Электростатика и постоянный ток. Тестирование базовых знаний в курсе общей физики. Учебное пособие
.pdf
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Задание на тему: соединение проводников.
2.Проверяется умение определять вид соединения проводников и
применять соответствующие формулы для расчета их сопротивления.
3.Это разновидность задания открытого типа.
4.Выбор ответа. В данном случае имеет место и последовательное и параллельное соединение проводников. Разобьем цепь на два
участка. К первому участку отнесем сопротивления R1 |
и R2 , которые |
||||||||||||||||||
соединены последовательно. Их общее сопротивление |
R12 R1 R2 , |
||||||||||||||||||
R12 6 6 12 Ом. |
Сопротивления R3 , |
R4 , |
R5 |
соединены |
парал- |
||||||||||||||
лельно. |
Вычислим их общее сопротивление. |
1 |
|
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
||||||||
R |
|
R |
|
R |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
||||
1 |
1 |
1 |
3 |
Ом–1. Соответственно R345 6 |
345 |
|
3 |
|
4 |
5 |
|
||||||||
Ом. Общее сопротив- |
|||||||||||||||||||
6 |
6 |
6 |
6 |
|
|
|
|
12 6 14 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ление цепи |
R |
|
R |
R |
Ом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
общ |
|
12 |
345 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Ответ: 14 Ом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ЗАДАНИЕ № 29
Из графиков а), б), в), г) выберите тот, который соответствует зависимости силы тока от приложенного напряжения для проводника сопротивлением R:
I |
|
I |
|
|
|
I |
|
|
I |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) |
U |
б) |
U |
|
в) |
U |
|
г) |
U |
|||
|
А |
|
|
Б |
|
|
|
В |
|
|
|
Г |
|
Ответ: б). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Задание на тему: закон Ома для участка цепи.
2.Проверяется понимание закона Ома для участка цепи – графика зависимости тока на участке от приложенного напряжения.
61
3.Это разновидность задания закрытого типа: задание с множе-
ственным выбором.
4.Выбор ответа. Связь между силой тока и напряжением выража-
ется законом Ома для участка цепи: I UR . Эта зависимость линейная,
следовательно, ей соответствует график под буквой б). 5. Ответ: б).
I, А
6
4
2 
|
ЗАДАНИЕ № 30 |
|
К источнику тока подключили реостат. |
|
На рисунке показан график изменения силы |
|
тока в реостате в зависимости от его сопро- |
|
тивления. ЭДС источника тока имеет следу- |
1 2 R, Ом |
ющее значение: |
Ответ: 4 В. |
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Задание на тему: закон Ома для замкнутой цепи.
2.Проверяется знание закона Ома для замкнутой цепи.
3.Это разновидность задания открытого типа.
4.Выбор ответа. Воспользуемся законом Ома для замкнутой цепи.
I1(R1 r) 4 1 4 r 2 2 2r. Внутреннее сопротивление |
r 0. |
||||||
Тогда I1R1 I2R2 4 В. |
|
||||||
5. Ответ: 4 В. |
|
||||||
|
|
|
ЗАДАНИЕ № 31 |
|
|||
Какое из перечисленных ниже выражений со- |
|
||||||
ответствует падению напряжения на участке це- |
|
|
|
||||
|
|
||||||
пи 1–2? |
A12стор A12потенц . |
|
|||||
1. U |
|
||||||
12 |
|
|
q |
|
|
||
|
|
|
|
||||
2. U12 |
|
A12стор |
. |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
q |
|
||||
62
3. U A12потенц .
12 q
4. U12 IR .
Ответ: 1.
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Задание на тему: напряжение на неоднородном участке цепи.
2.Проверяется знание формулы для напряжения на неоднородном участке цепи.
3.Это разновидность задания закрытого типа: задание на множе-
ственный выбор ответа.
4.Выбор ответа. Неоднородный участок цепи содержит ЭДС, поэтому кроме работы сил электростатического поля добавляется работа сторонних сил.
5.Ответ: 1.
ЗАДАНИЕ № 32
ЭДС батареи 12 В. Сила тока в цепи равна I 4 А, а напряжение на клеммах батареи U 11 В. Тогда ток короткого замыкания…
Ответ: 48 А.
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Задание на тему: короткое замыкание.
2.Проверяется знание формулы для определения силы тока корот-
кого замыкания.
3.Это разновидность задания открытого типа.
4.Выбор ответа. Закон Ома для замкнутой цепи I R r , внеш-
нее сопротивление: |
R U |
I |
|
|
r |
|
U |
|
U |
. Ток ко- |
|||
U |
|
I |
I |
||||||||||
|
|
|
I |
|
r |
|
I |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
роткого замыкания возникает, если внешнее сопротивление равно ну- |
|||||||||||||
лю. IКЗ |
I |
|
12 4 |
|
48 A. |
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
12 11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
5. Ответ: 48 А.
63
ЗАДАНИЕ № 33
Две электролампы, рассчитанные на одинаковое напряжение, имеют номинальные мощности 60 и 120 Вт. Во сколько раз сопротивление 120-ваттной лампы меньше, чем 60-ваттной?
