Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Физика магнитных явлений в вакууме и конденсированных средах. Тестирование базовых знаний в курсе общей физики. Учебное пособие
.pdf
6. ПРИМЕРЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ
E
B
E
E
F
E
С АНАЛИЗОМ ОТВЕТОВ
В этом разделе приведены подробно разбираемые примеры тестовых заданий. При разборе заданий определяются:
1) тема задания;
2) проверяемое знание, умение или навык (ЗУН), приобретенные
студентом при изучении дисциплины;
3) тип задания (в зависимости от типа задания необходимо вписать
дополнение самостоятельно, выбрать один или несколько правильных
из предлагаемых ответов, установить соответствие ответов одной
группы ответам другой, установить правильную последовательность);
4) правильный ответ или числовые значения физических величин
(в тестовых заданиях с числовыми данными), полученные в результате
аргументированного анализа и/или
5) записывается полученный ответ.
ЗАДАНИЕ № 1
Если заряженная частица движется во взаимно перпендикулярных
электрическом (напряженность
ция
) полях с постоянной скоростью V, то модуль скорости ||V
ражается через модули полей
соответствующих вычислений;
) и магнитном (магнитная индук-
и B следующим образом: |.|/V
вы-
B
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: магнитные взаимодействия, сила Лоренца.
2. Проверяется умение вычислять скорость движения заряженных
частиц в скрещенных электрическом и магнитном полях.
3. Это разновидность открытого задания: задание свободного из-
ложения.
4. Выбор ответа.
Так как частица движется с постоянной скоростью, то
электр магнитн
qE qVB и окончательно получаем || /VEB
5. Ответ:
,
/.
B
0FF
, отсюда следует, что
31
FF
электр магнитн
.
ЗАДАНИЕ № 2
F
1F2F3F4
5
F
F
F
F
F
B
F
В однородное магнитное поле с некоторой скоростью V
заряженная частица. Для представленных на рисунках
ставьте силы Лоренца
, , , ,
FFFF
12345
в последовательности, соот-
влетает
случаев рас-
ветствующей увеличению значения их модуля.
B
V
а)
б)
в)
г)
д)
V
V
F
V
V
F
;
1
;
2
;
3
;
4
.
5
Ответ: г)−б)−д)−а)−в).
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: магнитные взаимодействия, сила Лоренца.
2. Проверяется знание формулы для магнитной составляющей силы
Лоренца.
3. Это разновидность закрытого задания: задание на установление
правильной последовательности.
4. Выбор ответа. На заряженную частицу в магнитном поле дей-
ствует сила Лоренца, модуль которой равен sin ( )
угол между
5. Ответ:
V
и
. Поэтому получаем:
г)−б)−д)−а)–в).
FqVB
FFFF
42513
, где
−
.
32
ЗАДАНИЕ № 3
F
B
e
Кольцо с током помещено над северным
полюсом постоянного магнита. Сила, действующая на кольцо, направлена…
а) вверх;
б) вниз;
в) влево;
г) вправо.
Ответ: б) вниз.
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: магнитные взаимо-
действия, сила Ампера.
B
2. Проверяется умение определять
направление силы Ампера.
3. Это разновидность закрытого задания:
I
F
1
задание с множественным выбором.
F
2
4. Выбор ответа. Сила Ампера, действу-
ющая на кольцо с током, в целом определяется по формуле
N
5. Ответ: б) вниз.
эта сила направлена вниз (см. рисунок).
А
по кольцу
Idl B
, и
ЗАДАНИЕ № 4
Электрон, влетевший в зазор между
полюсами электромагнита, имеет гори-
зонтально направленную скорость
V
перпендикулярную вектору индукции
магнитного поля
(см. рисунок). Дей-
ствующая на электрон сила Лоренца
,
NS
B
g
V
–
направлена…
а) горизонтально вправо;
б) горизонтально влево;
33
в) вертикально вниз;
F
l
г) вертикально вверх.
Ответ: г).
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: магнитные взаимодействия, сила Лоренца.
2. Проверяется умение определять направление силы Лоренца.
3. Это разновидность закрытого задания: задание с множественным
выбором.
4. Выбор ответа. На заряженную частицу в магнитном поле дей-
ствует сила Лоренца
qV B
. Согласно правилу векторного умно-
жения с учетом знака заряда электрона получаем, что сила Лоренца
направлена вертикально вверх.
5. Ответ: г).
