула)
25.Закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС (формула, рис.)
26.Закон Ома для замкнутой цепи (формула, рис.)
27.Правила Кирхгофа - формулировка (формулы, рис.)
28.Сила Лоренца (формула, рис.)
29.Сила Ампера (формула, рис.)
30.Закон Био-Савара (формула, рис.)
31.Теорема Гаусса для вектора магнитной индукции - формулировка (формула)
32.Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции - формулировка (формула)
33.Теорема о циркуляции вектора B в дифференциальной форме (формула)
34.Магнитный поток (формула)
35.Закон электромагнитной индукции – формулировка, пример (формула)
36.Правило Ленца - формулировка (пример, рис.)
37.Закон электромагнитной индукции в интегральной форме (формула)
38.Закон электромагнитной индукции в дифференциальной форме (формула)
39.Индуктивность проводов - определение (формула)
40.ЭДС самоиндукции (формула)
41.Магнитная энергия токов (формула)
42.Объемная плотность энергии магнитного поля (формула)
43.Парамагнетики, диамагнетики, ферромагнетики (классификация).
44.Затухающие колебания в колебательном контуре (формула для q(t), график).
45.Затухающие колебания в колебательном контуре. Амплитуда затухающих колебаний (формула, график).
46.Эффективные значения тока и напряжения - определения (формулы)
47.Конденсатор в цепи переменного тока. Емкостное сопротивление (формула). Закон Ома для переменного тока (формула)
48.Индуктивность в цепи переменного тока. Индуктивное сопротивление (формула). Закон Ома для переменного тока (формула)
49.Последовательное соединение резистора, конденсатора и катушки (схема). Полное сопротивление (формула).
50.Последовательное соединение резистора, конденсатора и катушки (схема). Резонанс (график). Резонансная частота (формула)
51.Теорема о циркуляции вектора H с учетом тока смещения (формула)
52.Уравнения Максвелла в интегральной форме (формулы).
53.Уравнения Максвелла в дифференциальной форме (формулы)
54.Плоская электромагнитная волна (формула для Ey(x,t), рис.-«мгновенная фотография»)
55.Основные свойства электромагнитных волн. Скорость электромагнитной волны (формула)
56.Плотность потока энергии - определение (формула)
57.Вектор Пойнтинга – физический смысл, (формула)
58.Диапазон длин волн и диапазон частот видимого света (указать)
59.Явление дисперсии. Преломление белого света в призме (рис.)
6
60.Интенсивность световой волны - определение (формула)
61.Плоскополяризованный свет - определение. Плоскость поляризации – определение. Закон Малюса (формула)
62.Когерентные волны (определение)
63.Интерференция волн (определение)
64.Разность хода. Оптическая разность хода волн (формула, рис.)
65.Условие интерференционных максимумов (формула для разности фаз)
66.Условие интерференционных максимумов (формула для оптической разности хода)
67.Условие интерференционных минимумов (формула для разности фаз)
68.Условие интерференционных минимумов (формула для оптической разности хода)
69.Опыт Юнга (рис.). Ширина интерференционной полосы (формула)
70.Кольца Ньютона (рис, формулы для радиусов темных колец)
71.Кольца Ньютона (рис, формулы для радиусов светлых колец)
72.Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля (рис)
73.Дифракция Фраунгофера на щели. Угловое распределение интенсивности (рис.). Условие минимумов (формула)
74.Дифракционная решетка. Период решетки – определение (рис.)
75.Дифракционная решетка. Условие главных максимумов (формула, рис.)
76.Дифракционная решетка. Разложение белого света в спектр (рис.)
77.Дифракционная решетка. Угловая дисперсия (формула)
78.Дифракционная решетка. Разрешающая способность (формула)
79.Дифракционная решетка. Критерий Рэлея (рис)
80.Нормальная и аномальная дисперсия (рис)
81.Поглощение света. Закон Бугера (формула)
Пример экзаменационного билета
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 3
Физика. Электричество и магнетизм. Волновая оптика
1.Тест
2.Потенциальность электростатического поля.
Работа при перемещении точечного заряда в однородном электрическом поле.
Работа при перемещении точечного заряда в поле другого неподвижного точечного заряда.
Циркуляция электростатического поля E по произвольному замкнутому контуру.
Разность потенциалов. Потенциал. Потенциал поля точечного заряда. Принцип суперпозиции.
Связь потенциала с напряженностью электростатического поля.
Пример: расчет потенциала и напряженности поля на оси однородно заряженного кольца.
3.Задача.
Примеры экзаменационного теста повышенного уровня сложности: http://gorbatyi.ru/etmo-14.aspx
7
8