1) 2; |
2) 4; |
3) 6; |
4) 9. |
Ответ: 1. |
|
|
|
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Задание на тему: мощность в цепи постоянного тока.
2.Проверяется знание формулы для определения мощности при постоянном напряжении.
3.Это разновидность задания закрытого типа. Задание на мно-
жественный выбор ответа.
|
|
4. |
Выбор ответа. Мощность |
электрической |
цепи: |
P |
U 2 |
, так |
||||||
|
|
R |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
U U 2 |
|
|
U 2 |
|
|
|
как |
по |
условию |
задачи U U |
2 |
P R , |
P R , |
тогда |
|||||||
|
R2 |
|
P1 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
2 |
2 |
|
|
|
|
|
60 Вт |
1 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
R |
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
120 Вт |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
5. |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ответ: 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ЗАДАНИЕ № 34
Установите соответствие между техническими устройствами и физическими явлениями, лежащими в основе их работы.
|
Технические устройства |
|
|
|
Физические явления |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) Плавкий предохрани- |
|
1) |
зависимость сопротивления от длины |
||||
|
тель |
|
|
|
проводника |
|||
|
б) Генератор электриче- |
|
2) |
явление электромагнитной индукции |
||||
|
ского тока |
|
|
|
3) |
тепловое действие тока |
||
|
в) Реостат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ответ: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б) |
|
|
|
|
|
|
а) |
|
в) |
|
|
|||
|
3 |
|
2 |
|
1 |
|
|
|
64
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Задание на тему: действие электрического тока.
2.Проверяется знание действия электрического тока на провод-
ник, умение определить это действие в разных технических устройствах, а также зависимость силы тока от внешних полей и меняющихся элементов цепи.
3.Это разновидность задания закрытого типа: задание на уста-
новление соответствия.
4.Выбор ответа. Плавкий предохранитель – это устройство, которое за счет расплавления одной или нескольких его деталей, имеющих определенную конструкцию и размеры, размыкает цепь (в которую оно включено), прерывая ток, если он превышает заданное значение в течение определенного времени. Значит, в основе его работы лежит тепловое действие тока. Основным элементом генератора электрического тока является рамка, которую вращают в магнитном поле. При этом пронизывающий рамку магнитный поток изменяется во времени, вследствие чего в рамке возникает индукционный ток, таким образом,
вданном случае имеет место явление электромагнитной индукции. Реостат – прибор для регулирования тока в цепи путем изменения сопротивления. Следовательно, в основе его работы лежит зависимость сопротивления от длины проводника.
5.Ответ:
а) |
б) |
в) |
3 |
2 |
1 |
ЗАДАНИЕ № 35
Подъемный кран равномерно поднимает груз массой m на высоту h за время t. Определите силу тока, потребляемого краном, если пода-
ваемое напряжение U и КПД крана . Выразите ответ в заданных величинах.
Ответ: I mgh .
Ut
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Задание на тему: работа и мощность электрического тока.
2.Проверяется знание формул работы и КПД электрического то-
ка, а также знание формулы работы поднятия груза на высоту.
65
3.Это разновидность задания открытого типа.
4.Выбор ответа. По определению, КПД – это отношение полезной работы к затраченной. Полезной в данном случае будет работа подня-
тия
груза Aп mgh , затраченная |
работа Aз IUt . Тогда КПД |
||||
Aп |
mgh |
. Выразим силу тока: |
I |
mgh . |
|
A |
|||||
IUt |
|
|
Ut |
||
з |
|
|
|
|
|
5. Ответ: I mgh .
Ut
2
1 |
3 |
4
ЗАДАНИЕ № 36
Какое из приведенных уравнений соответствует рисунку?
1.I1 I2 I3 I4 .
2.I1 I2 I3 I4 0 .
3.I1 I2 I3 I4 0 .
4.I3 I4 I1 I2 0 .
Ответ: 1.
Анализ тестового задания и выбор ответа
1.Задание на тему: первое правило Кирхгофа.
2.Проверяется умение применять первое правило Кирхгофа для произвольного узла.
3.Это разновидность задания закрытого типа: задание с альтер-
нативными вариантами ответов.
4.Решение задания. Согласно первому правилу Кирхгофа алгебраическая сумма токов в узле равна нулю. В данном случае этому условию удовлетворяет первое уравнение из задания.
5.Ответ: 1.
66
7. ПРИМЕР ТЕСТА ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ
ВАРИАНТ 1
1 Два одинаковых металлических шарика, заряженных противоположными по знаку зарядами q1 q и q2 5q, притягива-
ются с силой F. После соприкосновения шариков на таком же расстоянии между ними будет действовать:
1)бо́льшая по величине сила притяжения;
2)бо́льшая по величине сила отталкивания;
3)меньшая по величине сила притяжения;
4)меньшая по величине сила отталкивания. Запишите в ответе номер выбранного утверждения.