ЗАДАНИЕ № 5
Из предложенных формул для различных напряжений выберите
выражение для холловской разности потенциалов
UEa
а)
H
U
H
UlVB
H
UIR
H
a
Металлическая
пластина
б)
I
в)
г)
b
Ответ:
U
IB
qnb
.
H
U .
H
;
;
;
IB
.
qnb
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: магнитные взаимодействия, сила Лоренца, эф-
фект Холла.
2. Проверяется знание основных электромагнитных явлений.
3. Это разновидность закрытого задания: задание с множественным
выбором.
34
4. Выбор ответа.
A
2
B
F
E
1
a
I
B
F
V
магн
F
эл
l
A
I
E
Эффект Холла состоит в возникновении на боковых гранях проводника с током, помещенного в поперечное магнитное поле, разности
потенциалов
нитного поля
(электроны, движущиеся со скоростью )
нитная сила:
U , пропорциональной величине тока I и индукции маг-
. При включении магнитного поля на носители заряда
qVB
магн
. В результате у верхней грани пластины об-
V
начинает действовать маг-
разуется избыток отрицательного заряда, а у нижней грани − избыток
положительных зарядов. Следовательно, возникает поперечное элек-
трическое поле
ния, при котором
. Когда напряженность этого поля достигнет значе-
FF
эл магн
, т. е. qE qVB, установится стационар-
ное распределение зарядов в поперечном направлении. Соответствующее значение напряжения между точками
UEaVBa . Из выражения для сила тока IqnVS
H
центрация электронов в пластине,
I
V
чения пластины, получаем
− площадь поперечного се-
Sab
. Окончательно получаем для хол-
A и 2A равно:
1
, где n − кон-
qnab
ловского напряжения:
5. Ответ:
б)
U
.
H
U
IB
qnb
.
H
IB
qnb
ЗАДАНИЕ № 6
Укажите правильные утверждения из перечисленных ниже:
а) линии магнитной индукции параллельны проводникам с токами;
б) линии магнитной индукции всегда замкнуты и охватывают проводники с токами;
35
в) силовые линии магнитной индукции начинаются на северном
B
A
полюсе магнита и заканчиваются на южном полюсе;
г) силовые линии напряженности электростатического поля всегда
разомкнуты и начинаются на положительных, а заканчиваются на отрицательных зарядах.
Ответ: б), г).
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: силовые линии электромагнитного поля.
2. Проверяется знание конфигураций силовых линий.
3. Это разновидность закрытого задания: задание с множественным
выбором.
4. Выбор ответа. Замкнутость магнитных силовых линий отражает
факт отсутствия в природе магнитных зарядов. Источниками электрического поля служат электрические заряды, на которых начинаются
или заканчиваются силовые линии поля.
Ответ: б), г).
5.
ЗАДАНИЕ № 7
B
A
I
На картинке показан образец, находящийся в
магнитном поле
сделан из полупроводника
циалов сторон A и B
, по нему течет ток I . Образец
p-типа. Разность потен-
будет…
B
а) больше нуля;
б) меньше нуля;
в) равна нулю;
г) недостаточно данных для ответа.
B
Ответ: а).
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: эффект Холла.
2. Проверяется знание теории эффекта Холла, силы Лоренца.
3. Это разновидность закрытого задания: задания с множественным
выбором.
36
4. Выбор ответа. На заряженную частицу, движущуюся в магнит-
A
ном поле, действует сила Лоренца. Направление движения положительного заряда совпадает с направлением силы тока. На положительный заряд действует сила Лоренца, направленная от стороны
A, т. е. положительный заряд получает в магнитном поле допол-
роне
нительное движение в сторону поверхности
A. В результате у верхней
B к сто-
грани пластины образуется избыток положительного заряда, а у нижней грани − избыток отрицательного зарядов. Следовательно,
.
5. Ответ:
0
B
а).
ЗАДАНИЕ № 8
Дополните предложение.
Если ввинчивать буравчик по направлению тока в проводнике, то
вращение его рукоятки укажет направление _________________.
Запишите вместо прочерка пропущенное слово (слова).
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: силовые линии электромагнитного поля.
2. Проверяется умение определять направление линий магнитной
индукции.
3. Это разновидность открытого задания: задание дополнения.
4. Выбор ответа. Если ввинчивать буравчик по направлению тока в
проводнике, то вращение его рукоятки укажет направление линий магнитной индукции.
5. Ответ:
линий магнитной индукции.
