Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учереждение

высшего профессионального образования

«Ивановский государственный энергетический университет

имени В.И. Ленина»

Кафедра физики

Электричество

Расчётно-графическое задание III

для студентов очной и заочной форм обучения

Иваново 2005

Составители: Е.Г. РОЗИН

В.Г. КОМИН

Редактор В.Х. КОСТЮК

Приведены задачи по физике по темам «Электростатика» и «Постоянный ток». Задания предназначены для обеспечения самостоятельной работы студентов , занимающихся по системе РИТМ , и для студентов заочной формы обучения.

Утверждены цикловой методической комиссией ИФФ

Рецензент

кафедра физики ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

1. Контрольные работы должны быть представлены до экзаменационной сессии.

2. Номера задач, которые студент должен включить в свою контрольную работу, определяются по таблицам вариантов.

3

Студент заочной формы обучения

Киселёв А. В.

Шифр 257320

Адрес: г. Тейково, Ивановской обл.,

ул. Любимова, 2, кв. 5

Расчётно-графическое задание III

. В контрольной работе нужно привести сведения о студенте по следующему образцу:

4. Условия задач в контрольной работе надо переписать полностью без сокращений. Для замечаний преподавателя на страницах тетради оставлять поля.

5. Если контрольная работа при рецензировании не зачтена, студент обязан представить её на повторную рецензию, включив в неё те задачи, решения которых оказались неверными. Повторную работу необходимо представить вместе с незачтённой.

6. Зачтённые контрольные работы предъявляются экзаменатору. Студент должен быть готов во время экзамена дать пояснения по существу решения задач, входящих в контрольные работы.

7. Решения задач следует сопровождать краткими, но исчерпывающими пояснениями; в тех случаях, когда это возможно, дать чертёж, выполненный с помощью чертёжных принадлежностей.

8. Решать задачу надо в общем виде, т.е. выразить искомую величину в буквенных обозначениях величин, заданных в условии задачи. При таком способе решения не производятся вычисления промежуточных величин.

9. После получения расчётной формулы для проверки правильности её следует подставить в правую часть формулы вместо символов величин обозначения единиц этих величин, произвести с ними необходимые действия и убедиться в том, что полученная при этом единица соответствует искомой величине.

10. Числовые значения величин при подстановке их в расчётную формулу следует выражать только в единицах СИ.

11. При подстановке в расчётную формулу, а также при записи ответа числовые значения величин следует записывать как произведение десятичной дроби с одной значащей цифрой перед запятой на соответствующую степень десяти. Например, вместо 3520 надо записать 3,52×10³, вместо 0,00129 записать 1,29×10^-3и т.п.

ЛИТЕРАТУРА

Трофимова Т.И.Курс физики. – М. : Высш.шк., 1985.

Детлаф А.А., Яворский Б.М., Милковская Л.Б.Курс физики. – М. : Высшая школа, 1973 – 1997 – Т. 1, 2, 3.

Зисман Г.А.,Тодес О.М.Курс общей физики. – М. : Наука, 1972 – 1974. – Т.1,2,3.

Савельев И.В.Курс общей физики. – М. : Наука, 1977 – 1979. – Т. 1, 2, 3.

Стрелков С.П.Механика. – М. : Наука 1975.

Кикоин И.К.,Кикоин А.К.Молекулярная физика. – М. : Наука, 1976.

Калашников С.Г.Электричество. – М. : Наука, 1977.

Сивухин Д.В.Общий курс физики. – М. : Наука, 1977 – 1980. – Т.1,2,3.

Матвеев А.Н.Механика и теория относительности. – М. : Высш.шк., 1976, 1986.

Матвеев А.Н.Молекулярная физика. – М. : Высш.шк., 1981.

Матвеев А.Н.Электродинамика. – М. : Высш.шк., 1980.

Сена Л.А.Единицы физических величин и их размерности. – М. : Наука, 1977.

Чертов А.Г.Единицы физических величин. – М. : Высш.шк., 1977.

ПРОГРАММА ПО ОБЩЕМУ КУРСУ ФИЗИКИ.

РАЗДЕЛ «ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК»

Электричество

Предмет классической электродинамики. Электромагнитное взаимодействие. Электрический заряд и его свойства. Закон сохранения электрического заряда. Микро- и макроскопические носители электрического заряда. Электризация тел. Электромагнитное поле. Способ описания электромагнитного поля. Пробный заряд и его свойства.

Электростатика

Предмет электростатики. Взаимодействие неподвижных зарядов. Закон Кулона. Электростатическое поле. Понятие напряжённости электрического поля как силовой характеристики поля. Напряжённость поля точечного заряда. Принцип суперпозиции электростатических полей. Поле диполя, равномерно заряженной нити, тонкого кольца. Графическое изображение электростатического поля. Силовые линии напряжённости. Геометрический смысл напряжённости. Понятие потока вектора напряжённости электрического поля. Теорема Гаусса длявектора напряжённости электрического поля и её физический смысл. Применение теоремы Гаусса для расчёта симметричных электрических полей (плоскости, сферы, шара, длинной нити и цилиндра). Работа электрического поля. Понятие потенциала какэнергетическойхарактеристики поля. Разность потенциалов. Потенциал поля точечного заряда. Принцип суперпозиции для потенциала. Связь между напряжённостью и потенциалом. Теорема о циркуляции вектора напряжённости. Эквипотенциальные поверхности. Расчёт потенциала поля точечного диполя и поля на оси тонкого кольца, разности потенциалов однородного поля, поля цилиндра и сферы. Проводники в электростатическом поле. Явление электростатической индукции. Распределение электрического заряда по поверхности проводника. Электрическое поле вблизи поверхности заряженного проводника. Электрическое поле в полости проводника. Электростатическаязащита. Коэффициенты ёмкости и взаимной ёмкости проводников. Электроёмкость шара. Конденсаторы. Электроёмкость конденсаторов (плоского, сферического и цилиндрического). Соединение конденсаторов в батарею. Энергия взаимодействия электрических зарядов. Энергия заряженного проводника и системы заряженных проводников. Энергия заряженного конденсатора. Плотность энергии электрического поля. Энергия заряженного шара. Диэлектрики в электрическом поле. Явление поляризации диэлектриков. Механизм поляризации полярных и неполярных диэлектриков. Вектор поляризации. Диэлектрическая восприимчивость. Связь вектора поляризации с поверхностной плотностью связанных зарядов. Электрическое поле в диэлектрике.

Связь между диэлектрической проницаемостью и диэлектрической восприимчивостью. Вектор электрического смещения и его связь с вектором поляризации. Теорема Гаусса для вектора электрического смещения. Граничные условия на поверхности раздела разнородных сред.

Постоянный ток

Токи проводимости. Сила тока. Плотность тока. Условия существования тока. Закон Ома в дифференциальной форме. Закон Ома в интегральной форме дляучастка цепи с источником тока и дляполной цепи. Понятие электродвижущей силы источника (ЭДС). Сторонние силы. Понятие напряжения и падения напряжения. Электрическое сопротивление проводников. Зависимость сопротивления от температуры. Явление сверхпроводимости. Соединение проводников. Закон Джоуля – Ленца в интегральной и дифференциальной форме. Классическая электронная теория проводимости металлов и её недостатки.

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ФИЗИКЕ

Контрольные задания состоят из четырёх разделов.

В разделе 1 используются:закон Кулона, принцип суперпозиции для вычисления напряжённости электростатического поля системы электрических зарядов, теорема Остроградского-Гаусса для расчёта полей, обладающих плоской, сферической или цилиндрической симметриями.

В разделе 2 используются:понятие потенциала электростатического поля, принцип суперпозиции для потенциалов, связь напряжённости поля с его потенциалом.

В разделе 3 используются:понятие электроёмкости, формулы для расчёта электроёмкости конденсаторов при их последовательном и параллельном соединении, формулы для энергии и объёмной плотности энергии электростатического поля.

В разделе4 используются:закон Ома в дифференциальной и интегральной формах, формулы для сопротивлений и токов при последовательном и параллельном соединенияхрезисторов, формулы для работы и мощности тока.