Г(О)Б ПОУ «Задонский политехнический техникум»
“Умение
решать задачи — это практическое искусство, подобное плаванию или катанию на
лыжах, или игре на фортепиано: научиться этому можно, лишь подражая избранным
образцам и постоянно тренируясь”
Д. Пойа
РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ
для лабораторно-практических работ по дисциплине:
«Физика»
студента группы_________________________
(фамилия, имя, отчество в родительном падеже)
Автор: Акатова Галина Сергеевна,
преподаватель физики высшей категории
Г(О)Б ПОУ «Задонский политехнический техникум»
Задонск 2019
Дата «___»
_________20____г
Практическая работа № 1. Расчет основных
кинематических величин
Цель:
закрепить умения и навыки вычисления кинематических величин материальной
точки.
Реши задачи:
1.
Координата тела меняется с
течением времени согласно формуле х=10-4t. Чему равна координата тела через 5 с после
начала движения?
2.
В
начальный момент времени жук находился в точке с координатами х0=2м,
у0= -3м. Через некоторое время он переполз в точку с
координатами х= -3м, у=2м. Начертите вектор перемещения и найдите
его проекции на координатные оси.
3.
Брошенный вверх камень
поднялся на высоту 10 м и упал обратно в ту точку, откуда был брошен. Найдите
путь, пройденный камнем, и модуль его перемещения.
4.
Гуляя, молодой человек
прошёл 3 км на север, где встретился со своей подругой. Проехав после этого 4
км в восточном направлении, они оказались у кинотеатра. Определите его
перемещение за это время и пройденный путь.
5.
Эскалатор метро движется
со скоростью 0,75 м/с. Найти время, за которое пассажир переместится на 20 м
относительно земли. Если он сам идёт в направлении движения эскалатора со
скоростью 0,25 м/с в системе отсчёта, связанной с эскалатором.
Проверь себя:
Вариант 1
1.
Мяч упал с высоты 3 м,
отскочил от пола и был пойман на высоте 1 м. Найти путь и перемещение мяча.
2.
Тело переместилось из точки с
координатами х0=0, у0=2м в точку с
координатами х=4м, у0= -1м. Сделать чертёж, найти
перемещение и его проекции на оси координат.
Решение:
3. Стайер бежал по кольцевой дорожке радиусом 160
м. Определите длину пути и модуль перемещения стайера после прохождения им
полукольца.
Вариант 2
1.
Пловец, скорость которого
относительно воды 1,4 м/с, переплывает реку шириной 120 м, двигаясь
перпендикулярно течению. Скорость течения реки 0,9 м/с. Чему равно перемещение
и скорость пловца относительно берега?
2.
Велосипедист движется по
траектории в форме окружности радиусом 30 м. За некоторый промежуток времени он
проехал половину длины окружности. Определите его перемещение за это время и
пройденный им путь.
3.
Два поезда движутся
навстречу друг другу со скоростями 20 м/с и 15 м/с. Пассажир, находящийся в
первом поезде, замечает, что второй поезд проходит мимо него в течение 14 с.
Какова длина поезда?
Вариант 3
1.
На рисунке изображены две точки:
А и В. Определите координаты этих точек. Начертите радиус-векторы эти точек и
найдите их модули.
Решение:
2. Тело свободно падает из состояния покоя с
высоты 80 м. Каково его перемещение в первую секунду падения?
3. Определить время подъема из метро пассажира,
стоящего на движущемся эскалаторе, если по неподвижному эскалатору он
поднимается за 120 с, а по движущемуся – за 30 с.
Вариант 4
1.
Тело переместилось из
точки с координатами x1 = 1м, y1 = 3м в точку с координатами x2 = 4м, y2= -1м. Сделать чертеж, определить перемещение тела и его проекции на
оси.
2. Пассажирский теплоход проходит расстояние
между двумя пунктами на реке, равное 300 км за 10 часов (вниз по течению), а
обратно за 12 часов. Найти скорость течения реки и скорость пассажирского
теплохода в стоячей воде (в км/ч).
3.
Сколько времени пассажир,
сидящий у окна поезда, идущего со скоростью υ1 = 54 км/ч, будет видеть проходящий мимо него встречный поезд, скорость
которого υ2 = 36 км/ч, а длина l = 150 м?
