Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Сборник задач_Электричество и магнетизм

.pdf
Скачиваний:
366
Добавлен:
17.02.2016
Размер:
2.26 Mб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

В. Ф. Новиков, Э. Г. Невзорова, Д. Ф. Нерадовский

СБОРНИК ЗАДАНИЙ ПО ФИЗИКЕ ЭЛЕКТРОСТАТИКА, ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК,

МАГНЕТИЗМ

Учебное пособие для студентов всех специальностей

Тюмень 2011

УДК 53(075.8)

ББК 22.3я73 К90

Новиков, В.Ф. Сборник заданий по физике. Электростатика, постоянный электрический ток, магнетизм: учебное пособие / В.Ф. Новиков, Э.Г. Невзорова, Д.Ф. Нерадовский. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2011. – 122 с.

ISBN

Учебное пособие по электромагнетизму содержит основные формулы и определения физических величин, примеры решения задач, задачи для контрольных работ, а также вопросы и качественные задания в виде тестов для подготовки к экзамену.

На основе банка, содержащего свыше 500 задач, сформированы варианты контрольных работ, в которые включены задачи повышенной сложности.

Пособие предназначено для самостоятельной работы студентов как очной, так и заочной форм обучения всех специальностей в соответствии с программой курса физики технических ВУЗов. Кроме того, пособие может быть использовано студентами для подготовки к физическим олимпиадам.

Учебное пособие одобрено и утверждено на заседании кафедры физики, методов контроля и диагностики.

УДК 53(075.8)

ББК 22.3я73

Под общей редакцией профессора, д. ф.-м. н. В. Ф. Новикова

Рецензенты: Э. А. Аринштейн, д.ф-м.н.,

 

профессор кафедры МФПиС ТюмГУ;

 

В.В. Проботюк, к.т.н., заведующий кафедрой высшей

 

математики ТюмГНГУ

ISBN

©Государственное образовательное

 

учреждение высшего

 

профессионального образования

 

«Тюменский государственный

 

нефтегазовый университет», 2011

2

Содержание

 

Темы практических занятий......................................................................................

4

Таблицы контрольных заданий по электричеству..................................................

5

Таблицы контрольных заданий по магнетизму.......................................................

6

1. Электростатика.................................................................................................

7

1.1. Основные понятия и закономерности...................................................

7

1.2. Обозначения физических величин и единицы измерения..................

9

1.3. Примеры решения задач.........................................................................

10

1.4. Качественные задачи...............................................................................

20

1.5. Задачи для контрольных работ...............................................................

26

1.6. Вопросы.....................................................................................................

37

2. Постоянный электрический ток.......................................................................

38

2.1. Основные понятия и закономерности....................................................

38

2.2. Обозначения физических величин и единицы измерения...................

40

2.3. Примеры решения задач..........................................................................

40

2.4. Качественные задачи................................................................................

48

2.5. Задачи для контрольных работ...............................................................

53

2.6. Вопросы....................................................................................................

65

3. Электромагнетизм.............................................................................................

66

3.1. Основные понятия и закономерности....................................................

66

3.2. Обозначения физических величин и единицы измерения...................

72

3.3. Примеры решения задач..........................................................................

73

3.4. Качественные задачи...............................................................................

82

3.5. Задачи для контрольных работ...............................................................

90

3.6. Вопросы....................................................................................................

115

Рекомендуемая литература........................................................................................

116

3

Темы практических занятий

(18 часов)

Тема занятия

 

 

Задачи

 

 

 

 

Работа в

 

Самостоятельная

 

аудитории

 

 

работа

 

1. Закон Кулона. Вектор напряженности

1.5.1;

1.5.2;

 

1.5.3;

1.5.5;

 

1.5.7;

электрического поля. Потенциал электрического

1.5.9;

1.5.11;

 

1.5.17; 1.5.27; 1.5.33.

поля. Принцип суперпозиции электрических

1.5.22;

1.5.52;

 

 

 

 

 

полей.

1.5.30.

 

 

 

 

 

 

2. Теорема Остроградского-Гаусса. Расчет

1.5.36;

1.5.39;

 

1.5.41;

1.5.48;

1.5.51;

электрических полей. Потенциал электрического

1.5.42;

1.5.47;

 

1.5.55.

 

 

 

поля. Электроемкость проводников и

1.5.50; 1.5.56.

 

 

 

 

 

конденсаторов.

