fizika_mu_fzochast2_0

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ.

ТЮМЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ

А К А Д Е М И Я

Кафедра физики

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ-ЗАОЧНИКОВ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ ПГС, АД, ТГВ, ВиВ, ЭУП Заочная форма обучения Курс 1,2, семестр 1,3,4

Тюмень 2001г.

Горковенко А.И., Фатеев И.Г., Третьяков П.Ю.

Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников Специальность ПГС, АД, ТГВ, ВиВ, ЭУП заочная форма обучения, Курс 1, 2, семестр 1,3,4 Тюмень: ТюмГАСА, 2001 – стр.300 Издание второе переработанное.

Методические указания утверждены на заседании кафедры:

протокол № 9 от 30 мая 2001г.

Методические указания утверждены УМС академии:

протокол № 2 от 16 мая 2001 г.

Тираж 300 экземпляров

ПРЕДИСЛОВИЕ Цель настоящего учебно-методического пособия оказать помощь

студентам-заочникам инженерно-технических специальностей высших учебных заведений в изучении курса физики.

Основной учебный материал программы курса в пособии распределен на шесть разделов. В каждом из них даны основные формулы и контрольное задание. Кроме того, в пособии даны общие методические указания и некоторые справочные таблицы.

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Учебная работа студента-заочника по изучению физики

складывается из следующих основных элементов: самостоятельного изучения физики по учебным пособиям, решения задач, выполнения контрольных и лабораторных работ, сдачи зачетов и экзаменов.

I.Указания к самостоятельной работе по учебным пособиям

1.Изучать курс систематически в течение всего, учебного процесса. Изучение физики в сжатые сроки перед экзаменом не даст глубоких и прочных знаний.

2.Выбрав какое-либо учебное пособие в качестве основного для определенной части курса, придерживаться данного пособия при изучении всей части или, по крайней мере, ее раздела. Замена одного пособия другим в процессе изучения может привести к утрате логической связи между отдельными вопросами. Но если основное пособие не дает полного или ясного ответа на некоторые вопросы программы, необходимо обращаться к другим учебным пособиям.

3.При чтении учебного пособия составлять конспект, в котором записывать законы и формулы, выражающие эти законы, определения физических величин и их единиц, делать чертежи и решать типовые задачи. При решении задач следует пользоваться Международной системой единиц (СИ).

4.Самостоятельную работу по изучению физики подвергать систематическому контролю. Для этого после изучения очередного раздела следует ставить вопросы и отвечать на них. При этом надо использовать рабочую программу физики.

5.Прослушать курс лекций по физике, организуемый для студентовзаочников. Пользоваться очными консультациями преподавателей, а также задавать вопросы, в письменном виде.

II.Указания к решению задач

1.Указать основные законы и формулы, на которых базируется решение, и дать словесную формулировку этих законов, разъяснить буквенные обозначения формул. Если при решении задач применяется формула, полученная для частного случая, не выражающая какой-нибудь физический закон, или не являющаяся определением какой-нибудь физической величины, то ее следует вывести.

2.Дать чертеж, поясняющий содержание задачи (в тех случаях, когда это возможно); выполнять его надо аккуратно с помощью чертежных принадлежностей.

3.Сопровождать решение задачи краткими, но исчерпывающими пояснениями.

Получить решение задачи 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.

5.Подставить в правую часть полученной рабочей формулы вместо символов величин обозначения единиц, произвести с ними необходимые действия и убедиться в том, что полученная при этом единица соответствует искомой величине (см. примеры 5 и 8 в разд. 1, примеры 1 и 2 в разд. II, пример 3 в разд. III, пример 3 в разд. IV, пример 10 в разд. V и пример 3 в разд. VI).

6.Подставить в рабочую формулу числовые значения величин, выраженные в единицах одной системы. Несоблюдение этого правила приводит к неверному результату. Исключение из этого правила допускается лишь для тех однородных величин, которые входят в виде сомножителей в числитель и знаменатель формулы с одинаковыми показателями степени. Такие величины необязательно выражать в единицах той системы, в которой ведется решение задачи. Их можно выразить в любых, но только одинаковых единицах.

7.Произвести вычисление величин, подставленных в формулу, руководствуясь правилами приближенных вычислений (см. с.152), записать в ответе числовое значение и сокращенное наименование единицы искомой величины.

8, При подстановке в рабочую формулу, а также при записи ответа числовые значения величин записать 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 1,29-10−3 и т. д.

9. Оценить, где это целесообразно, правдоподобность численного ответа. В ряде случаев такая оценка поможет обнаружить ошибочность полученного результата. Например, коэффициент полезного действия тепловой машины не может быть больше единицы, электрический заряд не может быть меньше элементарного заряда е=1,60-10−19Кл, скорость тела не может быть больше скорости света в вакууме и т. д.