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Дата «___» _________20____г
Практическая работа №2. Виды механического движения, его
характеристики
Цель: развитие умения анализировать, выделять главное, обобщать и
систематизировать, применять знания на практике, систематизация полученных
знаний по данной теме, отработка умений выполнять задания по образцу, применять
полученные знания для решения физических задач.
Реши задачи:
1. Мотоциклист, двигаясь по хорошей дороге с
постоянной скоростью 108 км/ч, проехал 4/7 всего пути. Оставшуюся часть пути по
плохой дороге он проехал со скоростью 15 м/с. Какова средняя скорость
мотоциклиста на всём пути?
2. Велосипедист, движущийся со скоростью 3м/с,
начинает спускаться с горы с ускорением 0,8м/с2. Найдите длину горы,
если спуск занял 6с.
3. Длина минутной стрелки башенных часов равна
4,5 м. С какой линейной скоростью перемещается конец стрелки? Какова угловая
скорость движения стрелки?
4.
При скорости 15 км/ч
тормозной путь составил 1,5 м. Каким будет тормозной путь при скорости 90
км/ч? Ускорение в обоих случаях одно и тоже.
5.
Мячик брошен с земли
вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Сколько времени он будет двигаться
вверх? До какой максимальной высоты он будет подниматься?
Проверь себя:
Вариант 1
1.
Автомобиль проехал первую
половину пути со скоростью 10м/с, а вторую половину пути со скоростью 15 м/с.
Найти среднюю скорость автомобиля.
2. Трамвай, двигаясь равномерно со скоростью 15 м/с,
начинает торможение. Чему равен тормозной путь трамвая, если он остановился
через 10с?
3. Тело, свободно падающее из состояния покоя, в
конце первой половины пути достигло скорости 20 м/с. Через сколько времени тело
достигло Земли? Принять g = 10 м/с2. Результат представить в
единицах СИ и округлить до десятых.
4. Маховое колесо диаметром 1,8 м совершает 50
оборотов в минуту. Определить ускорение точек на поверхности обода колеса.
Результат представить в единицах СИ. При вычислении принять π2 =10.
Вариант 2
1. При свободном падении над поверхностью Земли в
последние 2 с тело прошло 28 м. Сколько времени продолжалось свободное падение
тела? Результат представить в единицах СИ и округлить до десятых.
2. Колесо равномерно вращается с угловой
скоростью 4π рад/с. За какое время сделает колесо 100 оборотов?
3. Самолёт пролетел первую половину пути со
скоростью 1100 км/ч, а оставшийся путь со скоростью 800 км/ч. Найдите среднюю
скорость его полёта.
4. Велосипедист проехал половину пути со
скоростью 10 м/с, а половину оставшегося времени со скоростью 8 м/с, а затем до
конца пути он ехал со скоростью 4 м/с. Определить среднюю скорость движения
велосипедиста на всем пути. Результат представить в единицах СИ.
Вариант 3
1. При равноускоренном прямолинейном движении
скорость катера увеличилась за 10 с от 2 м/с до 8 м/с. Чему равен путь,
пройденный катером за это время?
2. С балкона дома на высоте 5 м вверх подбросили
мяч со скоростью 4 м/с. Какой будет скорость мяча через 0,4 с?
3.
Автомобиль движется по
закруглению дороги радиусом 20 м с центростремительным ускорением 5м/с2.
Чему равна скорость автомобиля?
4. Первую четверть пути поезд прошел со скоростью
60 км/ч. Средняя скорость на всем пути оказалась равной 40 км/ч. С какой
скоростью (в км/ч) поезд прошел оставшуюся часть пути?
Вариант 4
1.
Автомобиль делает поворот
за 5 с, при этом его скорость изменяется от 20 до 15 м/с. Определите ускорение
автомобиля.
2. Камень падает с высоты, равной 20 м.
Определите время падения камня, а также его конечную скорость.
3. Велосипедист движется по закруглению дороги
радиусом 20 м со скоростью 36 км/ч. С каким ускорением он проходит закругление?
4. Мотоциклист за первые два часа проехал 90 км,
а следующие три часа двигался со скоростью 50 км/ч. Какова средняя скорость (в
км/ч) на всем пути?
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Дата «___»
_________20____г
Практическая работа № 3. Применение основных законов
динамики
Цель: раскрыть содержание законов Ньютона и особенности сил
различной природы; закрепить умения и навыки решения задач на второй
закон Ньютона, когда на тело действуют несколько сил, отработать умения
выполнять задания по образцу, научиться применять полученные знания для решения
физических задач.
Реши задачи:
1. 
Шарик массой 500 г скатывается с наклонной плоскости
длиной 80 см, имея начальную скорость 2 м/с. Определить, какую скорость имел
шарик в конце наклонной плоскости, если равнодействующая всех сил, действующих
на шарик, равна 10 Н.
2. Сколько времени после начала аварийного
торможения остановится автобус, движущийся со скоростью 12 м/с, если
коэффициент трения при аварийном торможении равен 0,4?
3. Найти ускорение и силу натяжения нити, если
массы грузов m1 =
8кг и m2 =12кг. (см рис)
4.
Найти силу гравитационного
взаимодействия Земли и Луны, если масса Земли равна 6∙1024 кг, масса Луны -7,35∙1022кг,
среднее расстояние от Луны до Земли - 3,844∙108 м.
Проверь себя:
Вариант 1
1.
Брусок массой 0,2 кг
равномерно тянут помощью динамометра по горизонтальной плоскости стола.
Показание динамометра 0,4 Н. Определите коэффициент трения скольжения μ.
2. На нити, перекинутой через неподвижный блок,
подвешены грузы массами 0,3 и 0,34 кг. За 2 с после начала движения каждый груз
прошел путь 1,2 м. По данным опыта найти ускорение свободного падения.
3. С какой силой притягивают друг к другу две
книги массой 200 г каждая, находящиеся на расстоянии 1 м друг от друга?
4. Чему равна сила упругости нити, к которой
подвешен груз массой m=1,5кг, при ускоренном движении груза вниз с
ускорением а=2м/с2?
Вариант 2
1. На наклонной плоскости с углом наклона 30°
находится тело массой 20 кг. Определите силу, направленную вдоль плоскости,
которую необходимо приложить к телу, чтобы его равномерно двигать вниз.
Коэффициент трения тела о плоскость 0,6.
2. На шнуре, перекинутом через неподвижный блок,
подвешены грузы массами 0,3 и 0,2 кг. С каким ускорением движутся грузы?
Какова сила натяжения шнура во время движения?
3. Чему равна сила упругости нити, которой
поднимает вертикально вверх груз массой m=0,6 кг с ускорением а=2,2
м/с2?
4. Космический корабль массой 8т приблизился к
орбитальной космической станции массой 20 т на расстояние 500 м. Найдите силу
их взаимного притяжения.
Вариант 3
1. Определить ускорение свободного падения на
высоте 100 км от поверхности Земли.
2. Шофёр автомобиля выключил двигатель и резко
затормозил при скорости 72 км/ч. Определите тормозной путь, т.е. путь,
пройденной автомобилем от момента начала торможения до остановки. Коэффициент
трения равен 0,6.
3. Какую силу надо приложить для подъема
вагонетки массой 600 кг по эстакаде с углом наклона 20°, если коэффициент
сопротивления движению равен 0,05? Каково удлинение пружины, под действием
которой брусок движется по шероховатой горизонтальной поверхности с ускорением
а=2,2 м/с2? Жесткость пружины k=100 Н/м, масса бруска m=400
г, коэффициент трения о плоскость μ=0,25.
4. На шнуре, перекинутом через неподвижный блок,
помещены гири массами 0,5 и 0,1 кг. С каким ускорением движутся гири. Какова
сила натяжения шнура во время движения?
Вариант 4
1. На наклонной плоскости с углом наклона 20°
находится тело массой 20 кг. Определите силу, направленную вдоль плоскости,
которую необходимо приложить к телу, чтобы его равномерно двигать вверх.
Коэффициент трения тела о плоскость 0,4.
2. Чему равен вес тела массой m=0,5 кг при
движении вниз с ускорением а=2,5 м/с2? Под действием, каких
сил движется тело?
3.
Определить ускорение
свободного падения на расстоянии 9600 км от поверхности Земли.
4. На шнуре, перекинутом через неподвижный блок,
помещены гири массами 0,5 и 0,1 кг. С каким ускорением движутся гири. Какова
сила натяжения шнура во время движения?
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Дата «___»
_________20____г
Лабораторная работа № 1. Исследование движения тела
под действием постоянной силы
Цель работы: _____________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________
Оборудование: ____________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________
Ход работы:
Задание 1.
Вычисления: t
ср=_____________________________________________________________________________________
vср=__________________________________________________________________________________________________
a1=__________________________________________________________________________________________________
a2=__________________________________________________________________________________________________
a3=__________________________________________________________________________________________________
Результаты занесите в
таблицу:
|
№ опыта
|
Высота желоба, h, м
|
Перемещение, s, м
|
Время пробега, t, с
|
Среднее значение времени, tср, с
|
Средняя скорость, vср, м/с
|
Ускорение, a, м/с2
|
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
Задание 2.
а1=__________________________________________________________________________________________________
a2=__________________________________________________________________________________________________
a3=__________________________________________________________________________________________________
|
№
опыта
|
Высота желоба, h,
м
|
Перемещение шарика,
s, м
|
Время пробега, t,
с
|
Ускорение, a, м/с2
|
|
1
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
3
|
|
|
Результаты занесите в
таблицу:
Задание 3.
Вывод:
___________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Задание 4. Проверь себя. Ответьте на вопросы:
1.Уравнение движения материальной точки имеет вид S=20∙t+1,2∙t2.
Определите: 1) вид движения; 2) начальную скорость; 3) модуль ускорения;
4) путь S, который прошла точка за 2 секунды.
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Поезд движется со скоростью 20 м/с. При торможении поезда,
до полной остановки, он прошел расстояние в 200 м. Определить время, в течение
которого происходило торможение.
3. Тело прошло за первую секунду 2 м, за вторую – 4 м, за третью – 6 м.
можно ли утверждать, что движение является равноускоренным? Докажите, опираясь
на формулу ускорения, используемую в лабораторной работе.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова
Дата «___» _________20____г
Лабораторная работа № 2. Изучение особенностей силы
трения (скольжения)
Цель работы: _____________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________
Оборудование: ____________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________
Ход работы:
Вычисления: μ1=__________________________________________________________________________________________________
μ2=__________________________________________________________________________________________________
μ3=__________________________________________________________________________________________________
Полученные данные запишите в таблицу:
|
Номер опыта
|
Р, Н
|
Fтр, Н
|
m
|
|
1
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
Вывод:
__________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________.
Проверь себя. Ответьте на вопросы:
1. Как зависит сила трения от силы нормального давления?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Почему при определении трения скольжения необходимо, чтобы брусок
двигался равномерно?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. От чего зависит величина коэффициента трения скольжения?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова
Дата «___»
_________20____г
Практическая работа № 4. Законы сохранения в механике
Цели: закрепить умения и навыки решения задач на законы сохранения в
механике, сформировать умения и навыки нахождения физической
величины, её вывода из формулы.
Реши задачи:
1.
С какой скоростью должна
лететь бронебойная пуля массой 0,15 кг, чтобы обладать кинетической энергией
6,75 кДж?
2.
Найти импульсы грузового
автомобиля массой 10 т, движущегося со скоростью 36 км/ч, и легкового
автомобиля массой 1 т, движущегося со скоростью 25 м/с.
3. Тело массой 2кг, движущееся со скоростью 8м/с,
сталкивается с телом массой 3кг, движущимся навстречу ему со скоростью 4м/с.
Каково изменение кинетической энергии второго тела в результате абсолютно
неупругого столкновения?
4.
Какова скорость отдачи
винтовки, неподвижной при выстреле, если масса винтовки 4 кг, масса пули 8 г,
скорость пули 600 м/с?
Проверь себя:
Вариант 1
1. На тело массой 2 кг, движущегося со скоростью
1 м/с, начала действовать постоянная сила. Каким должен быть импульс этой силы,
чтобы скорость тела возросла до 6 м/с?
2.
Какую работу надо
совершить, чтобы растянуть пружину жесткостью 40кН/м на 0,5 см?
3. Два шара массами 2 и 8 кг движутся навстречу
друг другу со скоростями 10 и 2 м/с соответственно. С какой скоростью они
будут продолжать движение при абсолютно неупругом ударе?
4.
Из пружинного пистолета
выстрелили вертикально вниз в мишень, находящуюся на расстоянии 2 м от
него. Совершив работу 0,12 Дж, пуля застряла в мишени. Какова масса пули, если
пружина была сжата перед выстрелом на 2 см, а ее жесткость 100 Н/м?
Вариант 2
1. Мальчик везёт санки с постоянной скоростью.
Сила трения санок о снег равна 30 Н. Мальчик совершил работу, равную 30 Дж.
Определите пройденный путь.