 

 

 

 

 

 

 

3. Движение заряженных частиц в электрическом

1.5.59;

1.5.61;

 

1.5.60;

1.5.77;

1.5.79;

поле. Работа в электростатическом поле. Энергия

1.5.66;

1.5.68;

 

1.5.95.

 

 

 

электрического поля заряда и конденсатора.

1.5.76;

1.5.85;

 

 

 

 

 

Соединения конденсаторов.

1.5.89.

 

 

 

 

 

 

4. Постоянный электрический ток. Законы Ома и

2.5.1;

2.5.4;

 

2.5.2;

2.5.6;

 

2.5.21;

Джоуля-Ленца. Соединения проводников. Расчет

2.5.10;

2.5.16;

 

2.5.24;

2.5.30;

2.5.33;

электрических цепей.

2.5.22;

2.5.37;

 

2.5.39.

 

 

 

 

2.5.40.

 

 

 

 

 

 

5. Расчет сложных электрических цепей. Правила

2.5.49;

2.5.61;

 

2.5.50;

2.5.55;

2.5.69;

Кирхгофа.

2.5.63;

2.5.71;

 

2.5.77; 2.5.84; 2.5.90.

 

2.5.74; 2.5.80.

 

 

 

 

 

6. Магнитное поле в вакууме. Закон Био-Савара-

3.5.1;

3.5.7;

 

3.5.2;

3.5.5;

 

3.5.10;

Лапласа. Закон полного тока. Сила Ампера.

3.5.12;

3.5.14;

 

3.5.20; 3.5.65; 3.5.67.

Работа перемещения проводника с током в

3.5.22;

3.5.25;

 

 

 

 

 

магнитном поле.

3.5.63; 3.5.69.

 

 

 

 

 

7. Движение заряженных частиц в магнитном

3.5.83;

3.5.88;

 

3.5.86;

3.5.91;

3.5.95;

поле. Сила Лоренца. Явление электромагнитной

3.5.94;

3.5.118;

 

3.5.119; 3.5.128.

индукции. Закон Фарадея-Максвелла.

3.5.124;

 

 

 

 

 

 

 

3.5.134.

 

 

 

 

 

 

8. Явления самоиндукции и взаимоиндукции.

3.5.137;

 

 

3.5.138;

3.5.142;

Магнитное поле в веществе. Энергия магнитного

3.5.139;

 

 

3.5.144;

3.5.146;

поля.

3.5.143;

 

 

3.5.173.

 

 

 

3.5.147;

 

 

 

 

 

 

 

3.5.153;

 

 

 

 

 

 

 

3.5.167.

 

 

 

 

 

 

9. Заключительное занятие

Защита контрольных работ

 

 

4

Таблицы контрольных заданий по электричеству

(Контрольная работа №3) Таблица №3.1

Вариант № п/п

1

2

3

4

5

6

7

8

 

(1.5.)

(1.5.)

(1.5.)

(1.4.)

(2.5.)

(2.5.)

(2.4.)

 

1

1

68

86

7

1

66

3

2.5.9

2

2

49

74

6

4

69

9

1.5.19

3

3

59

77

5

2

70

21

1.5.38

4

4

37

79

4

5

71

12

1.5.97

5

5

40

86

3

3

72

8

1.5.10

6

6

43

80

2

7

73

27

2.5.65

7

7

55

81

1

10

76

24

1.5.44

8

8

52

83

10

12

74

29

2.5.102

9

9

69

85

12

14

80

28

1.5.65

10

10

73

90

11

17

77

27

2.5.67

11

11

71

98

8

21

78

25

2.5.68

12

12

64

95

9

22

79

30

2.5.75

13

13

71

99

13

24

82

10

1.5.96

14

14

36

93

15

26

83

7

1.5.99

15

15

39

92

17

27

93

2

1.5.94

16

16

56

89

16

32

89

22

1.5.95

17

17

42

84

14

6

90

8

2.5.102

18

18

60

87

18

33

92

19

1.5.102

19

19

50

85

20

35

95

6

2.5.99

20

20

70

100

19

37

98

20

1.5.16

21

21

67

75

22

41

101

11

2.5.16

22

22

64

78

21

39

103

5

2.5.87

23

23

58

91

23

43

81

1

1.5.103

24

24

37

87

25

44

100

3

1.5.101

25

25

40

82

24

45

106

2

1.5.46

26

26

54

74

28

49

97

4

2.5.94

27

27

52

88

27

51

96

26

2.5.95

28

28

64

80

1

53

104

8

2.5.105

29

29

57

90

29

63

110

7

1.5.101

30

30

72

76

8

65

105

12

2.5.102

5

Таблица №3.2

Вариант № п/п

1

2

3

4

5

6

7

8

 

(1.5.)

