Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
КОНТР РАБОТА №2.docx
Скачиваний:
152
Добавлен:
10.04.2015
Размер:
349.56 Кб
Скачать

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

__________________________

С. Н. Крохин, Ю. М. Сосновский

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2

ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ

ЗАОЧНОГО ФАКУЛЬТЕТА

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве методических указаний к решению задач и

выполнению контрольных работ для студентов заочного факультета

Омск 2012

УДК 531(075.8)

ББК 22.2я73

К83

Контрольная работа №2 по физике для студентов заочного факультета: Методические указания к решению задач и выполнению контрольных работ для студентов заочного факультета / С. Н. Крохин, Ю. М. Сосновский; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2012. 39 c.

Содержатся методические рекомендации по изучению физики, приведены программа разделов «Электричество и магнетизм» и «Колебания и волны», правила выполнения контрольных работ, примеры решения задач, задания к контрольной работе и библиографический список.

Методические указания предназначены для студентов заочного факультета университета.

Библиогр.: 13 назв. Табл. 1. Рис. 10. Прил. 1.

Рецензенты: доктор техн. наук, профессор В. А. Нехаев;

канд. физ.-мат. наук, доцент В. В. Дмитриев.

_________________________

© Омский гос. университет

путей сообщения, 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

1.РАБОЧАЯ ПРОГРАММА 6

1.1. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ 6

1.2. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ 8

3. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 2 26

4.ЗАДАЧИ 27

4.1.ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ 27

4.2.ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА. ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ 28

4.3.ЗАКОНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА 30

4.4.ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ 32

4.5.СИЛА ЛОРЕНЦА И СИЛА АМПЕРА 33

4.6.ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ 34

4.7.ГАРМОНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ 36

4.8.ЗАТУХАЮЩИЕ КОЛЕБАНИЯ 37

Библиографический список 39

ВВЕДЕНИЕ

Учебная работа студента-заочника по изучению физики складывается из следующих основных этапов: самостоятельное изучение основных теоретических положений курса по учебным пособиям, приобретение навыков решения типовых практических задач, выполнение контрольных работ, сдача экзаменов (зачетов).

Для успешного усвоения курса физики необходимо изучать теорети-ческий материал систематически в течение всего учебного процесса, так как подготовка к экзамену в сжатые сроки не даст глубоких и прочных знаний.

Для изучения какой-либо части курса (или, по крайней мере, ее раздела) следует в качестве основного выбрать одно учебное пособие. Замена одного пособия другим в процессе изучения определенной темы может привести к утрате логической связи между отдельными вопросами. Однако если выбранное пособие не дает полного или ясного ответа на некоторые вопросы программы, необходимо обращаться к другим учебникам.

При изучении нового материала рекомендуется составлять конспект, в который следует записывать законы и формулы, выражающие эти законы, определения физических величин и их единицы, делать рисунки и решать типовые задачи, используя Международную систему единиц (СИ).

Самостоятельную работу по изучению физики необходимо систематически контролировать. Для этого после изучения очередного раздела следует отвечать на вопросы рабочей программы физики.

При самостоятельном изучении дисциплины «Физика», прежде всего следует ознакомиться с методическими рекомендациями к оформлению и решению задач, выполнению контрольной работы.

При решении задачи требуется указывать основные законы и формулы, на которых базируется решение, с разъяснением буквенных обозначений формул. Если применяется формула, полученная для частного случая, не выражающая какой-нибудь физический закон или не являющаяся определением какой-нибудь физической величины, то ее необходимо вывести.

Следует приводить рисунок, поясняющий содержание задачи (в тех случаях, когда это возможно), выполнять его нужно аккуратно с помощью чертежных принадлежностей.

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

Решение задачи следует сопровождать краткими, но исчерпывающими пояснениями.

По полученной рабочей формуле требуется проверить размерность и произвести вычисления (в единицах системы СИ). При этом следует руководствоваться правилами приближенных вычислений.

При подстановке в рабочую формулу, а также при записи ответа числовые значения величин записываются как произведение десятичной дроби с одной значащей цифрой перед запятой на соответствующую степень десяти. Например, вместо 3520 следует записать 3,52∙103, вместо 0,00129 – 1,29∙10–3.

При решении задачи необходимо оценивать, где это целесообразно, правдоподобность численного ответа. В ряде случаев такая оценка поможет обнаружить ошибку в полученном результате. Например, коэффициент полезного действия тепловой машины не может быть больше 100 %, электрический заряд не может быть меньше элементарного заряда, скорость тела не может быть больше скорости света в вакууме и т. д.

Контрольные работы выполняются чернилами в обычной школьной тетради, на обложке которой приводятся следующие сведения: номер контрольной работы, фамилия, имя и отчество (полностью) студента, номер курса, шифр и адрес студента, а также название и год издания используемых методических указаний.

