Основные законы и формулы

1. Перечислите компьютерные технологии подготовки документов?

2. Понятие электронного документа?

3. Чем отличается ЭД от традиционного документооборота?

4. В чем преимущества ЭД?

5. Какие знаете программные средства используемые при ЭД?

 

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ухтинский государственный технический университет»

(УГТУ)

 

 

Физика

Контрольные задания для студентов

Заочной формы обучения

Часть 2

 

 

УХТА 2013

УДК 53(075)

Л 24

ББК 22.3 Я7

 

 

Лапина, Л.Н.

Физика Контрольные задания для студентов заочной формы обучения Часть 2 [Текст]: метод. указания/ Л.Н. Лапина. – Ухта: УГТУ, 2013. – 20 с.

 

Контрольные задания предназначены для практических занятий по физике в качестве самостоятельной работы по темам «Электромагнетизм», «Волновая оптика», «Квантовая природа излучения», «Физика атома и атомного ядра».

 

 

Содержание контрольных заданий соответствует рабочей учебной программе.

 

Контрольные задания рассмотрены и одобрены кафедрой физики от 27.05.13. пр. № 5.

 

 

Рецензент: Cеверова Н. А., доцент кафедры физики

Ухтинского государственного технического университета.

 

Редактор: Шамбулина В.Н., доцент кафедры физики

Ухтинского государственного технического университета.

 

В контрольных заданиях учтены предложения рецензента и редактора.

 

План 2013 г., позиция.

Подписано в печать Компьютерный набор.

Объем 20 с. Тираж 100 экз. Заказ №

 

 

Ó Ухтинский государственный технический университет, 2013

169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Первомайская, д. 13.

Отдел оперативной полиграфии УГТУ.

169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Октябрьская, д. 13

 

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЙ

 

Номер варианта контрольной работы, которую должен выполнить студент, совпадает с последней цифрой номера его студенческого билета. Условия задач необходимо переписывать полностью, без сокращений. К решениям следует давать пояснения.

Решение каждой задачи начинать с новой страницы, оставляя место для замечаний преподавателя. Если при проверке работы преподавателем в ней обнаружены серьезные ошибки и на работе сделана пометка «Не зачтена», нужно исправить ошибки и снова представить на проверку. Исправление нужно делать в той же тетради, в конце работы.

При решении задач необходимо записать краткое условие задачи, вводя буквенные обозначения величин, указанных в условии задачи, и перевести эти величины в систему СИ. Сделать (если возможно) чертеж, поясняющий содержание задачи. Указать физические законы, которые описывают явления в данной задаче.

 

Основная и дополнительная литература

 

Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Академия, 2008.

Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. – М.: Физматлит, 2008.

Павлова В.И., Трофимова Т.И. Сборник задач по физике с решениями. – М.: Высшая школа, 2006.

Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. - М.: Наука,1985.

Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. - М.: Высшая школа, 1989.

Савельев И.В. Курс общей физики. - М.: Наука, 1979.- Т. 1-3.

 

ЭЛЕКТРОСТАТИКА ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

 

Основные законы и формулы

· Закон Кулона

,

где F – сила взаимодействия точечных зарядов q₁ и q₂;

r – расстояние между зарядами;

e – диэлектрическая проницаемость среды;

e₀ – электрическая постоянная (e₀=8,85×10^-12 Ф/м).

· Напряженность и потенциал j электрического поля:

,

где F – cила, действующая на единичный точечный положительный заряд q ₀, помещенный в данную точку поля;

Π; – потенциальная энергия точечного положительного заряда q ₀, находящегося в данной токе поля.

· Напряженность и потенциал поля, создаваемого системой точечных зарядов (принцип суперпозиции, или наложения, электрических полей):

, ,

где , – напряженность и потенциал в данной точке поля, создаваемого

i -ым зарядом.

· Напряженность и потенциал поля, создаваемого:

1) точечным зарядом

, ,

где r – расстояние от заряда q до точки, в которой определяются напряженность и потенциал;

2) проводящей заряженной сферой радиусом R на расстоянии r от центра сферы:

а) Е = 0; (при r<R);

б) ; (при r=R);

в) ; (при r>R).

· Линейная плотность заряда

,

где l – длина заряженного тела.

 

· Поверхностная плотность заряда

.

· Напряженность поля, создаваемого бесконечно длинной равномерно заряженной линией или бесконечно длинным цилиндром на расстоянии r от нити или оси цилиндра:

,

где t – линейная плотность заряда.

· Напряженность поля, создаваемого бесконечной равномерно заряженной плоскостью:

,

где s – поверхностная плотность заряда.

Напряженность поля между двумя равномерно и разноименно заряженными бесконечными параллельными плоскостями (поле плоского конденсатора)

.