(1.5.)

(1.5.)

(1.4.)

(2.5.)

(2.5.)

(2.4.)

(2.5)

1

21

37

80

30

1

38

1

101

2

23

64

74

10

35

58

30

73

3

22

47

91

7

2

39

2

102

4

32

38

68

29

34

60

28

78

5

24

50

75

3

3

40

3

104

6

27

49

92

11

33

59

29

44

7

35

39

70

28

4

41

1

89

8

28

63

69

8

31

63

26

94

9

1

48

76

6

5

70

5

103

10

29

40

93

12

32

43

27

88

11

2

71

95

9

7

42

7

92

12

30

51

77

13

30

64

25

103

13

4

59

95

9

7

42

7

92

14

5

41

93

26

28

56

23

101

15

3

52

78

14

8

45

8

86

16

7

61

86

25

29

62

24

70

17

8

27

99

8

5

66

10

45

18

10

42

79

5

26

44

20

77

19

6

53

87

24

10

55

12

82

20

11

60

88

15

27

57

17

97

21

9

72

80

7

11

46

11

110

22

31

43

91

23

24

68

18

94

23

12

65

97

16

12

47

13

110

24

33

54

81

3

25

54

19

80

25

17

57

86

22

13

49

14

67

26

26

62

76

10

23

65

16

90

27

13

55

62

2

14

50

15

95

28

34

74

87

21

22

53

21

100

29

15

31

83

17

20

35

30

96

30

16

56

89

20

15

51

16

98

31

14

56

93

1

21

67

28

87

32

32

66

84

15

16

34

17

99

33

18

44

95

19

19

52

25

105

34

19

58

95

12

17

36

18

19

35

20

67

90

18

18

37

22

46

6

Таблица №3.3

Вариант № п/п

1

2

3

4

5

6

7

8

 

(1.5.)

(1.5.)

(1.5.)

(1.4.)

(2.5.)

(2.5.)

(2.4.)

(2.5)

1

3

36

76

30

37

5

30

94

2

11

4

86

11

19

40

15

102

3

2

48

87

1

36

2

29

100

4

21

51

77

23

18

39

14

73

5

32

37

95

12

35

1

28

57

6

1

53

87

30

17

52

13

104

7

30

49

69

24

34

40

27

101

8

13

39

18

13

16

60

12

103

9

4

52

99

1

33

41

26

44

10

20

59

88

2

15

61

11

89

11

31

61

79

25

32

42

24

94

12

5

50

79

14

14

52

10

96

13

22

54

81

4

31

43

25

57

14

16

46

83

3

13

62

1

102

15

33

65

89

6

30

47

29

73

16

12

69

33

15

12

66

8

92

17

29

42

80

22

29

48

21

77

18

6

55

96

4

11

63

7

105

19

34

62

90

16

28

50

21

82

20

23

68

20

10

10

62

6

45

21

35

43

92

20

27

71

20

100

22

7

74

81

17

9

78

5

95

23

19

63

13

5

26

51

19

80

24

26

67

91

27

8

64

4

70

25

14

75

82

18

24

72

18

86

26

17

47

90

9

7

5

11

103

27

27

71

3

21

24

61

17

90

28

18

56

83

6

6

74

2

46

29

15

63

25

8

23

81

16

19

30

8

66

87

19

5

79

1

77

31

24

64

84

28

22

84

15

87

32

28

58

5

29

4

83

3

98

33

9

60

72

7

21

50

14

67

34

25

69

85

20

10

93

23

97

35

10

72

93

8

20

85

12

96

7

Таблицы контрольных заданий по электромагнетизму

(Контрольная работа №4) Таблица №4.1

Вариант № п/п

1

2

3

4

5

6

7

8

 

(3.5.)

(3.5.)

(3.5.)

(3.5.)

(3.5.)

(3.5.)

(3.4.)

(3.5.)

