Электростатика и постоянный ток. Тестирование базовых знаний в курсе общей физики. Учебное пособие
.pdf
аA) |
Ex |
|
бБ) |
Ex |
|
|
|
|
|
||
–d/2 |
0 d/2 |
x |
|
–d/2 0 d/2 |
x |
в) |
Ex |
|
г) |
Ex |
|
|
В |
|
|
Г |
|
|
|
–d/2 |
0 |
x |
–d/2 |
0 |
d/2 |
x |
d/2 |
|
|
Запишите в ответе букву, соответствующую выбранному рисунку. Ответ: а).
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Рассматривается физическое явление – изменение электроста-
тического поля внутри диэлектриков.
2.Проверяется знание об уменьшении поля внутри диэлектрика в
раз.
3.Тип задания – закрытого типа с множественным выбором.
4.Решение. За пределами пластины проекция напряженности поля на ось 0х постоянна и положительна. Внутри пластины – постоянна,
положительна и уменьшена в раз. 5. Ответ: а).
ЗАДАНИЕ № 17
В среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε расположена кубическая поверхность. Внутри ее находится электрический заряд q. Поток вектора электрической индукции
(смещения) D через поверхность одной грани куба равен:
1) –q/6;
q
ε 
51
2)q/6;
3)–q/12;
4)q/12;
5)q/ε.
Запишите в ответе номер выбранного утверждения. Ответ: 2.
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Рассматривается физическое явление – электростатическая ин-
дукция.
2.Проверяется знание теоремы Гаусса для вектора индукции элек-
трического поля D |
DdS qсвободных , умение применить это в |
S |
внутри |
конкретной ситуации, а также умение работать с образной информацией в виде рисунков.
3.Тип задания – закрытого типа множественного выбора.
4.Решение. Поле точечного заряда обладает центральной симметрией, через любую из шести граней куба проходит одинаковое число
силовых линий, т.е. D 16 q .
ЗАДАНИЕ № 18
На двух рисунках изображены линии напряженности E и линии индукции электрического поля (смещения) D на границе раздела двух
диэлектриков 2 |
1 . |
Выберите верные утверждения: |
|
|
|
||
ε2 |
|
1) |
слева поле Е, справа поле D; |
|
2) |
слева поле D, справа поле E; |
|
ε1 |
|
3) линии E частично прерываются |
|
|
|
награницеразделадиэлектриков; |
|
|
|
4) |
линии E и линии D не преры- |
аA) |
бБ) |
ваются на границе раздела диэлек- |
|
триков.
Запишите в ответе номера выбранных утверждений. Ответ: 1, 3.
52
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Рассматривается физическое явление – изменение электриче-
ского поля на границе раздела диэлектриков.
2.Проверяется знание граничных условий для поля, и умение применить это в конкретной ситуации.
3.Тип задания – закрытого типа множественного выбора.
4.Решение. На границе раздела диэлектриков сохраняется тангенциальная составляющая напряженности и нормальная составляющая электрической индукции:
|
|
E |
E |
2 |
; |
E |
|
|
2 |
E |
2n |
; D |
D |
; |
D1 |
D2 . В результате си- |
|||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
1 |
|
|
|
1 1n |
|
|
|
1n |
2n |
|
1 |
2 |
|||||||
ловые линии поля изменяют наклон (преломляются). При переходе |
|||||||||||||||||||||
в |
среду |
с |
большим |
|
значением |
диэлектрической проницаемости: |
|||||||||||||||
E |
2n |
|
1 |
E |
|
E |
|
– линии напряженности становятся реже, частично |
|||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
2 |
1n |
|
1n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
прерываются из-за наличия связанных зарядов; |
|
||||||||||||||||||||
|
|
D |
2 |
D |
|
D |
|
– линии индукции становятся гуще, не преры- |
|||||||||||||
|
|
2 |
|
1 |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ваются из-за отсутствия свободных зарядов. |
|
||||||||||||||||||||
5. Ответ: 1, 3.
ЗАДАНИЕ № 19
Если принять Землю за шар радиуса 6400 км, то ее электроемкость:
1)больше 1 Ф;
2)меньше 1 Ф.
Электрическая постоянная 0 8,85 10 12 Ф/м.
Запишите в ответе номер выбранного утверждения. Ответ: 2.
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Рассматривается физическое явление – электрическое поле за-
ряженной Земли.
2.Проверяется знание формулы для электроемкости уединенного шара – Земли и умение применить эту формулу в конкретной ситуации.
53
3.Тип задания – открытого типа на выбор одного из альтернативных ответов.
4.Решение. Для выбора ответа нужно вычислить электроемкость
земного шара по формуле C 4 0R . Получается 0,7 мФ. Ответ: 2.
ЗАДАНИЕ № 20
Прочтите утверждение о зависимости электроемкости.
Емкость цилиндрического конденсатора _______ от заряда и разности потенциалов между обкладками конденсатора.
Запишите в ответе пропущенное слово (слова). Ответ: не зависит.
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Рассматривается физическое явление – электрическое поле кон-
денсатора и изменение его электроемкости.
2.Проверяется знание того, что величина электроемкости определяется только конструкцией конденсатора и материалом диэлектрика.
3.Тип задания – открытого типа с дополнением.
4.Решение. Электроемкость цилиндрического конденсатора можно
вычислить по формуле C Uq , однако ее величина определяется только конструкцией конденсатора и материалом диэлектрика
Cцил 2 0 l и не зависит от величины заряда и напряжения. При ln R2
постояннойR1емкости изменение заряда приведет к изменению напряжения и наоборот.
5. Ответ: не зависит.
ЗАДАНИЕ № 21
Плоский конденсатор емкостью С0 наполовину заполняют вертикальным слоем металла. Какой станет емкость конденсатора?
1)0,5С0 ;
2)С0 ;
54
3)2С0 ;
4)12 С0 ;
5) 1 С0 . |
|
|
|
|
|
2 |
в |
ответе |
номер |
выбранного |
|
Запишите |
d/2 |
||||
утверждения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
Ответ: 3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Рассматривается физическое явление – изменение электроемко-
сти плоского конденсатора.
2.Проверяется умение определить емкость плоского конденсатора при изменении его конфигурации.
3.Тип задания – закрытого типа множественного выбора.
4.Решение. До заполнения вертикальным слоем металла емкость
конденсатора C0 0dS . Внутри металла поля нет, поэтому в результа-
те заполнения наполовину пространства между обкладками расстояние между ними уменьшается в 2 раза, при этом электроемкость увеличи-
вается в 2 раза: C d0S 2C0 .
2
5. Ответ: 3.
|
|
ЗАДАНИЕ № 22 |
|
|
|
Плоский конденсатор емкостью С0 запол- |
|
|
|||
няют наполовину горизонтальным слоем ди- |
|
S/2 |
|||
электрика с диэлектрической проницаемостью |
|
||||
ε. Какой станет емкость конденсатора? |
|
|
|||
1) |
0,5С0 ; |
|
|
||
2) |
С0 ; |
|
ε |
S/2 |
|
3) |
2С0 ; |
||||
|
|
||||
4) |
2 |
С0 ; |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
55
5) 1 2 С0 .
Запишите в ответе номер выбранного утверждения. Ответ: 5.
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Рассматривается физическое явление – изменение электроемко-
сти плоского конденсатора.
2.Проверяется умение представить конденсатор сложной конфигурации в виде соединения простых конденсаторов.
3.Тип задания – закрытого типа множественного выбора.
4.Решение. До заполнения диэлектриком емкость конденсатора
C0 0dS . После заполнения наполовину горизонтальным слоем диэлектрика конденсатор эквивалентен двум конденсаторам, соединен-
|
|
0 |
S |
|
|
|
|
|
|
0 |
S |
|
|
|
|||
ным параллельно. Их емкости равны C |
2 |
|
и C |
2 |
|
2 |
. Общая |
||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
1 |
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
емкость при параллельном соединении C |
пар |
С |
С |
2 |
|
( 1) |
|
С |
0 |
. |
|||||||
|
|||||||||||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C0 |
C1 |
|
S/2 |
|
|
|
|
|
|
C2 |
ε |
S/2 |
ε |
5. Ответ: 5.
56
ЗАДАНИЕ № 23
Приведите в соответствие графики и зависимости между физическими величинами.
График |
Зависимость |
а) |
1) Зависимость энергии плоского конденса- |
WC |
тора от величины заряда пластин при неиз- |
|
менной емкости |
|
2) Зависимость энергии плоского конденса- |
|
тора от величины заряда пластин при неиз- |
|
менном напряжении. |
|
q |
б) |
|
WC |
|
q
К каждой позиции из первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите цифры под буквами в ответе.