Ответ: _______
2 Заряженная пылинка неподвижно «висит» в однородных электрическом и гравитационном полях. Модуль вектора напряженности электрического поля, направленного вверх, равен 100 В/м. Масса пылинки m = 10–7 кг, ускорение свободного падения g = 10 м/с2. Заряд пылинки
внанокулонах равен __________
Вответе запишите соответствующее число.
Ответ: ________
3 Для каждой конфигурации зарядов из верхней строки таблицы выберите соответствующее направление вектора напряженности в точке А из нижней строки таблицы.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Конфигура- |
а) |
|
А |
б) |
А |
в) |
А |
|
|
|
г) |
А |
||||
ции зарядов |
2d |
|
|
d |
2d |
d |
d |
|
d |
d |
|
d |
||||
Векторы E |
+q |
|
|
–q |
+q |
+q |
–q |
|
|
–q |
–q |
+ |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1) |
|
|
|
2) |
|
|
3) |
А |
|
|
|
4) |
А |
|||
|
|
|
|
|
E |
|||||||||||
|
E А |
А |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E |
|
||||||
В таблице ответа запишите выбранные цифры под буквами.
67
Ответ: |
|
|
|
а) |
б) |
в) |
г) |
4 В вершинах равностороннего треугольника со стороной а расположены одинаковые точечные заряды +q. Модуль вектора напряженности Е и потенциал φ электрического поля в центре треугольника соответственно равны:
|
1 |
|
3q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1) 3 |
|
|
|
|
|
В/м и 0 В; |
|
||||||||
4 0 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
a2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2) 0 В/м и |
3 |
|
|
1 |
|
|
3q |
|
В; |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
4 0 |
|
a 3 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
3) 0 В/м и – |
3 |
|
1 |
|
|
|
3q |
|
В; |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
4 0 a |
3 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
4) 0 В/м и 0 В. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Запишите в ответе номер выбранного утверждения.
Ответ: _______
5216 капель ртути радиусом r и с зарядом q каждая сливаются
водну большую каплю. Во сколько раз напряженность поля на поверхности большой капли больше напряженности на поверхности маленькой капли?
Запишите в ответе соответствующее число.
Ответ: _______
6 В каких случаях алгебраическая величина потенциальной энергия системы двух точечных электрических зарядов уменьшается?
1)q1 0, q2 0, заряды сближаются;
2)q1 0, q2 0, заряды удаляются;
3)q1 0, q2 0, заряды сближаются;
4)q1 0, q2 0, заряды удаляются.
Запишите в ответе номера выбранных утверждений.
Ответ: _______
68
7 Поле создано равномерно заряженной сферической поверхностью с зарядом +q. Куда направлен вектор градиента потенциала в точке А?
Запишите в ответе номер выбранного направления.
+q |
R |
4 |
1 |
|
|
|
2 |
||
|
O |
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
Ответ: _______
8 В вакууме расположена кубическая поверхность, внутри которой находится электрический заряд –2q, а снаружи +q. Когда второй заряд поместили вместе с первым внутри куба, поток вектора напряженности электрического поля E через одну грань куба стал равен:
1) 0; 2) q ; 3) |
q |
; |
4) |
q |
; |
5) |
|
q |
. |
|
|
|
|||||||
|
6 |
|
|
6 0 |
|
12 0 |
|||
Запишите в ответе номер выбранного утверждения.
Ответ: _______
9 Электрическое поле создается тонкостенной металлической сферой радиуса R, которая заряжена положительно. Зависимость модуля напряженности электрического поля от расстояния вдоль радиуса сферы имеет вид:
E |
E |
E |
E |
R r |
R r |
R r |
R r |
а) |
б) |
в) |
г) |
Запишите в ответе букву, соответствующую выбранному рисунку.
Ответ: _______
69
10 |
На рисунке показано электро- |
|
|
|
|
|
статическое поле бесконечно про- |
|
|
|
|
||
тяженной равномерно заряженной |
E |
x1 |
E |
φ1 |
||
плоскости. Разность потенциалов |
|
|
||||
2 |
1 |
для точек с координатами |
|
x2 |
φ2 |
|
x1 15 |
см и x2 10 см равна 5 В. |
E |
|
E |
|
|
|
Чему равна проекция напря- |
|
|
|||
женности поля Ех ? |
|
|
|
|
||
Запишите в ответе соответствующее число в системе СИ.
Ответ: _______
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
Положительный заряд перемещают в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
однородном электростатическом поле из |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E |
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
точки 1 в точку 2 по разным траекториям |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
(см. рисунок). При перемещении по какой |
|
|
|
|
II |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
траектории электрическое поле совершает |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
III |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
меньшую работу? |
1 |
+q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
1) I; 2) II; 3) III; 4) работа одинакова по |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
всем траекториям. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Запишите в ответе номер выбранного утверждения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
Ответ: ________ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
При перемещении заряда q |
из центра по- |
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
ложительно заряженной тонкой проводящей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
сферы радиуса R в точку А, расположенную |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
на поверхности сферы, скорость заряда: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1)увеличивается;
2)уменьшается;
3) может увеличиваться, а может уменьшаться;
4) не изменяется.
Запишите в ответе номер выбранного утверждения.
Ответ: _______
70