1

1

58

94

118

161

196

1

37

2

2

59

96

119

164

197

2

160

3

3

60

89

120

168

198

3

38

4

4

61

97

121

169

199

4

39

5

5

62

86

122

163

200

5

53

6

6

63

87

123

167

201

6

54

7

7

64

88

124

170

202

7

194

8

8

68

93

125

172

203

8

193

9

9

69

100

126

174

204

9

84

10

10

70

98

127

186

205

12

160

11

11

71

99

128

171

206

14

161

12

12

72

102

129

188

207

6

113

13

13

73

110

130

173

208

10

194

14

14

74

112

131

165

209

11

216

15

15

75

109

132

176

210

13

148

16

16

76

105

122

177

211

15

149

17

17

77

91

135

178

212

17

150

18

18

78

115

136

178

213

18

111

19

19

79

95

137

180

214

23

112

20

20

80

103

143

190

215

20

195

21

21

81

107

139

174

217

24

196

22

22

82

108

142

175

218

19

114

23

23

56

106

145

191

219

28

160

24

24

52

104

151

190

226

20

216

25

25

78

98

144

187

220

25

148

26

26

50

93

133

192

221

21

117

27

27

85

116

134

182

225

26

118

28

28

67

104

138

175

222

29

149

29

29

57

92

152

166

223

31

150

30

30

51

101

146

181

224

14

155

8

Таблица №4.2

Вариант № п/п

1

2

3

4

5

6

7

8

 

(3.5.)

(3.5.)

(3.5.)

(3.5.)

(3.5.)

(3.5.)

(3.4.)

(3.5.)

1

1

33

96

121

192

225

6

45

2

19

50

88

131

185

18

12

216

3

2

34

101

122

164

198

5

53

4

20

151

92

132

186

201

13

193

5

3

61

109

140

37

200

4

155

6

21

52

102

123

182

199

38

6

7

4

62

99

157

185

206

3

118

8

22

67

103

126

176

214

37

196

9

5

63

86

14

184

207

2

113

10

19

69

105

127

171

203

30

46

11

32

58

44

130

180

213

14

104

12

20

70

93

138

168

215

21

161

13

7

68

98

142

175

217

7

148

14

27

71

111

124

166

205

32

54

15

8

77

48

148

170

208

36

117

16

27

82

110

154

167

189

8

194

17

9

70

116

123

169

218

40

37

18

28

78

95

143

163

209

35

150

19

10

83

118

159

189

202

9

160

20

22

55

110

133

179

223

34

226

21

11

72

47

144

165

224

10

195

22

29

35

116

134

188

204

23

38

23

12

66

48

125

174

210

11

196

24

36

73

44

145

167

190

15

112

25

13

42

71

120

187

217

33

49

26

30

65

94

146

178

225

16

228

27

14

76

45

152

190

219

1

39

28

24

81

106

128

183

191

16

84

29

15

60

89

153

173

222

17

227

30

31

81

107

135

181

220

20

53

31

16

74

114

156

177

192

22

6

32

25

84

43

147

168

221

26

97

33

17

75

90

158

182

211

18

149

34

26

64

91

151

172

212

15

137

35

18

80

108

136

162

197

39

40

9

Таблица №4.3

Вариант № п/п

1

2

3

4

5

6

7

8

 

(3.5.)

(3.5.)

(3.5.)

(3.5.)

(3.5.)

(3.5.)

(3.4.)

(3.5.)

1

42

51

86

122

162

197

40

46

2

5

52

87

119

163

214

32

112

3

1

50

88

118

164

199

39

84

4

47

4

89

120

161

213

33

117

5

36

55

90

121

165

215

37

160

6

35

56

91

131

171

224

31

226

7

34

57

92

123

166

198

38

38

8

33

58

93

132

170

202

29

216

9

32

59

94

124

188

223

27

149

10

31

60

95

133

167

205

17

227

11

30

61

96

125

185

218

36

97

12

29

62

98

134

172

206

26

39

13

25

63

99

126

168

207

16

150

14

27

64

106

135

177

208

28

195

15

26

65

100

127

181

225

35

37

16

25

66

101

130

173

209

32

216

17

24

67

102

128

182

220

34

6

18

23

68

103

142

178

210

10

161

19

28

69

108

129

184

221

30

104

20

21

70

105

143

169

211

11

196

21

20

71

110

130

179

222

18

53

22

19

72

111

144

183

212

10

113

23

18

73

115

138

194

200

15

194

24

17

74

106

145

180

217

13

54

25

16

75

116

139

192

201

25

155

26

15

76

107

146

176

219

2

118

27

14

77

109

140

175

216

5

193

28

13

78

114

147

184

199

24

37

29

12

79

11

141

189

203

3

160

30

11

80

99

151

178

208

6

228

31

10

81

90

152

191

221

14

40

32

9

82

111

156

177

197

7

137

33

8

83

103

155

187

212

4

148

34

7

41

89

158

192

200

12

216

35

41

45

90

157

190

209

9

196

10