Ответ:
а) |
б) |
1 |
2 |
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Рассматривается физическое явление – энергия электрического поля конденсатора.
2.Проверяется знание зависимости энергии конденсатора от величины заряда на обкладках конденсатора и от напряжения между обкладками.
3.Тип задания – закрытого типа на установление соответствия.
4.Решение. Ответ дается на основании формул для вычисления
энергии электрического поля плоского конденсатора: W |
|
q2 |
– |
|
2C |
||||
С |
|
|
57
квадратичная зависимость, график – парабола; WС qU2 – линейная
зависимость, график – прямая с наклоном. 5. Ответ:
а) б)
1 |
2 |
ЗАДАНИЕ № 24
Конденсатор подключен к источнику напряжения. Расстояние между его пластинами уменьшили в 2 раза. Объемная плотность энергии электрического поля увеличилась в _______ .
Запишите в ответе соответствующее число. Ответ: 4.
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Рассматривается физическое явление – распределение энергии электрического поля.
2.Проверяется знание зависимости объемной плотности энергии
от напряженности поля и умение делать количественные оценки в конкретной ситуации.
3.Тип задания – открытого типа с дополнением.
4.Решение. Объемная плотность энергии электрического поля
E |
0 E2 |
. Напряженность однородного электрического поля |
|
2 |
|||
|
|
Е Ud . Когда при постоянном напряжении расстояние между пласти-
нами конденсатора уменьшили в 2 раза, напряженность увеличилась в 2 раза, а объемная плотность энергии увеличилась в 4 раза.
5. Ответ: 4.
ЗАДАНИЕ № 25
За какое время (мин) через поперечное сечение проводника, по которому течет ток силой I 0,2 А, пройдет электрический заряд
q 600 Кл? 1) 20;
58
2)40;
3)50;
4)60.
Ответ: 3.
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Задание на тему: определение силы тока.
2.Проверяется знание формулы силы тока.
3.Это разновидность задания закрытого типа: задание на множе-
ственный выбор.
4.Выбор ответа. Согласно первой формуле из (1) при условии по-
стоянства |
протекающего по |
проводнику |
тока |
I q |
t q |
|
|
|
600 Кл |
|
|
|
t |
I |
|
|
3000 с. Выразим |
полученный |
ответ |
в |
минутах: |
||
|
0,2 А |
|
|
|
|
|
|
300060 50 мин .
5. Ответ: 3.
ЗАДАНИЕ № 26
Какое из перечисленных ниже выражений соответствует закону Ома для неоднородного участка цепи, содержащего ЭДС, в интегральной форме?
1) I U ; |
2) j E ; |
3) I |
1 2 12 |
; |
4) I |
|
. |
|
|
||||||||
R |
|
12 |
R |
|
|
R r |
||
Ответ: 3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Задание на тему: закон Ома для неоднородного участка цепи.
2.Проверяется знание закона Ома для разных случаев.
3.Это разновидность задания закрытого типа: задание на множе-
ственный выбор.
4.Решение. На неоднородном участке непременно должно быть падение потенциала и должен присутствовать источник ЭДС. Этим критериям соответствует ответ под номером 3.
5.Ответ: 3.
59
ЗАДАНИЕ № 27
Будет ли протекать ток через гальванометр, вставленный в электрическую цепь между двумя одинаковыми шарами, заряженными до одного и того же положительного заряда?
1. Будет протекать, пока шары не разрядятся.
2. Будет протекать постоянно. 
3. Не будет протекать. 
4. Будет протекать, если шары соединить накоротко.
Ответ: 3.
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Задание на тему: условия существования электрического тока.
2.Проверяется умение выделять критерии существования электрического тока.
3.Это разновидность задания закрытого типа: задание на множе-
ственный выбор ответа.
4.Выбор ответа. Для существования электрического тока требуется соблюдение двух условий: наличие свободных зарядов и электрическое поле. Чтобы протекал электрический ток, необходима разность потенциалов на концах проводника, а так как в данном случае заряды одноименные, разности потенциалов не возникнет. Значит, электрический ток протекать не будет.
5.Ответ: 3.
|
ЗАДАНИЕ № 28 |
Сопротивление резисторов, соединенных так, как показано на ри- |
|
сунке: R1 R2 R3 R4 |
R5 6 Ом. Общее сопротивление цепи |
равно: |
|
|
3 |
1 |
2 |
|
4 |
5
Ответ: 14 Ом.
60