· Связь потенциала с напряженностью:

а) в общем случае

, или ;

б) в случае однородного поля

,

где d – расстояние между точками с потенциалами j ₁ и j ₂, взятое вдоль электрической силовой линии;

в) в случае поля, обладающего центральной или осевой симметрией .

· Работа сил поля по перемещению заряда q из точки поля с потенциалом j ₁ в точку с потенциалом j ₂

, или ,

где Е_l –проекция вектора напряженности на направление перемещения;

dl – величина перемещения.

В случае однородного поля

,

где a – угол между направлением вектора и направлением перемещения .

· Электроемкость:

а) уединенного проводника

,

где j – потенциал проводника;

б) плоского конденсатора

, или ,

где U – разность потенциалов пластин конденсатора;

S – площадь пластины (одной) конденсатора;

d – расстояние между пластинами;

в) уединенной проводящей сферы (шара) радиуса R

.

· Электроемкость батареи конденсаторов:

а) при последовательном соединении

,

б) при параллельном соединении:

С = С ₁ + С ₂ + …….+ С_n,

где n – число конденсаторов в батарее.

· Энергия заряженного конденсатора

.

 

· Объемная плотность энергии электрического поля

.

· Сила постоянного тока

, или .

· Плотность тока

,

где S – площадь поперечного сечения проводника.

· Закон Ома:

а) для однородного участка цепи, не содержащего ЭДС

,

где – разность потенциалов на концах участка цепи;

R – сопротивление участка;

б) для участка цепи, содержащего ЭДС

,

где e – ЭДС источника тока на данном участке;

в) для замкнутой (полной) цепи

,

где R – внешнее сопротивление цепи;

r – внутреннее сопротивление источника тока с ЭДС e;

г) в дифференциальной форме

,

где j – плотность тока;

g – удельная проводимость.

· Сопротивление R и проводимость s однородного проводника длиной l и площадью поперечного сечения S:

; ,

где r – удельное сопротивление проводника;

– удельная проводимость проводника.

· Общее сопротивление системы проводников:

а) – при последовательном соединении;

б) – при параллельном соединении,

где R_i – сопротивление i -го проводника.

 

· Законы Кирхгофа:

а) первый закон: ,

где – алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле;

б) второй закон: ,

где – алгебраическая сумма произведений сил токов на сопротивления участков;

– алгебраическая сумма ЭДС, входящих в рассматриваемый замкнутый контур.

· Мощность тока: ; ; .

 

· Закон Джоуля-Ленца (тепловое действие тока в проводнике сопротивлением R за время прохождения тока t)

.

· Полная мощность, выделяющаяся в замкнутой цепи

,

где e – ЭДС источника тока.

· Закон Био-Савара-Лапласа для элемента проводника с током

 

, или ,

где m – магнитная проницаемость изотропной среды;

m ₀ – магнитная постоянная (m ₀ = 4 p ×10^-7 Гн/м);

– радиус-вектор, направленный от элемента проводника к точке, в которой определяется магнитная индукция поля;

α; – угол между радиусом-вектором и направлением тока в элементе провода.

· Магнитная индукция поля, созданного:

а) бесконечно длинным прямым проводником с током

,

где r ₀ – расстояние от оси провода до точки, в которой определяется магнитная индукция;

б) в центре кругового витка с током

,

где R – радиус витка;

в) отрезком проводника с током

,

 

г) бесконечно длинным соленоидом на его оси (внутри соленоида)

,

где n – отношение числа витков соленоида к его длине.

 

· Связь магнитной индукции с напряженностью магнитного поля

.

· Сила действующая на прямой провод с током в однородном магнитном поле (закон Ампера)

, или ,

где l – длина провода;

a – угол между направлением тока в проводе и вектором магнитной индукции .

 

· Магнитный момент плоского контура с током I:

,

где – единичный вектор нормали к плоскости контура, направление которой определяется в соответствии с правилом буравчика;

S – площадь контура.

 

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

,или ,

где α; – угол между векторами и .

 

· Сила Лоренца

, или ,

где – скорость заряженной частицы;

α; – угол между векторами и .

 

· Магнитный поток:

а) в случае однородного магнитного поля и плоской поверхности

, или ,

где S – площадь контура;

α; – угол между нормалью к плоскости контура и вектором магнитной индукции ;

б) в случае неоднородного поля и произвольной поверхности:

.

 

· Потокосцепление (полный поток)

.

 

· Работа по перемещению замкнутого контура с током в магнитном поле

.

 

· Основной закон электромагнитной индукции (закон Фарадея)

.

· ЭДС самоиндукции

.

· Индуктивность контура

.

· Индуктивность соленоида, имеющего N витков

, или ,

где – отношение числа витков соленоида к его длине;

– объем соленоида.

· Разность потенциалов на концах провода длиной l, движущегося со скоростью в магнитном поле

,

где α; - угол между векторами и .

 

· Энергия магнитного поля

.