Условия задач в контрольной работе переписываются полностью без сокращений. Для замечаний преподавателя на страницах тетради оставляются поля (4 см).

В конце контрольной работы требуется указать учебник или учебное пособие, которым студент пользовался при изучении физики (название учебника, автор, год издания), чтобы рецензент в случае необходимости мог указать, какие теоретические вопросы студенту следует изучить для завершения контрольной работы.

Если контрольная работа при рецензировании не зачтена, студент обязан представить ее на повторную проверку, включив в нее те задачи, решения которых оказались неверными. Исправленная работа представляется вместе с незачтенной.

В контрольной работе студент должен решить восемь задач, номера которых определяются по табл. 1. Номер варианта студент выбирает по двум пос-ледним цифрам шифра в зачетной книжке. Студенты, имеющие две последние цифры шифра 51, 52, …, выполняют соответственно вариант 1, 2, ... . Если две последние цифры 00, то выполняется вариант 50.

Допущенные к защите контрольные работы предъявляются экзаменатору. Студент должен быть готов до или во время экзамена (зачета) дать пояснения по существу решения задач, входящих в контрольные работы.

  1. Рабочая программа

1.1. Электричество и магнетизм

Электрический заряд и его дискретность. Закон сохранения электрического заряда. Точечный заряд. Линейная, поверхностная и объемная плотность заряда.

Взаимодействие заряженных частиц. Закон Кулона. Принцип суперпозиции сил.

Электростатическое поле. Напряженность электрического поля. Электрическое поле точечного заряда. Принцип суперпозиции электрических полей.

Силовые линии электрического поля. Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Гаусса для электростатического поля и ее применение для расчета электростатических полей.

Заряд в электрическом поле. Работа постоянного электрического поля при перемещении заряда. Потенциальная энергия взаимодействия. Потенциал и разность потенциалов. Принцип суперпозиции для потенциала. Связь между напряженностью поля и потенциалом. Эквипотенциальные поверхности. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля.

Движение заряженных частиц в постоянном электрическом поле. Принцип работы электронно-лучевой трубки, линейного ускорителя заряженных частиц.

Диэлектрик в электрическом поле. Полярные и неполярные молекулы. Электрический диполь и его поведение во внешнем электрическом поле. Поляризация диэлектриков. Свободные и связанные заряды. Поляризованность. Диэлектрическая проницаемость среды. Электрическая индукция (электрическое смещение). Теорема Гаусса для вектора электрической индукции. Сегнетоэлектрики.

Проводник в постоянном электрическом поле. Электростатическая индукция. Индуцированные заряды. Электрическая емкость заряженного проводника. Конденсаторы. Емкость конденсатора. Плоский конденсатор. Соединения конденсаторов.

Энергия заряженного проводника. Энергия заряженного конденсатора. Энергия электрического поля. Объемная плотность энергии электрического поля.

Электрический ток. Сила тока, плотность тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление проводника. Последовательное и параллельное соединение проводников.

Сторонние силы. Работа сторонних сил при переносе заряда. Электродвижущая сила. Напряжение на неоднородном участке цепи. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Закон Ома для замкнутой цепи. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа.

Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца.

Магнитное поле. Магнитная индукция поля. Элемент тока. Закон Био-Савара-Лапласа. Принцип суперпозиции магнитных полей. Магнитное поле прямого тока. Магнитное поле кругового тока.

Линии магнитной индукции поля. Поток вектора магнитной индукции. Теорема Гаусса для магнитного поля.

Циркуляция вектора магнитной индукции поля. Магнитное поле бесконечно длинного соленоида.

Движение заряженных частиц в однородном и постоянном магнитном поле. Сила Лоренца. Принцип работы магнетрона, циклического ускорителя заряженных частиц.

Действие магнитного поля на проводник с током. Сила Ампера. Взаимодействие токов. Контур с током в магнитном поле. Магнитный момент. Работа магнитного поля по перемещению проводника и контура с током. Энергия контура с током.

Магнитное поле в веществе. Электрические токи в атомах и молекулах. Намагниченность вещества. Магнитная проницаемость среды. Напряженность магнитного поля. Поток и циркуляция вектора напряженности магнитного поля.

Диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики. Домены. Гистерезис. Остаточная индукция, коэрцитивная сила. Точка Кюри.

Явление электромагнитной индукции. Электродвижущая сила индукции. Закон Фарадея и правило Ленца. Токи Фуко.

Явление самоиндукции. Электродвижущая сила самоиндукции. Индуктивность контура. Индуктивность соленоида. Токи при замыкании и размыкании цепи. Взаимная индукция. Трансформатор. Энергия магнитного поля в катушке. Объемная плотность энергии магнитного поля.

Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Полная система уравнений Максвелла для электромагнитного поля.