III.Указания к выполнению контрольных работ

Квыполнению контрольных работ по каждому разделу физики студент-заочник приступает только после изучения материала, соответствующего данному разделу программы, внимательного ознакомления с примерами, помещенными в данном пособии, а также после решения задач, предназначенных для самостоятельного решения.

При выполнении контрольных работ студенту необходимо руководствоваться следующим:

1. Контрольные работы выполняются в обычной школьной тетради, на обложке которой приводятся сведения по следующему образцу:

Студент строительного факультета ТюмГАСА Андреев II. П.

Шифр 257320

Адрес: г. Тюмень, Советская ул., 4, кв. 1 Контрольная работа 1 по физике

2.Условия задач в контрольной работе переписываются полностью без сокращений. Для замечаний преподавателя на страницах тетради оставляются .поля,

3.В конце контрольной работы указывается, каким учебником или учебным пособием студент пользовался при изучении физики (название учебника, автор, год издания). Это делается для того, чтобы рецензент в случае необходимости мог указать, что следует студенту изучить для завершения контрольной работы.

4.Высылать на рецензию следует одновременно не более одной работы. Во избежание одних и тех же ошибок очередную работу следует высылать только после получения рецензии на предыдущую.

5.Если контрольная работа при рецензировании не зачтена, студент обязан представить ее на повторную рецензию, включив в нее те задачи, решения которых оказались неверными. Повторная работа представляется вместе с не зачтенной.

6.В контрольной работе студент должен решить восемь задач того варианта, номер которого совпадает с предпоследней и последней цифрой его шифра. Номера задач, которые студент должен включить в свою контрольную работу, определяются по таблицам вариантов.

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

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ. Основные формулы.

Связь магнитной индукции В с напряженностью Н магнитного поля: В = μμ0 Н,

где μ −магнитная проницаемость изотропной среды; m0 = 4p ×10−7 ГнМ -

магнитная постоянная. В вакууме μ =1.

Закон Био-Савара-Лапласа:

или dB = m0m × I sin a dL, 4pr 2

где dB - магнитная индукция поля, создаваемого элементом проводника длиной d L c током I; r −радиус-вектор, направленный от элемента проводника в точке, в которой магнитная индукция вычисляется; a-угол между радиусом - вектором и направлением тока в элементе проводника.

Магнитная индукция в центре кругового витка:

B = m0mI , 2R

где R - радиус кругового витка.

Магнитная индукция поля прямого тока:

B= m0mI , 2pr0

где r0 - расстояние от оси проводника до точки , в которой вычисляется магнитная индукция.

Магнитная индукция поля, создаваемого отрезком провода с током

I (рис.1):

Рис. 1. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, закон

Ампера:

R = [ R ]или = α dF I d L, B , dF IBdLsin ,

где dL − длина элемента проводника; α − угол между направлением тока в проводнике и вектором магнитной индукции B.

Сила взаимодействия параллельных проводов с током:

F = μμ0I1I2 L, 2pd

где d - расстояние между проводами. Магнитный момент контура с током:

Rm = I ×S,

где I - сила тока в контуре; S - площадь контура; вектор S численно равен площади S контура и совпадает по направлению с вектором нормали к плоскости контура.

Механический (вращательный) момент, действующий на контур с током, помещенный в однородное магнитное поле:

R = [R R ] = α

М Рm , B , или М Рm Bsin ,

где α − угол между векторами Рm и B.

Сила Лоренца:

R = [R R ] или = α

F q v, B , F qvBsin ,

гдеv −скорость заряженной частицы; α − угол между векторами v и В. Магнитный поток:

Ф = BScosa,

где S-площадь контура; a-угол между нормалью к плоскости контура. Работа по перемещению замкнутого контура в магнитном поле:

А = I Ф.

Э.Д.С. индукции:

εi = - dФ . dt

При вращении рамки в однородном магнитном поле с угловой скоростью w=const в ней возникает переменная Э.Д.С. индукции:

εi =BSw×sinwt.

Э.Д.С. самоиндукции:

ε=-L dI , dt

где L- индуктивность контура.

Индуктивность соленоида:

L = mm0 N2S ,

L

где N - число витков соленоида; S - площадь его поперечного сечения; L -

длина соленоида.

При размыкании мгновенное значение силы тока в цепи, обладающей сопротивлением R и индуктивностью L:

−R t

I = Ioe L ,

где Io- значение силы тока в цепи при t=0; t- время, прошедшее с момента размыкания цепи.

При замыкании мгновенное значение силы тока в цепи, обладающей сопротивлением R и индуктивностью L: