АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра физики
ФИЗИКА 1
Методические указания и контрольные задания
для студентов всех форм обучения специальности 050717 – Теплоэнергетика
Алматы 2010
СОСТАВИТЕЛИ: Л.В. Завадская, А.И. Кенжебекова, Л.Х. Мажитова, Г.К. Наурызбаева. Физика 1. Методические указания и контрольные задания для студентов всех форм обучения специальности 050717 – Теплоэнергетика. – Алматы: АИЭС, 2010. – 38 с.
Методические указания включают расчетно-графические задания (РГР), методические рекомендации и требования к оформлению и содержанию РГР (для заочной формы обучении – контрольных работ), список необходимой литературы.
Введение
Изучение курса физики создаёт фундаментальную базу инженерно – технических знаний, умений и навыков выпускников высшей технической школы, формирует их научное мировоззрение.
Основными целями курса являются:
1 Формирование у студентов умений и навыков использования фундаментальных законов, теорий классической физики, а также методов физического исследования как основы системы профессиональной деятельности.
2 Формирование у студентов творческого мышления и научного мировоззрения, навыков самостоятельной познавательной деятельности, умения моделировать физические ситуации.
В курсе Физика 1 изучаются разделы классической физики - «Механика», «Статистическая физика и термодинамика», «Электромагнетизм».
Приобретённые при изучении физики знания и умения составляют ту основу, которая необходима при изучении технических дисциплин «Теоретическая механика», «Прикладная механика», «Техническая гидродинамика», «Гидравлика», «Теплотехнические измерения», «Теоретические основы электротехники» и другие.
Весь курс Физика 1 состоит из четырех кредитов (модулей), по каждому из которых студенты очной формы обучения выполняют расчетно – графическое задание (РГР) по трем уровням сложности (А, В и С – по выбору), заочной – контрольные работы.
Номер варианта студентом очной формы обучения выбирается самостоятельно и утверждается преподавателем, ведущим практическое занятие. Для студентов-заочников правила выбора варианта контрольных работ приведено ниже.
1.1 Рекомендации к освоению дисциплины «Физика 1»
При изучении данной дисциплины необходимо, прежде всего, усвоить основные понятия, законы и принципы классической и современной физики, а затем их важнейшие следствия.
В разделе «Механика» следует обратить особое внимание на:
- кинематические и динамические характеристики поступательного и вращательного движения, связь между ними. При этом необходимо использовать математический аппарат векторной алгебры и дифференциального и интегрального исчислений;
- понятия энергии и работы с учетом особенности консервативных и неконсервативных сил;
- законы сохранения импульса, момента импульса и механической энергии, их универсальность, отражающую фундаментальные свойства симметрии пространства и времени;
- эффективность использования законов сохранения при решении реальных физических задач;
- границы применимости классической физики.
В разделе «Статистическая физика и термодинамика» необходимо усвоить два качественно различных и взаимно дополняющих друг друга метода исследования физических свойств макроскопических систем, а именно статистический и термодинамический. Особое внимание следует обратить на статистические распределения (Максвелла, Больцмана), законы термодинамики, понятие энтропии и связанное с ней статистическое толкование второго начала термодинамики.
В разделе «Электростатика и постоянный ток» прежде всего, следует акцентировать внимание на роль электрического поля во взаимодействии заряженных тел, его характеристики (напряженность, потенциал) и свойства, выражаемые основными теоремами: 1) о циркуляции электростатического поля, 2) Гаусса.
При решении задач необходимо уметь пользоваться принципом суперпозиции и теоремой Гаусса.
Особого внимания заслуживают вопросы, связанные с распределением зарядов в проводниках и поведением диэлектриков в электрическом поле.
При изучении обобщенного закона Ома необходимо знать четкое разграничение понятий: разность потенциалов, электродвижущая сила и напряжение.
В разделе «Электромагнетизм» при изучении свойств и характеристик магнитного поля важно уяснить сходство и различие этого поля с электростатическим (потенциальный и вихревой характер, наличие или отсутствие источников поля, действие поля на электрические заряды).
1.2 Общие требования к выполнению и оформлению контрольных работ
Из-за большого разнообразия физических задач не существует единого способа их решения, тем не менее, при решении учебных физических задач можно придерживаться следующего общего алгоритма:
- осмыслите и проанализируйте содержание задачи, установите, в каких условиях находится изучаемая система (объект), сделайте чертёж, график или рисунок, поясняющий физический смысл задачи и ход ее дальнейшего решения;
- подумайте, какие физические законы следует применить в данной ситуации, запишите их уравнения в общем виде, затем – применительно к данной задаче, поясните смысл каждого обозначения в уравнении;
- решите задачу в общем виде, получите рабочую (расчетную) формулу. Числовые значения, как правило, подставляются только в рабочую формулу, выражающую искомую величину;
- производя вычисления величин, руководствуйтесь правилами приближенных вычислений. Все, входящие в данную формулу величины, выражайте в одной и той же системе единиц (желательно в СИ);
- в некоторых случаях целесообразно оценить правдоподобность ответа, это поможет избежать ошибок в решении.
Все РГР и контрольные работы выполняются в тетради (школьной) или набираются на компьютере. На обложке или титульном листе приводятся сведения в соответствии с приведенным ниже примером.
Пример – образец титульного листа
РГР №1, М 1 (Контрольная работа №1– для студентов заочной формы обучения) по дисциплине «Физика 1»
студента группы БТЭ – 10 –1 Бусакова И.Е.
Вариант 15 (Шифр 255327).
Каждая работа выполняется в отдельной тетради. Работа должна быть выполнена аккуратно, рисунки – карандашом при помощи линейки. Условие задачи переписывается полностью, без сокращений, затем оно должно быть записано с помощью общепринятых символических обозначений в краткой форме под заглавием «Дано». Решение каждой задачи необходимо сопровождать краткими пояснениями, раскрывающими смысл используемых обозначений, где возможно, дать схематический чертеж, поясняющий решение задачи. Необходимо указать какие физические законы лежат в основе данной задачи, решить ее в общем виде (в буквенных обозначениях), после чего подставить числовые данные и произвести вычисления, указать единицу искомой физической величины. При вычислениях рекомендуется пользоваться правилами приближенных вычислений и грамотно записывать ответ.
Для замечаний преподавателя на странице оставляются поля.
В конце работы необходимо указать, каким учебником или учебным пособием студент пользовался при изучении физики.
Если контрольная работа студентами-заочниками пересылается по электронной почте, все требования, касающиеся её оформления, пояснения решений, также должны быть выполнены. В случае если контрольная работа при рецензировании не была зачтена, студент обязан исправить ошибки и представить работу на повторную рецензию. Повторная контрольная работа представляется вместе с незачтенной. Рецензент может пригласить студента для беседы по существу решения задач.
1.2.1 Правила выбора варианта контрольной работы для студентов-заочников
В каждом кредите (модуле) курса приведены две таблицы по 10 вариантов задач в каждой. Номер варианта выбирается по двум последним цифрам шифра (номера зачетной книжки) студента следующим образом:
- если предпоследняя цифра шифра нечетная, номера задач берутся из таблицы I, если четная или ноль – из таблицы II в каждой контрольной работе соответственно;
- последняя цифра шифра определяет номер варианта в соответствующей таблице.
1.2.2 Пример решения и оформления задачи
Задача. Тепловая машина с идеальным газом в качестве рабочего вещества совершает обратимый цикл, состоящий из изохорного нагревания 1-2, адиабатного расширения 2-3 и изотермического сжатия 3-1. Максимальная температура Тmax, достигаемая в цикле, равна 400К, минимальная – Tmin= 300К. Определите к.п.д. цикла. Каким был бы к.п.д. машины, если бы она работала по обратимому циклу Карно с теми же температурами нагревателя и холодильника?
Дано:
Тmax = 400К
Tmin = 300К
___________
Изобразим указанный цикл на диаграмме P-V:
Коэффициент полезного действия тепловой машины
.
Для нахождения полученного системой тепла Q1 и отданного – Q2, применим первое начало термодинамики.
1-2, изохорное нагревание: 
.
2-3, адиабатное расширение: 
.
3-1, изотермическое сжатие: 
.
Из диаграммы видно, что Тmax = T2, Tmin = T1. Таким образом
.
(1)
Отношение объемов 
заменим
отношением температур 
, воспользовавшись уравнением
адиабаты 2-3 и приняв во внимание равенство объемов 
. (2)
Подставим (2) в (1)
.
Преобразуем выражение
.
Окончательно получим
.
Для цикла Карно
.
Ответ: 
.
Т а б л и ц а 1- РГР № 1, М 1
|
Уровень |
Вариант |
Волькенштейн В.С. «Сборник задач по общему курсу физики».-М., |
1990Чертов А.Г., Воробьёв А.А.«Задачник по физике». -М.,2006. – 640 с. |
Задания к практическим занятиям. Физика/Под ред. Ж.П. Лагутиной/.-М., 1989 |
Приложение А
|
|
А |
1 |
1.45,2.8,3.12,3.26,2.58(а) |
|
|
5, 17 |
|
2 |
1.46, 2.31 |
2.38, 3.20(3), 3.49 |
|
3, 14 |
|
|
3 |
|
2.35(1), 3.19(2), 3.47 |
4.45, 6.9 |
1, 11 |
|
|
4 |
|
2.36, 3-4, 3.28, 5.12 |
4.49 |
2, 13 |
|
|
5 |
|
1.29, 2.7, 3.9, 3.27,4.65 |
|
7, 19 |
|
|
6 |
2.67, 3.4, 3.39 |
1.26, 4.64 |
|
6, 20 |
|
|
7 |
|
1.15, 2.3, 3.20(2), 4.52, 5.14 |
|
9, 16 |
|
|
8 |
|
1.8, 2.1, 3.7, 3.25, 2.61 |
|
8, 18 |
|
|
9 |
1.41, 2.16, 2.60, 3.21 |
3.20(1) |
|
10, 15 |
|
|
10 |
1.24, 2.3, 2.38 |
3.21, 2.35(1) |
|
4, 12 |
|
|
В |
11 |
|
2.60, 3.33, 2.41, 5.5 |
4.21 |
21, 33 |
|
12 |
|
3.30(1), 2.70, 2.74, |
4.25, 6.12 |
22, 31 |
|
|
13 |
|
3.24, 2.78 |
3.7, 4.46, 6.15 |
23, 34 |
|
|
14 |
1.44, 17.5 |
3.34, 2.59, 2.75 |
|
24, 43 |
|
|
15 |
17.7 |
2.77, 3.23, 3.30(2), 4.9 |
|
25, 38 |
|
|
16 |
1.57, 2.94, 17.8 |
2.76, 3.22 |
|
26, 37 |
|
|
17 |
1.61, 3.13 |
2.80, 4.24, 5.36 |
|
27, 30 |
|
|
18 |
|
1.25, 2.84, 3.30(3), 4.26, 5.32 |
|
28, 39 |
|
|
19 |
|
1.24, 2.84, 3.30(1), 3.45, 4.28 |
|
32, 41 |
|
|
20 |
|
2.18, 2.83, 3.46, 4.34, 5.27 |
|
35, 42 |
|
|
21 |
|
3.8, 3.53 |
1.26, 2.17, 4.25 |
36, 40 |
|
|
22 |
|
3.12(б), 3.55 |
1.21, 3.30, 4.27 |
29, 44 |
|
|
С |
23 |
|
2.92, 3.11(1) |
1.29, 3.10, 4.30 |
46, 51 |
|
24 |
|
2.91, 3.11(2) |
1.28, 4.28, 6.40 |
47, 52 |
|
|
25 |
|
2.90, 3.16 |
1.48, 4.29, 6.46 |
45, 53 |
|
|
26 |
|
2.89, 3.37 |
1.30, 4.26, 5.6 |
48, 50 |
|
|
27 |
|
3.32 |
3.4, 3.37, 4.24, 5.7 |
49, 54 |
Контрольная работа №1, М1
Т а б л и ц а I – Варианты контрольных заданий (нечетные)
|
Вариант |
Номера задач (Чертов А.Г., Воробьёв А.А. «Задачник по физике». -М., 2006. – 640 с.) |
Приложение А |
|||||
|
0 |
2-2 |
2-67 |
3-19(1) |
3-31 |
5-10 |
1 |
13 |
|
1 |
2-7 |
2-71 |
3-21 |
3-38 |
5-27 |
2 |
15 |
|
2 |
2-6 |
2-86 |
3-22 |
3-49 |
5-18 |
3 |
14 |
|
3 |
1-15 |
2-61 |
3-27 |
3-29(1) |
5-32 |
6 |
17 |
|
4 |
1-31 |
2-73 |
3-20(1) |
3-53 |
5-20 |
7 |
16 |
|
5 |
2-18 |
2-83 |
3-24 |
3-50 |
5-4 |
4 |
12 |
|
6 |
2-9 |
2-61 |
3-25 |
3-34 |
5-41 |
5 |
11 |
|
7 |
2-5 |
2-77 |
3-28 |
3-55 |
5-3 |
9 |
19 |
|
8 |
1-16 |
2-58 |
3-20(3) |
3-29(2) |
5-18 |
10 |
20 |
|
9 |
1-36 |
2-74 |
3-19(3) |
3-35 |
5-29 |
8 |
18 |
Т а б л и ц а II – Варианты контрольных заданий (четные)
|
Вариант |
Номера задач (Чертов А.Г., Воробьёв А.А. «Задачник по физике». -М., 2006. – 640 с.) |
Приложение А |
|||||
|
0 |
2-7 |
2-74 |
3-19(2) |
3-36 |
5-12 |
10 |
18 |
|
1 |
2-9 |
2-77 |
3-25 |
3-50 |
5-29 |
9 |
20 |
|
2 |
1-35 |
2-60 |
3-26 |
3-29(3) |
5-34 |
2 |
11 |
|
3 |
2-3 |
2-72 |
3-23 |
3-30(1) |
5-5 |
5 |
13 |
|
4 |
2-5 |
2-75 |
3-28 |
3-38 |
5-3 |
4 |
16 |
|
5 |
2-18 |
2-78 |
3-27 |
3-44 |
5-21 |
3 |
12 |
|
6 |
1-32 |
2-59 |
3-24 |
3-31 |
5-13 |
6 |
19 |
|
7 |
1-16 |
2-57 |
3-22 |
3-33 |
5-10 |
7 |
15 |
|
8 |
1-26 |
2-76 |
3-21 |
3-34 |
5-41 |
8 |
17 |
|
9 |
1-33 |
2-79 |
3-20(2) |
3-35 |
5-30 |
1 |
14 |
Приложение А
1. Почему для описания механического движения необходимо, прежде всего выбрать систему отсчета (С.О.)? Что представляет собой «система отсчета»? Какие системы отсчета различают в механике?
2. Построите график
скорости u(t), соответствующий графику
пути s(t) (рисунок А.1)
Можно ли из имеющихся данных определить ускорение тела в разные моменты времени?
Рисунок А.1
3. Частица движется по криволинейной траектории. Поясните физический смысл следующих выражений:
а) 
; б) 
; в) 
; г) 
; д) 
; е) 
, где 
- скорость частицы; 
-ускорение частицы?
4. Частица движется равномерно, по
окружности радиуса R.
Пусть 
- радиус-вектор,
определяющий положение частицы относительно центра окружности. а) Сравните 
, 
, 
при t < Т и t = Т; б) какое из
выражений 
или 
отлично от нуля?
5. Как изменяется модуль полного ускорения точки, если она движется равномерно по: а) свертывающейся плоской спирали, б) раскручивающейся плоской спирали?
6. Третий закон Ньютона. Действие и противодействие. В чем состоит субъективный характер их отличия? Приведите примеры.
7. Почему работа,
совершаемая силами динамического трения, всегда отрицательна? Какие виды сил
трения различают в механике? От чего они зависят?
8. Частица массы m движется с постоянной
скоростью V вдоль прямой (рисунок
А.2). Запишите выражение (в векторной и скалярной форме) момента импульса частицы
относительно точки О. Укажите направление
вектора 
. Докажите, что
в данном случае направление и модуль момента импульса частицы не изменяются в
процессе движения.
Рисунок А.2
9. Как определяется работа переменной силы на малом и конечном перемещениях? Можно ли на графике F(S) определить работу? Ответ поясните.
10. Момент инерции твердого тела: определение и физический смысл.
Может ли абсолютно твердое тело характеризоваться одним постоянным значением момента инерции? Почему?
11. Дайте определения понятий силы 
и массы m? Каковы характерные
свойства этих физических величин? Каково содержание закона независимости действия
сил? Сформулируйте принцип суперпозиции сил.
12. Дайте определения понятий
«инерция» и «инертность». Что служит мерой инертности тел при поступательном и
вращательном движениях, при движении со скоростью 
?
13. Центростремительная сила. Чем она отличается от других известных Вам сил? Совершает ли центростремительная сила работу? Приведите примеры.
14. Дайте определение понятию «энергия», перечислите основные свойства этой величины. Потенциальная и кинетическая энергия. В чем состоит различие в свойствах потенциальной и кинетической энергии? (Обратите внимание на то, как определяется та или другая энергия частицы и системы частиц).
15. Предположим вы сидите на вращающемся табурете, не касаясь пола. Сможете ли вы привести себя и сиденье во вращение, отталкиваясь от обода сиденья? Ответ обоснуйте.
16. Шар массы m2, имеющий
скорость , налетает на
покоящийся шар массы m1 (рисунок А.3). Могут ли после соударения
скорости шаров 
и 
иметь направления, показанные
на рисунке? В случае положительного ответа сформулируйте условия для угла a.
Рисунок А.3
17. Известно, что в некоторой точке траектории потенциальная энергия частицы U=5 Дж. Можно ли по этим данным найти силу, действующую на частицу в этой точке? Объясните, почему?
18. В чем заключается эффект «замедления хода движущихся часов» в движущейся системе отсчета? Приведите примеры экспериментального подтверждения этого эффекта.
19. Сформулируйте принцип относительности Эйнштейна и сравните его с принципом относительности Галилея. Запишите релятивистский закон сложения скоростей и получите из него классический закон сложения скоростей. Приведите примеры.
20. В чем заключается физический смысл закона связи между массой и энергией? Приведите факты, подтверждающие этот закон.
21. Импульс тела в
релятивисткой динамике. Постройте график зависимости импульса тела Р от его относительной
скорости 
(с – скорость света в вакууме). При каких
значениях релятивистский импульс
совпадает с классическим?
22. Нормальное ускорение частицы постоянно по модулю. Какую форму будет иметь траектория частицы в этом случае, если проекция тангенциального ускорения на направление движения: а) равна нулю; б) положительная; в) отрицательная?
23. Какое силовое поле называется центральным? Докажите, что все центральные поля, независимо от их природы, являются потенциальными.
24. Неинерциальная система отсчета. Зачем в неинерциальных системах отсчета нужно вводить силы инерции, и чем они отличаются от обычных сил взаимодействия между телами?
25. Сравните модуль силы натяжения нити математического маятника в крайнем положении с модулем силы натяжения нити конического маятника. Длины нитей, массы грузов и углы отклонения маятников одинаковы.
26. Движение материальной
точки задано уравнениями x=х0+at3, y=у0-bt, где a,
b-const. Изменяется ли сила,
действующая на точку: а) по модулю; б) по направлению. Чему равен момент этой
силы относительно начала координат в момент времени t?
27. Цилиндр с намотанной на него нитью лежит на двух горизонтальных параллельных брусках (рисунок А.4). Конец нити пропущен между брусками, и к нему приложена постоянная сила F. Коэффициент трения между цилиндром и брусками k. Будет ли цилиндр перемещаться? В какую сторону? Ответ обоснуйте, записав уравнения динамики. Рисунок А.4
28. Гироскоп в виде
массивного цилиндра вращается в направлении, указанном на рисунке стрелкой. Как
направлен собственный момент импульса? Чему он равен? Что произойдет, если к оси
гироскопа приложить силу F, как показано на рисунке А.5? Рисунок
А.5
29. Зависит ли работа, совершаемая над телом,
от выбора системы отсчета? Влияет ли это на теорему о связи работы и кинетической
энергии?
30. Изобразите на рисунке
поверхности постоянной потенциальной энергии U, а также силу и градиент ÑU в некоторой
произвольно взятой точке для: а) однородного поля тяжести; б) гравитационного
поля точечной массы.
31. Определите
положения равновесия и дайте ответ на вопрос, устойчивы ли они для поля вида:
а) 
; б) 
, где а – положительная постоянная.
Проиллюстрируйте ответы графиками функций U(r), Fr(r).
32. Известно, что в двух близлежащих
точках 1 и 2 потенциальная энергия частицы равна соответственно U1=5 Дж и U2=5,1 Дж. Расстояние между
точками r=1 см. Можно ли по
этим данным найти: а) проекцию силы на направление прямой, соединяющей точки 1
и 2; б) силу 
,
действующую на частицу в окрестности этих точек?
33. Консервативна ли сила: а) 
; б) 
? В случае положительного ответа получите
формулу для потенциальной энергии U(x,y,z).
34. Докажите, что в случае центрального упругого удара два тела обмениваются скоростями, если m1= m2.
35. Выведите формулы для скоростей
тел после центрального абсолютно упругого удара для случая, когда тело массы m1 налетает со
скоростью на
покоящееся тело массы m2. В каком случае налетающее тело: а)
продолжит движение в прежнем направлении; б) отскочит обратно.
36. Выведите формулы для скоростей
тел после центрального бсолютно неупругого удара для случая, когда тело массы m1 налетает со
скоростью на покоящееся
тело массы m2. Проанализируйте
полученные результаты для случаев: а) m1>> m2; б) m1<< m2.
37. Каким молотком – легким или тяжелым – легче забивать гвозди? Тяжелее или легче сваи должен быть копёр для забивания свай? От чего зависит КПД удара?
38. Человек, стоящий на скамье Жуковского, держит в руках вращающееся колесо с вертикально ориентированной осью. Скамья с человеком неподвижна.
Сначала человек держал вращающееся колесо над головой, затем повернул ось колеса на 180°. В каком направлении будет вращаться скамья? Дайте обоснованный ответ.
39. В релятивистской динамике направления силы и вызываемого ею ускорения не всегда совпадают. Объясните, почему?
40. Прыгун, отталкиваясь от трамплина, выполняет в воздухе несколько полных оборотов, при этом свертывается клубком, а затем, при входе в воду, снова выпрямляет тело. Какую траекторию описывает при этом: а) его центр масс; б) другая точка тела (например, голова)J? Какие законы сохранения выполняются при этом? Опишите кинематику движения (характер изменения линейной и угловой скорости).
41. Горизонтальный диск массы m и радиуса R вращается вокруг вертикальной оси, проходящей через его центр перпендикулярно плоскости диска. На него опускают другой диск такой же массы, но вдвое меньшего радиуса, при этом диски оказываются жестко сцепленными друг с другом. Как изменятся: а) угловая скорость вращения; б) момент импульса системы относительно оси вращения; в) кинетическая энергия?
42. Почему велосипедисту легко сохранять равновесие (даже не держа руль руками) в процессе движения и очень трудно – в покое? Ответ поясните векторной диаграммой.
43. Однородному цилиндру сообщают начальный импульс mv0, в результате чего он начинает катиться без скольжения вверх по наклонной плоскости, образующей с горизонтом угол α. На какую высоту поднимется цилиндр? Сравните полученный результат с тем, который при тех же условиях был бы получен для шайбы той же массы. Объясните различия. Потерями энергии на трение пренебречь.
44. Консервативные и неконсервативные силы. Дайте определение и приведите примеры. Поле каких сил называется потенциальным? Основное свойство этого поля.
45. Почему у рек Северного полушария, текущих на север, правый берег подвергается большей эрозии, чем левый? Дайте обоснованный ответ и приведите другие примеры.
46. Дайте определение понятиям: а) момент инерции твердого тела J, б) момент силы M относительно неподвижной оси. Что характеризуют эти величины? Проведите аналогию между величинами M и J и соответствующими им величинами динамики поступательного движения.
47. Какие физические величины являются инвариантными в классической и релятивистской механиках? Докажите их инвариантность.
48. По кольцу растекается капля жидкости. Как при этом изменяется момент инерции жидкости относительно оси, перпендикулярной плоскости кольца и проходящей через его центр? Учесть, что r<<R, где r – радиус капли жидкости, R – радиус кольца жидкости.
49. На горизонтальной
плоскости лежит катушка ниток массы m (рисунок А.6). Ее момент инерции относительно
собственной оси J.
Радиус намотанного слоя ниток равен r, внешний радиус катушки R. Катушка без скольжения
движется под действием постоянной силы . Напишите уравнения движения катушки. Рисунок
А.6
50. Что представляет собой маятник Максвелла? Как он движется и под действием каких сил? Изобразите маятник на рисунке, запишите уравнения движения.
51. На ступенчатый цилиндрический блок с радиусами r и R (рисунок А.7) намотаны в противоположных направлениях две легкие нити, нагруженные массами m1 и m2. Момент инерции блока J. Выведите условие равновесия грузов и блока. Трением в оси пренебречь.
Рисунок А.7
52. Зависимость потенциальной энергии Wп взаимодействия двух частиц от расстояния r между ними показана на рисунке А.8. Каким расстояниям между частицами соответствует равновесие? При каком расстоянии это равновесие устойчиво и при каком – неустойчиво? Каким участкам кривой соответствуют силы притяжения и каким – силы отталкивания? Дайте полный ответ на основе анализа связи силы и потенциальной энергии.
Рисунок А.8
53. Предположим, что с двух наклонных одинаковых по высоте и длине плоскостей скатываются два тела одинаковой массы, имеющие одинаковые радиусы: шар и сплошной цилиндр (диск). Какое тело скатится быстрее? Какие из параметров и как следует изменить, чтобы время скатывания всех тел было одинаковым? Ответы обоснуйте.
54. Ни одно тело с
массой покоя m0 отличной от нуля (m0
0), не может достигнуть скорости
света. Обоснуйте это утверждение.
Т а б л и ц а 4- РГР № 2, М2
|
Уровень |
Вариант |
Чертов А.Г., Воробьёв А.А.«Задачник по физике». -М.,2006. – 640 с. |
Волькенштейн В.С. «Сборник задач по общему курсу физики».-М., 1990 |
Задания к практическим занятиям. Физика./Под ред. Ж.П. Лагутиной/.-М., 1989 |
Приложение Б
|
|
А |
1 |
11-26, 11-54 |
5-21, 5-93, 5-153, 5-99 |
|
3,18 |
|
2 |
10-5,10-50,11-27,11-60 |
5-87, 5-52 |
|
2,15 |
|
|
3 |
11-28,11-61,11-71 |
5-4, 5-51, 5-141 |
|
4,20 |
|
|
4 |
10-63,11-62 |
5-6, 5-81, 5-106, 5-223 |
|
1,11 |
|
|
5 |
10-8,11-32,11-64 |
5-84, 5-139, 5-29 |
|
7,16 |
|
|
6 |
9-25,11-4,11-20 |
5-9, 5-153 |
9-33 |
5,19 |
|
|
7 |
10-7,11-5,11-35 |
5-196, 5-22, 5-143 |
|
6,13 |
|
|
8 |
11-2 |
|
8-13,8-36,8-42,9-1,9-42 |
8,12 |
|
|
9 |
9-27,10-63,11-63 |
5-41, 5-155, 5-216 |
8-37,9-2,9-31 |
10,17 |
|
|
10 |
10-52, 11-39 |
|
8-21,9-35,9-44,8-36 |
9,14 |
|
|
В |
11 |
10-10, 11-55 |
5-62, 5-76, 5-146, 5-219 |
|
21,33 |
|
12 |
11-34, 11-56 |
5-77, 5-94, 5-155, 5-220 |
|
22,34 |
|
|
13 |
10-12, 11-57 |
5-22, 5-80, 5-127, 5-221 |
|
23,35 |
|
|
14 |
10-54,11-44,11-58 |
5-29 |
8-32,8-46 |
24,37 |
|
|
15 |
8-39,10-11,11-46, 11-59 |
5-145, 5-228 |
|
25,36 |
|
|
16 |
|
5-16, 5-148, 5-166, 5-229 |
8-28,9-34 |
26,38 |
|
|
17 |
11-67 |
|
8-11,8-29,8-47,9-16,9.47 |
27,40 |
|
|
18 |
9-19, 10-26 |
5-146, 5-168, 5-178, 5-230 |
|
28,39 |
|
|
19 |
10-36, 11-74 |
5-62, 5-129, 5-180, 5-203 |
|
29,41 |
|
|
20 |
10-18, 11-73 |
|
9-16,8-45,9-35,9-38 |
30,42 |
|
|
21 |
|
5-183, 5-197, 5-158, 5-57, 5-194, 5-230 |
|
31,43 |
|
|
22 |
|
5-89, 5-56, 5-133, 5-189, 5-231, 5.219 |
|
32,44 |
|
|
С |
23 |
11-75 |
5-169 |
8-9,8-28,8-49,9-48 |
45,50 |
|
24 |
9-23 |
5-199 |
8-39,8-47,8-39,9-49 |
46,52 |
|
|
25 |
|
5-204 |
8-13,8-40,8-49,9-24,9-50 |
47,53 |
|
|
26 |
10-14 |
5-207, 5-219 |
8-14,8-50,9-26 |
48,51 |
|
|
27 |
10-25, 10-73 |
5-168, 5-214, 5-231 |
8-10 |
49,54 |
Контрольная работа №2, М2
Т а б л и ц а I – Варианты контрольных заданий (нечетные)
|
Вариант |
Номера задач (Чертов А.Г., Воробьёв А.А. «Задачник по физике». -М., 2006. – 640 с.) |
Приложение Б |
||||||
|
0 |
9-12 |
10-17 |
11-3 |
11-20 |
11-70 |
10-49 |
9 |
12 |
|
1 |
9-16 |
10-12 |
11-9 |
11-16 |
11-63 |
10-50 |
2 |
11 |
|
2 |
9-19 |
10-1 |
11-7 |
11-21 |
11-54 |
11-64 |
1 |
13 |
|
3 |
9-17 |
10-4 |
11-10 |
11-23 |
11-64 |
10-67 |
7 |
14 |
|
4 |
9-14 |
10-6 |
11-5 |
11-33 |
11-68 |
10-55 |
3 |
16 |
|
5 |
9-27 |
10-11 |
11-12 |
11-40 |
11-65 |
10-66 |
4 |
15 |
|
6 |
9-29 |
10-7 |
11-11 |
11-50 |
11-62 |
10-65 |
8 |
17 |
|
7 |
9-30 |
10-20 |
11-6 |
11-18 |
11-66 |
10-51 |
10 |
18 |
|
8 |
9-18 |
10-26 |
11-2 |
11-17 |
11-69 |
10-63 |
5 |
19 |
|
9 |
9-15 |
10-8 |
11-4 |
11-41 |
11-61 |
10-61 |
6 |
20 |
Т а б л и ц а II – Варианты контрольных заданий (четные)
|
Вариант |
Номера задач (Чертов А.Г., Воробьёв А.А. «Задачник по физике». -М., 2006. – 640 с.) |
Приложение Б |
||||||
|
0 |
9-15 |
10-18 |
11-10 |
11-28 |
11-71 |
10-52 |
7 |
18 |
|
1 |
9-16 |
10-11 |
11-7 |
11-24 |
11-60 |
10-67 |
9 |
14 |
|
2 |
9-18 |
10-17 |
11-5 |
11-39 |
11-53 |
10-55 |
3 |
20 |
|
3 |
9-27 |
10-10 |
11-6 |
11-30 |
11-72 |
10-50 |
5 |
17 |
|
4 |
9-29 |
10-1 |
11-11 |
11-22 |
11-66 |
10-64 |
6 |
19 |
|
5 |
9-28 |
10-8 |
11-12 |
11-32 |
11-68 |
10-49 |
8 |
11 |
|
6 |
9-19 |
10-6 |
11-9 |
11-37 |
11-62 |
10-65 |
10 |
16 |
|
7 |
9-30 |
10-20 |
11-2 |
11-36 |
11-54 |
10-51 |
1 |
12 |
|
8 |
9-20 |
10-4 |
11-4 |
11-34 |
11-69 |
10-61 |
4 |
13 |
|
9 |
9-15 |
10-26 |
11-3 |
11-35 |
11-64 |
10-63 |
2 |
15 |
Приложение Б
1. Зная число Авогадро NA, плотность вещества r и молярную массу М, получите формулы, определяющие число молекул в произвольной массе вещества.
2. Как изменяется
средняя арифметическая скорость теплового движения молекул идеального газа при увеличении
давления в процессе, для которого р~
?
3. Изменяется ли давление газа, если: а) молекулы газа диссоциируют при постоянной температуре? б) изменяется температура при постоянной концентрации молекул? Ответы обоснуйте.
4. Согласно МКТ давление газа р~n<Wпост>. В каком изопроцессе одновременно с возрастанием n увеличивается и средняя энергия поступательного движения молекулы <Wпост>? Объясните ответ.
5. Может ли в каком-либо изопроцессе одновременно с возрастанием n уменьшаться средняя энергия поступательного движения молекулы <Wпост>? Объясните ответ.
6. Известны градиент
температуры 
и
теплопроводность l. Напишите выражение
для плотности потока теплоты 
. Объясните его и укажите единицы и l в СИ.
7. Сосуд, содержащий некоторое количество одноатомного газа движется со скоростью u, затем внезапно останавливается. На сколько увеличится при этом квадрат средней квадратичной скорости молекул? Что такое средняя квадратичная скорость?
8. Принимая молекулу за шарик диаметром 3×10-10 м, определите, какая часть объема, занимаемая газом при нормальных условиях, приходится на его молекулы.
9. Объясните, почему снять плотно закрытую крышку сосуда бывает проще после прогрева ее под струей горячей воды.
10. Каково содержание одного из основных законов классической статистической физики о равнораспределении энергии по степеням свободы? Как определяется число степеней свободы молекулы?
11. Верны ли и почему приведенные соотношения для смеси двух химически нереагирующих идеальных газов: а) р1+р2=р; б) U1+U2=U; в) Cv1+Cv2=Cv.
12. Верна ли и почему формула приращения внутренней энергии идеального газа DU=Cvn(T2-T1) для процессов: а) изохорного; б) изобарного?
13. Газ сначала расширился изотермически, затем был сжат адиабатно. Работы расширения и сжатия равны по модулю. Сравните объем газа в начале и конце процесса. Изобразите графики процессов на р-V-диаграмме.
14. В чем сходство и различие понятий работа А и теплота Q? Сформулируйте первое начало термодинамики.
15. Выведите формулу, выражающую связь между молярными теплоемкостями Cp и Cv для идеального газа. Поясните физический смысл универсальной газовой постоянной R.
16. Докажите, что показатель адиабаты g всегда больше единицы? Почему адиабатный процесс относится к изопроцессам?
17. Цикл Карно. Постройте его диаграмму в координатах PV, TS. Зависит ли к.п.д. цикла Карно: а) от положения изотерм; б) от положения адиабат; в) от вида рабочего вещества?
18. Первое начало термодинамики иногда несколько вольно формулируют следующим образом: «Невозможно получить что-либо из ничего», а второе начало: «Невозможно точно восстановить разрушенное». Объясните, как согласовать эти вольные формулировки со строгими формулировками первого и второго начал термодинамики?
19. Газ расширяется изотермически от объема V1 до объема V2 при: а) Т=Т1; б) Т=Т2(Т1>Т2). Сравните приращения энтропии в этих условиях, объясните ответ.
20. На основе анализа цикла тепловой машины покажите, какую роль играет холодильник и почему без него невозможен отличный от нуля КПД?
21. Начертите и объясните графики зависимости плотности идеального газа в зависимости от температуры при изотермическом, изобарном и изохорном процессах.
22. Если газ быстро сжать (например, переместив поршень), то его температура повысится. Когда газ под поршнем расширяется, происходит его охлаждение. Объясните эти изменения температуры с точки зрения молекулярно-кинетической теории, обратив внимание на то, что происходит в тот момент, когда молекулы сталкиваются с движущимся поршнем.
23. Не должны ли все предметы, находящиеся при одинаковой температуре, создавать у нас одинаковые ощущение тепла или холода? Вы без малейшего колебания надеваете на себя одежду, имеющую комнатную температуру, примерно 20°С, но попробуйте сесть раздетым в сухую ванну, которая казалось бы, должна иметь ту же температуру, и вы почувствуете, как велика тут разница. Почему?
24. Преобразуйте функцию распределения Максвелла, перейдя от переменной u к переменной u=u/uвер, где uвер – наиболее вероятная скорость молекул. Что дает такое изменение?
25. Как изменяется динамическая вязкость газа h при увеличении объема в процессах: а) изобарном; б) изотермическом?
26. Как и почему изменяются при изотермическом расширении газа: а) средняя кинетическая энергия молекул; б) средняя длина свободного пробега молекул?
27. Газ находится в закрытом сосуде. Зависят ли и почему от средней скорости теплового движения молекул газа: а) среднее число столкновений молекулы за 1с с другими молекулами; б) средняя длина свободного пробега молекул?
28. Какая из прямых на рисунке Б.1 правильно изображает в логарифмическом масштабе зависимость средней квадратичной скорости молекул от температуры? Ответ обоснуйте.
Рисунок Б.1
29. Объясните, как
изменяется средняя длина свободного пробега молекул газа: а) при изобарном
нагревании; б) при изотермическом увеличении давления? Изменением эффективного
сечения молекул пренебречь. Постройте графики зависимости средней длины
свободного пробега молекул от температуры <
>=<>(Т).
30. Объясните, как
изменяются при изохорном нагревании газа: а) среднее время между соударениями
молекул; б) средняя длина свободного пробега молекул. Изменением эффективного
сечения молекул пренебречь. Постройте графики зависимости средней длины
свободного пробега молекул <> и среднего времени между соударениями
от температуры.
31. На рисунке Б.2 представлены
графики функции 
распределения
молекул по скоростям (закон Максвелла) для некоторого газа при двух значениях
температуры Т. Какая из кривых соответствует большей температуре? Объясните
изменение формы кривой при переходе к большей температуре. При каких условиях
устанавливается такое распределение молекул по скоростям? Рисунок
Б.2
32. Приведите и поясните основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Почему давление газа зависит от средней энергии поступательного движения молекулы, а не от ее полной энергии?
33. Сформулируйте второе начало термодинамики. В реальных условиях невозможно избежать ни самопроизвольных расширений, ни трения, ни теплового рассеяния. Каков же общий признак у этих процессов? Объясните.
34. Приведите примеры естественных (происходящих самопроизвольно) процессов, в которых порядок сменяется беспорядком. Почему это происходит? Обсудите возможности наблюдения обратных процессов.
35. Имеются два
разных газа в цилиндрах, имеющих одинаковые параметры состояния. Один газ
одноатомный, другой – двухатомный. Сначала они в одинаковой степени расширяются
изотермически, а затем адиабатически. Какой из них совершил большую работу при
изотермическом расширении? Почему? Какой – при адиабатическом расширении?
Почему? Покажите процессы на р, V – диаграмме.
36. Идеальный газ переходит из состояния A в состояние B (рисунок Б.3) в результате обратимых процессов либо через состояние С, либо через состояние D. В каком случае: а) совершена большая работа; б) получено больше теплоты? Каковы изменения энтропии и внутренней энергии данного газа при каждом переходе?
Рисунок Б.3
37. Газ переходит из одного и того же начального состояния 1 в одно и то же конечное состояние 2 в результате следующих процессов: а) изотермического; б) изобарного и изохорного. Рассмотрев эти процессы графически, покажите: 1) в каком случае работа расширения максимальна; 2) когда газу сообщается максимальное количество теплоты.
38. Одно из толкований энтропии – мера беспорядка. Что служит основанием этого, почему? Приведите примеры.
39. В газе происходят процессы: а) изохорное нагревание; б) адиабатное сжатие. Начальные температуры равны. Количество теплоты, поглощаемое в случае а, равняется работе над газом в случае б. Сравните конечные температуры.
40. Используя Т-S-диаграмму, докажите, что термический КПД необратимого цикла всегда меньше коэффициента полезного действия обратимого цикла Карно при тех же значениях Т1 и Т2.
41. В равновесном
процессе в газе, представленном графиком АВС на рисунке Б.4, точки А и С лежат
на адиабате. Отличны ли от нуля в этом процессе: а) количество поглощенной
газом теплоты; б) изменение энтропии?
Рисунок Б.4
42. Газ расширяется обратимо: а) изотермически; б) изобарно; в) адиабатно. Начальные и конечные объемы во всех процессах совпадают. В каких случаях прирост энтропии газа минимален и максимален?
43. Изобразите графически изотермический и адиабатный процессы на диаграммах P-V и T-S, проанализируйте эти зависимости. Объясните, почему диаграмму P-V называют рабочей, а диаграмму T-S – тепловой?
44. Теплоемкость является функцией процесса. Как это следует понимать? Почему мы часто используем теплоемкости изохорного и изобарного процессов и никогда – адиабатного и изотермического?
45. Исходя из распределений Максвелла и Больцмана, объясните, почему на Луне нет атмосферы, а скорость рассеяния атмосферы Земли ничтожно мала?
46. Сосуд разделен пористой перегородкой на две равные части. После того как из обеих частей выкачали воздух, одну из них заполнили водородом (1), а другую – азотом (2). Начальные давления р0 обоих газов одинаковы. Нарисуйте схематически график изменения давления в каждой части сосуда с течением времени.
47. Сформулируйте основные положения МКТ явлений переноса. Чем обусловлена общность молекулярно-кинетического механизма явлений переноса различной физической природы?
48. При каких
условиях устанавливается максвелловское распределение молекул по скоростям?
Охарактеризуйте функцию этого распределения, приведите график f(
) и объясните, почему она асимметрична.
49. Почему явления переноса, называют «тройной аналогией»? Запишите общее уравнение переноса, объединяющее законы Фика, Фурье, Ньютона и объясните смысл входящих в него величин и само уравнение.
50. Энтропия процесса линейно растет с температурой. Как должна зависеть от температуры молярная теплоемкость этого процесса? Дайте вывод этой зависимости.
51. Статистический смысл второго начала термодинамики в формулировке Больцмана гласит: природа стремится к переходу от менее вероятных состояний к более вероятным. Поясните, как эта формулировка отражена в законе возрастания энтропии?
52. Что такое вечный двигатель второго рода? Приведите пример идеи такого движения и объясните, почему ее нельзя осуществить?
53. Что такое вечный двигатель второго рода? Почему невозможно осуществить периодически действующий вечный двигатель, комбинируя изотермическое расширение с адиабатическим процессом сжатия?
54. Газ переходит из состояния 1 в состояние 2 (рисунок Б.5) в одном случае непосредственно, во втором – через состояния 3. Что можно сказать о приращении энтропии в этих случаях. Дайте ответ, исходя из термодинамического толкования энтропии и подтвердите прямым расчетом.
Рисунок Б.5
Т а б л и ц а 5 – РГР №3, М3
|
Уровень |
Вариант |
Чертов А.Г., Воробьёв А.А.«Задачник по физике». -М.,2006. – 640 с. |
Волькенштейн В.С. «Сборник задач по общему курсу физики».-М., 1990 |
Задания к практическим занятиям. Физика. /Под ред. Ж.П. Лагутиной/.-М., 1989 |
Приложение В
|
А |
1 |
14-10,15-36,15-55,19-14, 17-10 |
|
|
1,12 |
|
2 |
14-9,14-50,17-16,19-12, 15-44 |
|
|
2,11 |
|
|
3 |
14-11,14-51,17-19,15-41,19-13 |
|
|
3,19 |
|
|
4 |
14-3,15-37,17-21,15-43,19-19 |
|
|
4,17 |
|
|
5 |
14-38,14-30,17-9,15-54, 19-31 |
|
|
7,18 |
|
|
6 |
18-10 |
9-13, 9-96 |
13-25, 15-1 |
5, 20 |
|
|
7 |
|
9-81, 9-96 |
12-44, 14-11, 15-11 |
6,16 |
|
|
8 |
14-49,20-6 |
9-79,9-106, 9-61 |
|
8,13 |
|
|
9 |
14.6, 14.50, 15.56 |
9-107,10-42 |
|
9,15 |
|
|
10 |
|
9-81 |
14-3,12-12,13-13,15-35 |
10,14 |
|
В |
11 |
14-7,14-52,17-17,15-61,19-15 |
|
|
21,40 |
|
12 |
14-17,14-53,17-18,15-48, 19-16 |
|
|
22,33 |
|
|
13 |
14-13,15-40,17-24,15-49,20-2 |
|
|
23,39 |
|
|
14 |
14-18,15-18,17-12,15-45,19-24 |
|
|
24,35 |
|
|
15 |
15-20,18-11,15-47,19-32 |
9-19 |
|
25,41 |
|
|
16 |
14-16, 18-7, 19-33 |
9-32, 9.87 |
|
26,36 |
|
|
17 |
14-26, 15-57, 19-34 |
|
13-32, 12.13 |
27,42 |
|
|
18 |
14-54, 15-67 |
|
12-40,14-20,15-9 |
28, 43 |
|
|
19 |
|
9-90, 9.119 |
11-32,12-23,15-17 |
29,38 |
|
|
20 |
|
9.41 |
11-45,13-31,14-21,15-20 |
30,44 |
|
|
21 |
|
|
15-17,13-31,14-26,11-45,12-17 |
31,37 |
|
|
22 |
|
|
15-14,13-32,14-21,11-42,12-13 |
32,34 |
|
|
С |
23 |
14-8, 14-56, 15-64; 18-18 |
|
15.29 |
46,52 |
|
24 |
14-47, 18-19; 22-20 |
|
13.29, 15.19 |
45,50 |
|
|
25 |
16-9; 18-17; 19-36 |
|
12.41; 13.41; |
48,51 |
|
|
26 |
16-19; 18-16; 22-19 |
|
12.42; 13.45; |
49,53 |
|
|
27 |
12-48; 15-45; 15-68; 19-36 |
|
13.41; |
47,54 |
Контрольная работа №3
Т а б л и ц а I – Варианты контрольных заданий (нечетные)
|
Вариант |
Номера задач (Чертов А.Г., Воробьёв А.А. «Задачник по физике». -М., 2006. – 640 с.) |
Приложение В |
|||||
|
0 |
14-3 |
15-42 |
15-56 |
18-4 |
19-13 |
8 |
17 |
|
1 |
14-9 |
15-46 |
15-65 |
18-9 |
19-27 |
7 |
15 |
|
2 |
14-21 |
15-37 |
15-59 |
18-7 |
19-28 |
6 |
20 |
|
3 |
14-36 |
15-39 |
15-57 |
18-11 |
19-32 |
5 |
16 |
|
4 |
14-49 |
15-44 |
15-60 |
18-6 |
20-3 |
4 |
14 |
|
5 |
14-23 |
15-36 |
15-54 |
18-5 |
20-5 |
1 |
13 |
|
6 |
14-41 |
15-38 |
15-61 |
18-10 |
19-26 |
2 |
12 |
|
7 |
14-37 |
15-49 |
15-51 |
17-17 |
19-25 |
10 |
18 |
|
8 |
14-2 |
15-47 |
15-67 |
17-4 |
20-2 |
21 |
19 |
|
9 |
14-11 |
15-43 |
15-55 |
17-9 |
19-17 |
9 |
11 |
Т а б л и ц а II – Варианты контрольных заданий (четные)
|
Вариант |
Номера задач (Чертов А.Г., Воробьёв А.А. «Задачник по физике». -М., 2006. – 640 с.) |
Приложение В |
|||||
|
0 |
14-4 |
15-43 |
15-57 |
18-3 |
19-12 |
24 |
12 |
|
1 |
14-10 |
15-49 |
15-56 |
18-11 |
19-23 |
9 |
16 |
|
2 |
14-38 |
15-36 |
15-55 |
18-5 |
19-33 |
5 |
19 |
|
3 |
14-22 |
15-39 |
15-61 |
17-15 |
20-4 |
7 |
14 |
|
4 |
14-50 |
15-47 |
15-58 |
17-11 |
20-6 |
8 |
13 |
|
5 |
14-25 |
15-37 |
15-62 |
18-14 |
19-26 |
6 |
18 |
|
6 |
14-43 |
15-44 |
15-66 |
18-8 |
19-27 |
4 |
11 |
|
7 |
14-40 |
15-38 |
15-57 |
18-9 |
20-1 |
10 |
17 |
|
8 |
14-12 |
15-48 |
15-54 |
17-12 |
19-25 |
1 |
15 |
|
9 |
14-5 |
15-46 |
15-52 |
17-10 |
19-14 |
3 |
20 |
Приложение В
1. Измерения показали, что сила взаимодействия между двумя металлическими шарами, один из которых заряжен положительно, равна нулю. Заряжен ли другой шар?
2. Между пластинами вертикально расположенного конденсатора висит на нити шарик. Когда на конденсатор подали напряжение, шарик отклонился к одной из пластин, затем стал совершать колебания между пластинами. Как это объяснить?
3. Может ли измениться заряд системы взаимодействующих и взаимопревращающихся частиц, если через границы системы не течет ток? Дайте полное объяснение и приведите примеры.
4. Пластины заряженного конденсатора притягиваются с силой F. Изменится ли эта сила, если ввести в конденсатор пластинку из диэлектрика, как показано на рисунке В.1? Если «да», то как изменится сила и почему; если «нет» - то значит ли это, что диэлектрик не оказывает никакого влияния на электрическое поле?
 |
Рисунок В.1
5. В однородное
электрическое поле напряженности 
влетает электрон, имеющий скорость 
. Опишите характер движения
электрона и нарисуйте траекторию в случаях, когда скорость электрона: а)
параллельна силовым линиям поля; б) перпендикулярна им.
6. На расстоянии r друг от друга
находятся два точечных заряда q1 и q2. S – плоскость
симметрии. Изучите характер поля этих зарядов в случае, когда заряды равны по
модулю, но противоположны по знаку. Является ли плоскость S эквипотенциальной? Равна
ли нулю напряженность поля во всех точках этой плоскости. Начертите примерный
вид силовых линий и эквипотенциальных поверхностей поля (рисунок В.2).
Рисунок В.2
7. Алгебраическая сумма зарядов внутри замкнутой поверхности равна нулю. Будет ли равна нулю напряженность поля во всех точках внутри этой поверхности? Дайте обоснованный ответ и приведите конкретный пример.
8. Поток вектора
напряженности электрического поля через замкнутую поверхность в некоторой
области пространства оказался равным нулю. Значит ли это, что в данной области
пространства отсутствует электрическое поле? (Поясните физический смысл понятия
потока вектора , ответ
проиллюстрируйте примерами).
9. Дайте определение
понятию «поток вектора». Может ли поток вектора напряженности электрического
поля быть: 1) отрицательным; 2) равным нулю при условии, что всюду отлична от нуля? Ответ
поясните примерами.
10. В электрическом поле потенциал точки А выше потенциала точки В. Однако, если поместить в это поле проводник АВ, то ток по нему идти не будет. Почему?
11. Как в классической электронной теории металлов объясняется наличие сопротивления? Какую зависимость сопротивления от температуры предсказывает теория?
12. Сравните свойства электростатического поля и стационарного электрического в проводнике при наличии тока в нем.
13. В чем основное различие между вольтметром и амперметром? Нарисуйте схемы подключения амперметра и вольтметра к нагрузке.
14. Коэффициент
полезного действия источника тока 
. Из формулы следует, что чем больше R (сопротивление
нагрузки), тем больше h. Почему же на практике
подбирают источник и потребитель так, чтобы их сопротивления были примерно одинаковы?
15. Два провода,
имеющие одинаковые площади сечения S, но различные удельные сопротивления r1 и r2, соединены «встык»
(рисунок В.3). По проводникам течет ток I. Постройте
качественные графики зависимостей плотности тока и напряженности поля внутри
проводника от х, если r1 > r2. Рисунок В.3
16. Катод электронной
лампы представляет собой цилиндр радиуса r0 и длины 
, а анод –
коаксиальный с ним цилиндр радиуса R, причем >>R>r0. Найдите зависимость
плотности тока j
от расстояния r до оси катода, если
ток I в анодной цепи известен.
Постройте качественно график j(r).
17. Оцените среднюю скорость упорядоченного движения электронов <u> в проводнике с концентрацией электронов n=1029 м-3 при плотности тока j=100 А/см2. Сравните эту скорость со средней скоростью теплового движения <u> при комнатной температуре.
18. Участок
электрической цепи представляет собой три последовательно соединенных резистора
так, что 
:
:
=3:2:1
(рисунок В.4). Известно, что потенциал точки 1 больше потенциала точки 2.
Укажите направление тока и постройте качественный график зависимости потенциала
j(х) на участке 1-2.
Сопротивление соединительных проводов принять равным нулю.
Рисунок
В.4
19. Как будут изменяться показания вольтметра при перемещении движка реостата в цепи, изображенной на рисунке В.5? Начертите график зависимости напряжения во внешней цепи от силы тока в ней.
Рисунок В.5
20. Полная работа сторонних
сил в электрической цепи при протекании тока в ней равна 
. На что расходуется эта работа в
самом общем случае? Запишите закон сохранения энергии и поясните его содержание.
21. На рисунке В.6
показаны две параллельные пластины, заряженные с поверхностными плотностями
зарядов +2
и -. Объясните, как можно определить
напряженность поля, создаваемого пластинами, постройте качественную картину
силовых линий поля вне пластин и между ними. Чем определяется сила взаимодействия
пластин, разность потенциалов между ними? Линейные размеры пластин считать
много больше расстояния между ними, пренебречь краевыми эффектами.
Рисунок В.6
22. Используя теоремы
электростатики, докажите, что электростатическое поле, силовые линии, которого
показаны на рисунке В.7, существовать не может. Здесь Ex=const, Еу и Ez изменяются,
например, по линейному закону.
Рисунок В.7
23. Заряженная
металлическая пластинка находится в электрическом поле, показанном на рисунке
В.8. Заряд пластинки q, слева от пластинки напряженность поля равна
Е1, справа – Е2. Пренебрегая кривыми эффектами, правильно
ли будет предположить, что сила, действующая на пластинку, равна q(E2-E1)? Докажите.
Рисунок В.8
24. Опишите поведение электрического диполя в электрическом поле (однородном, неоднородном), поясните причины. Чему равна энергия диполя в электрическом поле? При каких условиях диполь будет находиться в устойчивом механическом равновесии?
25. В электрическое
поле поместили незаряженный шарик. Объясните, что произойдет с шариком?
Покажите, в каком случае на шарик будет действовать сила, куда она направлена.
Начертите силовые линии поля и вектор силы.
26. Между двумя неподвижными точечными зарядами +q и –q по диэлектрическому желобу прокатывается шарик с зарядом –q (рисунок В.9). Опишите характер движения шарика на участке АВ.
Рисунок В.9
Определите изменение кинетической энергии шарика при переходе из точки А в точку В. Вся система лежит в горизонтальной плоскости. Трением пренебречь. Точки А и В лежат в плоскости симметрии точечных зарядов.
27. Для заряженного
проводника характерно: 1) потенциал проводника одинаков во всех его точках; 2)
электрическое поле вблизи его внешней поверхности направлено по нормали к поверхности.
Докажите эти положения на основании теорем электростатики. Как распределена
поверхностная плотность зарядов на проводнике?
28. По оси металлической трубы, сужающейся
на участке АВ (рисунок В.10), движется со скоростью заряженная частица. Изменится ли скорость частицы
при прохождении сужения?
Рисунок В.10
29. В однородное
электрическое поле помещена пластина из диэлектрика, в результате чего поле
изменилось так, как показано на рисунке В.11. Исходя из свойств векторов 
и , определите: 1) Силовые линии какого из векторов
показаны на рисунке? 2) Какая из диэлектрических проницаемостей больше –
вещества пластины e2 или окружающей среды
e1?
Рисунок В.11
30. Какое физическое явление наблюдается, если внутрь незаряженной замкнутой металлической оболочки поместить заряд q? Экранирует ли эта оболочка внешнее пространство от зарядов, находящихся в полости? Для объяснения используйте основные теоремы электростатики.
31. Два точечных
заряда сближаются, скользя по дуге окружности из диаметрально противоположных
точек. Определите характер изменения напряженности и потенциала j в центре полуокружности. Постройте графики зависимости
модуля напряженности и потенциала поля от положения зарядов. При каком
положении зарядов малое их смещение сильнее влияет на изменение поля?
32. Опишите основные макроскопические характеристики поляризованного диэлектрика и связи между ними. Приведите примеры появления поверхностных и объемных поляризационных зарядов.
33. Объясните: 1) как возникают носители тока в газе, назовите их; 2) от чего зависит концентрация носителей тока в газе? 3) Объясните, почему средняя подвижность отрицательных носителей тока больше подвижности положительных.
34. Рассмотрим два правильных утверждения: 1) для того, чтобы в проводнике шел ток, в нем (проводнике) нужно создать электрическое поле; 2) заряд на проводнике всегда располагается так, что поле внутри проводника равно нулю. Как совместить эти утверждения? Чем же создается поле внутри проводника при наличии тока?
35. Может ли резистор обладать ЭДС? Приведите примеры и объясните механизм возникновения ЭДС, если ответ утвердительный.
36. Сформулируйте основные положения классической теории проводимости металлов. Какие результаты были получены в рамках этой теории и как они согласуются с данными опыта?
37. Вы находитесь в ракете, которая движется с ускорением. Покажите, что ускорение ракеты можно определить чисто электрическим методом, имея лишь длинный проводник и электроизмерительные приборы.
38. Назовите достоинства и недостатки последовательного и параллельного соединений лампочек в елочной гирлянде.
39. Ток идет по проводнику формы, показанной на рисунке В.12. Используя законы постоянного тока, определите, одинакова ли напряженность поля в узком и широком сечениях? На основании полученного результата определите соотношение между скоростями дрейфа электронов в этих сечениях.
Рисунок В.12
40. Однородное проволочное
кольцо может быть включено в цепь через неподвижный контакт А и подвижный В
(рисунок В.13). Определите характер изменения сопротивления между контактами А
и В при изменении положения контакта В; постройте график зависимости R(l), где l –
участок дуги между точками А и В. При каком значении дуги l
малые смещения контакта В менее всего сказываются на сопротивлении данного соединения? Рисунок В.13
41. Пространство между двумя электродами, представляющими собой концентрические сферы радиусов R1 и R2 заполнено однородной проводящей средой с удельным сопротивлением r. На электроды подана разность потенциалов. Полный ток в данном участке цепи равен I. Начертите линии тока в среде между электродами. Получите выражение для плотности тока в среде как функции расстояния от центра сфер.
42. Когда конденсатор присоединили к батарее аккумуляторов, он зарядился и его энергия стала равна 1 Дж. Равна ли этой энергии работа, совершенная батареей? Докажите правильность своего ответа вычислением.
43. Сравните работу электрических сил и количество теплоты, выделяемое в течение 1 секунды, в следующих случаях: 1) в резисторе, по которому течет ток I при разности потенциалов на концах проводника U; 2) в аккумуляторе, который заряжается током I, при разности потенциалов на его зажимах U; 3) в батарее аккумуляторов, дающей ток I на внешнее сопротивление при той же разности потенциалов U на зажимах батареи.
44. Ток течет в
сплошной однородной среде с удельной проводимостью 
между двумя электродами: сферическим,
радиуса 
и бесконечной плоскостью. Используя метод
электростатической аналогии, постройте линии тока в среде. Поясните, как
определить плотность тока в любой точке среды и силу тока через произвольную
поверхность между электродами. Считать R<<d – расстояния между
электродами.
45. Какой смысл имеют в классической теории электропроводности металлов: 1) длина свободного пробега; 2) время свободного пробега электронов? Дайте толкование этих понятий и объясните, к каким затруднениям теории это приводит.
46. Проанализируйте,
как будут меняться показания вольтметра в схеме, приведенной на рисунке В.14,
при перемещении движка реостата. Считать сопротивление вольтметра очень
большим, а сопротивление амперметра – пренебрежимо малым. Постройте качественный
график зависимости U(R). При каком
соотношении R/r показания вольтметра
будут отличаться от ЭДС Е на 0,1%? Рисунок
В.14
47. Рассмотрим
следующую задачу. Два одинаковых металлических шарика с зарядами q1=3×10-5 Кл и q2=15×10-5 Кл
находятся на расстоянии r=1 м, друг от друга. Энергия их
взаимодействия 
.
Шарики соединили проводником, обладающим
весьма малой электроемкостью, заряды на них уравнялись, и проводник убрали.
Теперь энергия их взаимодействия стала 
. Откуда взялась «лишняя» энергия? Нарушен
закон сохранения энергии или допущена ошибка в рассуждениях? Приведите убедительное
доказательство своего предположения.
48. Два концентрических полых шара заряжены: наружный до потенциала 5В, а внутренний до потенциала 10В. Когда шары соединили проволокой, оказалось, что потенциал внутреннего шара уменьшился, а потенциал наружного – не изменился. Докажите это и поясните, в каком случае уменьшение потенциала внутреннего шара будет более существенным.
49. Плоский воздушный
конденсатор подсоединили к полюсам батареи аккумуляторов. При этом энергия поля
конденсатора 
. Если
пластины медленно раздвинуть, то энергия конденсатора уменьшится. В то же
время, раздвигая пластины, мы совершаем положительную работу. Как все это увязать
с законом сохранения энергии? Проанализируйте все аспекты происходящего.
50. На рисунке В.15 даны
графики Ех(х) полей, параллельных оси х. При х=0 j1(0)=j2(0). Постройте графики
потенциалов этих полей с учетом приведенных данных. Определите значения
потенциалов в точке х = а, считая заданными величины Е1, а. Рисунок
В.15
51. Объясните физическую основу заземления линий электропередач. Докажите, что сопротивление среды между погруженными в нее электродами не зависит от расстояния между ними. Воспользуйтесь методом электростатической аналогии и теоремой Гаусса. Расчет можно осуществить для электродов сферической формы.
52. На концах проводника длиной l и радиусом R поддерживается постоянная разность потенциалов U. Исследуйте, исходя из микроскопической картины проводимости, как будет изменяться скорость дрейфа электронов, если удвоить: а) длину l; б) радиус R; в) напряжение U.
53. Сравните скорость дрейфа электронов и силу тока в двух проводниках одинаковой формы и размера с одинаковой концентрацией атомов при условии, что на каждый атом в одном проводнике приходится вдвое больше свободных электронов, чем в другом. Воспользуйтесь результатами элементарной классической теории металлов.
54. Пусть в
проводящую однородную среду помещены два электрода произвольной формы,
электропроводность которых велика по сравнению с электропроводностью среды.
Докажите, что сопротивление однородной среды электрическому току можно
вычислить по формуле 
,
где - удельная
проводимость среды, а С – емкость конденсатора, обкладками которого являются
электроды, а проводящая среда удалена. Воспользуйтесь методом электростатической
аналогии и теоремой Гаусса.
Т аб л и ц а 6 – РГР №4, М4
|
Уровень |
Вариант |
Чертов А.Г., Воробьёв А.А.«Задачник по физике». -М.,2006. – 640 с. |
Волькенштейн В.С. «Сборник задач по общему курсу физики».-М., 1990 |
Задания к практическим занятиям. Физика. /Под ред. Ж.П. Лагутиной/.-М., 1989 |
Приложение Г
|
А |
1 |
21-15, 22-13,23-9 |
11.44; 11.65 |
|
8 |
|
2 |
21-16, 22-25, 23-10, 25-1 |
|
17.22 |
10 |
|
|
3 |
21-19, 22-8, 23-13, 25-4 |
|
17.25 |
9 |
|
|
4 |
21-5, 22-14, 23-14 |
11.65, 11.41 |
|
2 |
|
|
5 |
|
11.3, 11.37, 11.64, 11-69 |
16.42 |
7 |
|
|
6 |
|
11.5, 11.71, 11.65 |
16.45, 17.30 |
3 |
|
|
7 |
23-20, 21-17, 22-15, 25-2 |
|
17.36 |
4 |
|
|
8 |
22-27, 25-4, 24-14 |
11.22, 11.76 |
|
6 |
|
|
9 |
22-12,23-4,25-3 |
|
16.13, 17.41 |
1 |
|
|
10 |
22-8, 23-3, 25-2 |
|
16.33, 17.42 |
5 |
|
В |
11 |
21-31(б), 22-5, 23-7, 25-5(1) |
11.42, 11.68 |
|
11 |
|
12 |
21-31(г), 22-4, 23-15 |
11.43, 11.49 |
|
12 |
|
|
13 |
21-31(д), 22-18, 23-15 |
11-45, 11-50 |
|
13 |
|
|
14 |
23-27, 22-17 |
11.49, 11-20, 11.56 |
|
14 |
|
|
15 |
21-30, 22-41, 23-36 |
11.57, 11.47 |
|
15 |
|
|
16 |
21-31(а), 22-37, 23-37, 24-7 |
11.53 |
|
16 |
|
|
17 |
23-38,22-16 |
|
17.47, 16.8, 16.44 |
17 |
|
|
18 |
23-23, 24-19, 22-9 |
|
16.46, 17.8 |
18 |
|
|
19 |
22-11, 23-7, 24-18 |
11.19(б), 11.56 |
|
19 |
|
|
20 |
22-10, 23-24, 51-69, 27-20 |
|
16.49 |
20 |
|
|
21 |
22-18, 23-21, 24-21 |
11.20(б), 11.57 |
|
21 |
|
|
22 |
23-22, 24-7 |
11.19(а),11.53 |
17-4 |
22 |
|
|
С |
23 |
|
11.24, 11.50, 11.84 |
17-17, 17-28 |
27 |
|
24 |
22-19, 23-33, 24-21, 24-12 |
|
16-48 |
23 |
|
|
25 |
22-22, 22-34,24-10,23-40,24-22 |
|
|
25 |
|
|
26 |
22-20, 22-36, 23-27,24-9, 24-24 |
|
|
24 |
|
|
27 |
22-38, 23-34, 24-10 |
|
17-21, 17-31 |
26 |
Контрольная работа №4
Т а б л и ц а I – Варианты контрольных заданий (нечетные)
|
Вариант |
Номера задач (Чертов А.Г., Воробьёв А.А. «Задачник по физике». -М., 2006. – 640 с.) |
Приложение Г |
||||
|
0 |
21-15 |
23-36 |
51-69 |
24-2 |
25-3 |
2 |
|
1 |
21-19 |
23-9 |
22-13 |
24-18 |
25-5 (1) |
4 |
|
2 |
21-23 |
23-18 |
22-15 |
24-20 |
24-7 |
5 |
|
3 |
21-32(а) |
23-17 |
24-13 |
24-4 |
24-5 |
6 |
|
4 |
21-26 |
23-11 |
22-18 |
24-23 |
25-1 |
9 |
|
5 |
21-18 |
23-20 |
22-25 |
24-19 |
24-8 |
11 |
|
6 |
21-32(д) |
23-16 |
22-17 |
24-1 |
24-6 |
7 |
|
7 |
21-21 |
23-12 |
24-15 |
24-21 |
25-4 |
8 |
|
8 |
21-20 |
23-3 |
51-72 |
24-22 |
25-2 |
15 |
|
9 |
21-17 |
23-10 |
51-75 |
24-3 |
24-7 |
13 |
Т а б л и ц а II – Варианты контрольных заданий (четные)
|
Вариант |
Номера задач (Чертов А.Г., Воробьёв А.А. «Задачник по физике». -М., 2006. – 640 с.) |
Приложение Г |
||||
|
0 |
21-16 |
23-13 |
24-14 |
24-3 |
24-7 |
3 |
|
1 |
21-32(г) |
23-14 |
51-70 |
24-4 |
24-6 |
8 |
|
2 |
21-10 |
23-36 |
51-71 |
24-18 |
25-1 |
4 |
|
3 |
21-20 |
23-10 |
24-16 |
24-23 |
25-5 (1) |
12 |
|
4 |
21-19 |
23-16 |
22-14 |
24-2 |
24-8 |
6 |
|
5 |
21-23 |
23-21 |
22-17 |
24-21 |
25-3 |
14 |
|
6 |
21-32(б) |
23-11 |
22-15 |
24-20 |
25-2 |
7 |
|
7 |
21-15 |
23-18 |
22-18 |
24-1 |
24-7 |
15 |
|
8 |
21-21 |
23-17 |
22-25 |
24-19 |
24-5 |
9 |
|
9 |
21-18 |
23-4 |
51-75 |
24-22 |
25-4 |
5 |
Приложение Г
1. Можно ли все вещества считать: а) диамагнетиками; б) парамагнетиками; в) ферромагнетиками? Дайте конкретный аргументированный ответ.
2. Угол между какими
векторами в формуле закона Ампера 
всегда равен 90°? Угол между какими векторами может быть другим? Ответ
поясните рисунками.
3. Заряженная частица движется в некоторой части пространства по прямой, не отклоняясь. Может ли в этой области существовать отличное от нуля магнитное поле? Объясните и приведите примеры указанного движения частицы.
4. Сформулируйте и
запишите теорему о циркуляции вектора 
в интегральной и дифференциальной формах.
Какие физические свойства стационарного магнитного поля она выражает? В чем
заключается практический аспект этой теоремы? Проведите аналогию с
электростатикой.
5. В горизонтальной плоскости расположен виток неопределенной формы из гибкой проволоки. Виток пронизывается однородным магнитным полем, направленным вертикально вниз. Какую форму примет виток, если по нему пропустить ток? Дайте полное объяснение своему ответу.
6. Объясните, в чем состоит и как достигается эффект экранировки некоторого объема от статического магнитного поля? Покажите на конкретном примере.
7. Жесткий контур с током находится во внешнем магнитном поле. Можно ли повернуть его на 180 градусов, не совершив при этом работы? Дайте убедительное обоснование своему ответу.
8. Намагниченность 
вещества связана с
напряженностью 
поля соотношением
. Изобразите эту
зависимость графически для трех типов магнетиков: диа-, пара- и ферро-, дайте
пояснения. Сравните числовые значения их магнитных восприимчивостей c.
9. Объясните, почему магнитная восприимчивость диамагнетиков не зависит от температуры, а парамагнетиков – зависит?
10. Считая известным
выражение 
для силы
Лоренца, получите закон Ампера для силы, действующей на элемент тока 
со стороны магнитного поля.
11. Установите аналогию между поляризацией диэлектриков и намагничиванием магнетиков. Результаты представьте в виде таблицы. (Обратите внимание на механизмы процессов, электрические и магнитные характеристики вещества, характер изменения поля в веществе).
12. Согласно модели атома Резерфорда, электроны в атоме движутся по замкнутым орбитам вокруг ядра. Выразите орбитальный магнитный момент электрона через характеристики его движения. Что такое гиромагнитное отношение, чему оно равно для орбитального момента электрона?
13. Проведите сравнительный анализ явлений поляризации полярных диэлектриков и намагничивания парамагнетиков (обратите внимание на механизмы явлений, физические величины и их зависимость от внешних условий).
14. Проведите сравнительный анализ явлений поляризации неполярных диэлектриков и намагничивания диамагнетиков (обратите внимание на механизмы явлений, физические величины и их зависимость от внешних условий).
15. Рассмотрите сходство и различие в характере полей: а) магнитного, созданного длинным прямолинейным током; б) электрического, созданного неподвижным зарядом, равномерно распределенным вдоль нити. Начертите силовые линии этих полей, выпишите основные формулы, их характеризующие.
16. Докажите,
пользуясь законом полного тока, что неоднородное магнитное поле, силовые линии
которого параллельны (рисунок Г.1), не может существовать.
Рисунок Г.1
17. Высокотемпературную плазму можно удерживать в замкнутом пространстве с помощью «магнитной ловушки». Объясните, что это значит? Какие физические законы или явления лежат в основе устройства «магнитной ловушки»? Поясните ответ рисунком, приведите примеры.
18. Магнитное поле Земли в окружающем ее пространстве подобно полю постоянного магнита. Начертите силовые линии магнитного поля Земли. Как в этом поле будет двигаться высокоэнергичная заряженная частица, попавшая из космоса в поле Земли в области экватора и имеющая скорость, направленную к центру Земли. Объясните, нарисуйте примерную траекторию частицы, если: а) q>0; б) q<0.
19. Два длинных прямых провода расположены в горизонтальной плоскости перпендикулярно друг другу. Один проводник жестко закреплен, другой подвешен свободно. Опишите, как будут взаимодействовать эти проводники, если по ним пропустить одинаковые токи I. Укажите направление сил. Каков будет результат такого взаимодействия?
20. По очень большой
пластине течет однородный ток с постоянной плотностью (рисунок Г.2). Докажите, что силовые
линии магнитного поля, создаваемого этим током, параллельны пластине. Укажите
направление над и под
пластиной. Краевыми эффектами пренебречь.
Рисунок Г.2
21. Запишите формулы
для циркуляции вектора магнитной индукции в интегральной и локальной
(дифференциальной) формах. Раскройте их физический смысл. Каков практический
аспект теоремы о циркуляции вектора ? Проведите аналогию с электростатическими
теоремами.
22. Постройте графики
зависимости намагниченности 
и индукции от напряженности поля для ферромагнетиков.
Объясните, о чем свидетельствует наличие насыщения намагниченности? Как это
влияет на ход зависимости B = f(H) и магнитную проницаемость вещества?
23. В магнитное поле,
представленное суперпозицией полей 
и 
(
) влетает электрон со скоростью 
. Запишите выражение для вектора и модуля
силы, действующей на электрон. Определите форму траектории электрона,
изобразите ее на рисунке с указанием направления всех векторов.
24. По бесконечной
плоскости течет однородный поверхностный ток с плотностью 
. Докажите, что поле
этого тока вблизи плоскости однородно и равно 
. Изобразите его графически с помощью
силовых линий.
25.
Докажите, что в некоторой области пространства, где отсутствуют токи проводимости,
неоднородное магнитное поле типа (а) (рисунок Г.3) может существовать, а поле
типа (б) – не может. На рисунке поля представлены графически линиями вектора 
.
(Для доказательства воспользуйтесь законом полного тока. Обратите внимание на
характер изменения модуля вектора напряженности магнитного поля).
Рисунок Г.3
26. Допустим, что слой толщины d из магнетика с
магнитной проницаемостью m1 помещен в
бесконечную однородную среду с магнитной проницаемостью m2 (рисунок Г.4), в
которой создано однородное магнитное поле 
, направленное под углом a к поверхности слоя. Постройте
(используя граничные условия) примерную картину силовых линий поля внутри и вне
слоя. Поле внутри слоя больше или меньше В0? Возможна ли магнитная экранировка,
если m1>m2? Рисунок
Г.4
27. Допустим, что слой толщины d из магнетика с
магнитной проницаемостью m1 помещен в
бесконечную однородную среду с магнитной проницаемостью m2 (рисунок Г.4), в
которой создано однородное магнитное поле , направленное под углом a к поверхности слоя. Постройте
(используя граничные условия) примерную картину силовых линий поля внутри и вне
слоя. Поле внутри слоя больше или меньше В0? Возможна ли магнитная экранировка,
если m1<m2?
Список литературы
1. Савельев И.В. Курс физики.- М. : Наука, 1989. - т. 1-2.
2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. - М: Наука, 1977-1989. т. 1-5.
3. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики . -М.: Высш. шк. , 2004.
4. Трофимова Т.И. Курс физики. -М.: Высш. шк., 2004.
5. Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм. - М.: Высш.шк. , 1983.
6. Курс физики. Под ред. Лозовского В.Н. – СПб.: Лань, 2001. – т.1.
7. Иродов И.Е. Основные законы механики.- М.: Высш. шк., 1997.
8. Иродов И.Е. Электромагнетизм. Основные законы. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000.
9. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике: Уч.пособие для втузов. - М.: Изд.-во Физико – математической литературы, 2006.
10. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики для втузов. - М.: Оникс 21 век, 2003
11. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. – СПб.: Книжный мир, 2003
12. Завадская Л.В., Мажитова Л.Х., Тонконогая Л.А. Физика 1. Конспект лекций. – Алматы: АИЭС, 2006
13. Электростатика. Постоянный ток. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов всех форм обучения всех специальностей. - Алматы: АИЭС, 2007
14. Электромагнетизм. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов всех форм обучения всех специальностей. - Алматы: АИЭС, 2007
15. Механика поступательного и вращательного движения. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов всех форм обучения всех специальностей. - Алматы: АИЭС, 2007
16. Статистическая физика и термодинамика. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов всех форм обучения всех специальностей. - Алматы: АИЭС, 2009
17. Механика и статистическая физика. Методические указания к выполнению лабораторных работ. Лабораторный практикум с использованием компьютера для студентов всех форм обучения всех специальностей. – Алматы: АИЭС, 2008
18. Физика. Решение задач в компьютерной среде MathCAD. Учебное пособие. - Алматы: АИЭС, 2008