ЗАДАНИЕ № 9
Циркуляция напряженности магнитного поля вдоль замкнутого контура
L , пока-
L
занного на рисунке и охватывающего два
проводника с противоположно направлен-
ными токами
12
3 AII , равна…
I
1
I
2
а) нулю;
б) трем амперам;
в) минус трем амперам.
Ответ: а).
37
Анализ тестового задания и выбор ответа
R
R
R
R
R
1. Задание на тему: закон полного тока.
2. Проверяется знание закона полного тока.
3. Это разновидность закрытого задания: задание с множественным
выбором.
4. Выбор ответа. В соответствии с законом полного тока циркуля-
ция напряженности магнитного поля вдоль замкнутого контура
на алгебраической сумме всех токов, охватываемых контуром
формулу (21) в разделе 3):
5. Ответ:
а).
.
охв 12
0III
ЗАДАНИЕ № 10
Сопоставьте формулы и физические величины, которые по ним
вычисляются.
Формула Физическая величина
0
а)
2
I
б)
2
в)
Rh
2( )
0
г)
2
I
2
IR
223/2
I
1. Индукция магнитного поля, создаваемого бесконечно длинным прямым проводником
с током, на расстоянии Rот оси проводника
2. Индукция магнитного поля в центре
кругового витка с током
I и радиусом
3. Напряженность магнитного поля в центре кругового витка с током I и радиусом R
4. Напряженность магнитного поля на оси
витка с током
I и радиусом
Ответ: а2), б3), в4), г1).
L рав-
(см.
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: закон Био–Савара–Лапласа.
2. Проверяется знание формул для определения индукции и напря-
женности магнитного поля различных конфигураций токов.
3. Это разновидность закрытого задания: задание на установление
соответствия.
38
4. Выбор ответа.
B
J
1
I
1
I
5. Ответ:
а2), б3), в4), г1).
ЗАДАНИЕ № 11
По двум параллельным проводам в проти-
воположных направлениях текут токи силой
10 А.II
12
а = 0,5 м. Точка С удалена от первого провода
на расстояние
второго. Чему равна магнитная индукция в
этой точке в микротеслах (мкТл)?
Ответ: 8,3 мкТл.
B
1
a
1
Расстояние между проводами
0,3 ма
1
Анализ тестового задания и выбор ответа
B
B
2
a
C
2
a
и на
1. Задание на тему: принцип суперпозиции.
2. Проверяется умение вычислять индук-
цию магнитного поля с помощью принципа
суперпозиции.
3. Это разновидность открытого задания:
задание свободного изложения.
4. Выбор ответа. В соответствии с принци-
пом суперпозиции индукция магнитного поля в
точке
С равна
0, 4 ма
2
от
BB
12
I
22
12
8,3 мкТл
.
5. Ответ:
8,3 мкТл.
равен
BBB
C
a
1
a
2
a
I
. Модуль индукции
22
II
01 02
aa
22
12
ЗАДАНИЕ № 12
Укажите, каким магнетикам соответствуют приведенные на рисун-
ке графики зависимостей намагниченности
магнитных веществ:
а) 1 – парамагнетики, 2 – ферромагнетики, 3 – диамагнетики;
39
()
H для различных типов
б) 1 – диамагнетики, 2 – ферромагнетики,
J
J
J
J
H
1
3
3 – парамагнетики;
в) 1 – диамагнетики, 2 – парамагнетики,
3 – ферромагнетики;
г) 1 – ферромагнетики, 2 – парамагнетики,
3 – диамагнетики.
2
Ответ: в).
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: типы магнитных сред.
2. Проверяется знание основных характеристик магнитных сред.
3. Это разновидность закрытого задания: задание с множественным
выбором.
4. Выбор ответа. Для парамагнетиков и диамагнетиков зависимость
H линейная ()
()
тиков 0
, а для диамагнетиков 0
m
висимость ()
5. Ответ:
в).
HH
, где const
m
H нелинейная.
, причем для парамагне-
m
. Для ферромагнетиков за-
m
ЗАДАНИЕ № 13
Свеча находится вблизи полюса магнита, при этом пламя свечи от-
клоняется…
а) к полюсу магнита;
б) от полюса магнита.
Ответ: б).
Анализ тестового задания и выбор ответа
1. Задание на тему: магнитные свойства веществ.
2. Проверяется знание поведения различных веществ в магнитном
поле.
3. Это разновидность закрытого задания: задание на выбор альтер-
нативного ответа.
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]