2. Масса футбольного мяча в 3 раза больше, а
скорость в 3 раза меньше хоккейной шайбы. Сравнить их кинетические энергии.
3. Мальчик массой 20 кг, стоя на коньках,
горизонтально бросает камень со скоростью 5 м/с. Чему равна скорость, с которой
после броска поедет мальчик, если масса камня 1 кг?
4. Граната, летящая со скоростью 15 м/с,
разорвалась на два осколка массами 6 и 14 кг. Скорость большего осколка
возросла до 24 м/с по направлению движения. Найти скорость и направление
движения меньшего осколка.
Вариант 3
1. При открывании двери пружину жёсткостью 50
кН/м растягивают на 10 см. Какую работу совершает пружина, открывая дверь?
2. Вагон массой 10 т движется со скоростью 1 м/с
и сталкивается с неподвижной платформой массой 5т. Чему равна скорость их
совместного движения после того, как сработала автосцепка?
3. Камень брошен вертикально вверх со скоростью
10 м/с. На какой высоте кинетическая энергия камня равна его потенциальной
энергии?
4. Пуля массой 10 г попадает в деревянный брусок,
лежащий на гладкой поверхности, и застревает в нём. Скорость бруска после этого
становится равной 8 м/с. Масса бруска в 49 раз больше массы пули. Определите
скорость пули до попадания в брусок.
Вариант 4
1. Поезд массой 2000 т, двигаясь прямолинейно,
увечил скорость от 36 до 72 км/ч. Найти изменение импульса.
2. Спортсмен поднимает гирю массой 16 кг на
высоту 2 м, затрачивая на это 0,8 с. Какую мощность при этом развивает
спортсмен?
3. Какова скорость отдачи винтовки, неподвижной
при выстреле, если масса винтовки 4кг, масса пули 8г, скорость пули 600 м/с?
4. С какой начальной скоростью надо бросить вниз
мяч с высоты 5 м, чтобы он подпрыгнул на высоту в 2 раза большую? Считать удар
о землю абсолютно упругим.
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Дата «___»
_________20____г
Лабораторная работа № 3 Изучение закона сохранения
импульса
Цель работы: наблюдение изменения импульсов тел и сохранения суммарного
импульса изолированной системы тел при упругом и неупругом соударениях
Оборудование:
цилиндры металлические
– два алюминиевых и один латунный из набора калориметрических тел, нить длиной
50-60 см, пластилин, штатив с муфтой и лапкой, линейка
Описание работы:
Экспериментальная установка для выполнения работы показана
ни рис.1. К концам нити подвешивают алюминиевый и латунный цилиндры. Нить
перекидывают и закрепляют в лапке штатива, таким образом, чтобы длина обоих
подвесов оказалась одинаковой и цилиндры не касались основания штатива.
Латунный цилиндр отводят на 10 см от положения равновесия и отпускают. Опыт
проводят несколько раз, добиваясь, чтобы удар получился центральным. При
правильном проведении опыта видно, после соударения скорость латунного цилиндра
уменьшилась, а неподвижный алюминиевый цилиндр начнёт двигаться и отклонится на
значительное расстояние от положения равновесия. Таким образом, при упругом
ударе движущийся цилиндр частично передает свой импульс неподвижному цилиндру,
но в целом их импульс сохраняется. Для наблюдения не упругого к нити
подвешивают два алюминиевых цилиндра, верхнюю часть которых опоясывают валиком
пластилина. Диаметр валика 5 мм, масса – одинаковая. Оба цилиндра отводят из
положения равновесия на 10 см и одновременно отпускают. Как и в первом случае
добиваются центрального удара. Поскольку куски пластилина слипаются соударение
получается неупругим. После соударения соединившиеся цилиндры останавливаются:
до соударения их импульсы были равны и противоположно направлены, следовательно, импульс системы был равен
нулю. В результате соударения суммарный импульс системы также равен нулю. На
основании проведённых опытов делают вывод о сохранении импульса в замкнутой
системе тел ка при упругом, так и при неупругом столкновении.
Рис 1 Рис 2
Ход работы:
1.
Соберите экспериментальную
установку (рис 1).
2.
Отведите латунный цилиндр
на 10 см от положения равновесия и отпустите его. Добейтесь, чтобы удар был
центральным. Измерьте смещение латунного цилиндра от положения равновесия х01=__________.
3.
Измерьте смещения
цилиндров от положения равновесия после удара х1=_______, х2=_______.
4.
Сравните смещения
алюминиевого и латунного цилиндров от положения равновесия с начальным
смещением латунного цилиндра
___________________________________________________________________________________.
5.
Сделайте вывод об
изменениях импульсов каждого из тел и суммарного импульса системы тел при
упругом соударении.
Вывод:
__________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
6.
Замените латунный цилиндр
на второй алюминиевый и оберните верхнюю часть каждого цилиндра валиком
пластилина (рис.2).
7.
Разведите цилиндры в
противоположные стороны на равные расстояния от положения равновесия и
отпустите. Добейтесь, чтобы удар цилиндров был центральным и после соударения
они остановились.
8.
Измерьте смещения
цилиндров от положения равновесия до взаимодействия х01=_______,
х02=_______.
9.
Измерьте смещение цилиндров
от положения равновесия после удара х1=__________.
10.
Сделайте вывод об
изменении импульсов каждого тела и суммарного импульса системы при неупругом
соударении.
Вывод:
__________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Проверь себя. Ответьте на вопросы:
1.
Почему для проведения
данного эксперимента необходимо, чтобы длины нитей были одинаковыми?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2.
С какой целью при
наблюдении неупругого соударения верхние части цилиндров опоясываются валиком
пластилина?_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова
Дата «___»
_________20____г
Лабораторная работа № 4. Сравнение работы силы с
изменением кинетической энергии тела
Цель работы: _____________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________.
Оборудование: ______________________________________________________________________________________
Ход работы:
1.
Fтяж=__________.
2.
Fтр=__________.
3.
Вычисления μ=
___________________________________________________________________________________.
4.
Результаты вычисления и
измерения запишите в таблицу:
|
μ
|
l, мм
|
L,
мм
|
H, мм
|
S, мм
|
t, с
|
 ,
м/с2
|
 ,
м/с2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.
L=__________, H=__________, l=__________, s=__________.
6.
Результаты занесите в
таблицу:
7.
tср=__________.
8.
(g(H-μH))/L=_______________________________________________________________________________________
9.
∆((g(H-μl))/L) =_____________________________________________________________________________________
10.
=
______________________________________________________________________________________________
11.
=______________________________________________________________________________________________
Вывод: __________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
Проверь себя. Ответьте на вопросы:
1.
Как зависит точность
полученных результатов о угла наклона рейки?_________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
2.
Какие величины, входящие в
равенство (9), изменятся при увеличеснии массы каретки? __________________________
_____________________________________________________________________________________________________
3.
Зависит ли точность
результатов о массы каретки, и если да, то как?___________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова
Дата «___»
_________20____г
Лабораторная работа № 5. Сохранение механической
энергии при движении тела под действием сил тяжести и упругости
Цель работы: ____________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
Оборудование: _______________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
Ход работы:
1.
x0=__________.
2.
Δx0=__________.
3.
А= ___________.
4.
ΔА=__________
5.
Вычисления 
__________________________________________________________________________________
6.
_______________________________________________________________________________________________
7.
__________________________________________________________________________________________
8. Ответ: ______________________________________.
Проверь себя. Ответьте на вопросы:
1.
Каким выражением
определяется потенциальная энергия деформированной пружины?__________________________
____________________________________________________________________________________________________
2.
Каким выражением
определяется кинетическая энергия тела?________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
3.
При каких условиях
выполняется закон сохранения механической энергии? ____________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова
Раздел 2. Молекулярная физика. Термодинамика.
Дата «___»
_________20____г
Практическая работа № 5. Расчет параметров состояния
идеального газа
Цель:
закрепить умения и навыки решения задач на расчет параметров состояния
идеального газа, сформировать умения и навыки нахождения физической
величины, её вывода из формулы.
Реши задачи:
1. Подсчитайте, сколько раз можно опоясать Землю
по экватору цепочкой из молекул кислорода (О2), содержащихся
в объеме V=1,0см3 этого газа при нормальных условиях.
Диаметр молекулы кислорода d=3∙10-8см,
радиус Земли R3=6410 км.
2. Определите, какой будет абсолютная температура
определенной массы идеального газа, если давление газа увеличить в 4 раза а
объем уменьшить в 2 раза. Начальная температура газа равна 300 К.
3.
Предельно допустимая
концентрация молекул паров ртути в воздухе равна 3∙1016м-3.
При какой массе ртути в одном кубическом метре воздуха появляется опасность
отравления. Почему надо быть очень осторожным при обращении с ртутью?
4.
В баллоне объемом V=10 л
содержится гелий под давлением р1=1 МПа при температуре Т1=300
К. После того как из баллона вышло 10 г гелия, температура в нем уменьшилась до
Т2=290 К. Определите давление гелия, оставшегося в баллоне.
5.
В сосуде при температуре
270С находится смесь азота и кислорода. С какой средней квадратичной
скоростью движутся молекулы газа?
Проверь себя:
Вариант №1
1. Подсчитайте, сколько молекул содержится в капле
воды (Н2О) диаметром d=1,0 мм при температуре t=23°C.
2. Определите, до какой температуры нужно нагреть
газ, взятый при температуре t1=0 °C и постоянном давлении, чтобы его объем увеличился
вдвое (V2=V1).
3. Из баллона выпустили 2 г газа, вследствие чего
давление в нем снизилось на 10%. Определите емкость баллона, если плотность
газа в начальный момент была 0,2 кг/м3. Температура газа в баллоне
не менялась.
Вариант №2
1. Один киломоль углекислого газа (СО2)
имеет молярную массу М=44,0 г/моль. Определите плотность углекислого газа и
массу его молекулы при нормальных условиях (р = 1,01 105 Па;Т0
= 273К)
2. На изделие, площадь поверхности которого 52 см2,
нанесен слой хрома толщиной 1мкм. Сколько атомов хрома в покрытии?
3. Начальный объем газа составляет 60 л.
Определите, каким будет объем этой массы газа, если абсолютная температура
повысится от 300 К до 450 К, а давление уменьшится в 2 раза.
Вариант №3
1. Вакуумный насос позволяет понижать давление до
значения 
. Определите, сколько молекул газа содержится в
объеме V=1,0 см3 газа при данном давлении и
температуре 
2. Сколько молекул содержится в сосуде емкостью
250 см3, если давление газа 566 мм рт.ст., а температура равна 100
°С?
3. Баллон, содержащий V1=0,02 м3 воздуха под давлением р1=4105
Па, соединяют с баллоном емкостью V2=0,06 м3, из которого выкачан воздух. Найти давление р,
которое установилось в сосудах. Температура постоянная.
Вариант №4
1. Подсчитайте, сколько молекул газа содержится в
баллоне емкостью V=60,0 л при температуре Т= 300 К и давлении р=5,0010
Па.
2. Кислород находится в баллоне под давлением 
Па. Температура в баллоне равна 47 °С. Какую
плотность имеет кислород?
3. Какая масса воздуха выйдет из комнаты, имеющий
объем V=60 м3, в следствие повышения температуры
от Т1=280 К до Т2=300 К при нормальном давлении?
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Дата «___»
_________20____г
Практическая работа № 6. Изучение первого закона
термодинамики
Цель: обобщение и
систематизация знаний в рамках темы «Основы термодинамики», отработка умений и
навыков выполнять задания по образцу, способности применять знания при решении
конкретных задач, научиться самостоятельно устанавливать причину (изменение
температуры) и следствие (изменение внутренней энергии), закрепить умения и
навыки решения задач на первое начало термодинамики
Реши задачи:
1. Расширяясь при постоянном давлении, газ
совершил работу 20 кДж. Чему было равно давление в газе, если объём газа при
расширении увеличился на 0,2м3?
2. Идеальный газ получил количество теплоты 300
Дж и совершил работу 100 Дж. Как при этом изменилась его внутренняя энергия?
3. Газ, занимавший объём 20 л при нормальных
условиях (p0=1,01×105Па, T0=273К), был изобарно нагрет до 800С.
Определить работу расширения газа.
4. Одноатомный идеальный газ массой 20 г при
расширении без теплообмена совершил работу 249Дж. На сколько градусов
изменилась температура газа? Молярная масса газа 2 г/моль.
Проверь себя:
Вариант №1
1. Для изобарного нагревания 800 моль газа на 500
К ему сообщили 9,4 МДж теплоты. Определите работу газа и изменение его
внутренней энергии.
2. Какова внутренняя энергия 20 моль одноатомного
газа при 37С?
3. При адиабатическом расширении температура
гелия понизилась на 40С, а совершённая им работа равна 498 Дж. Найти
массу газа в граммах.
4. Азот массой 280 г был нагрет при постоянном
давлении на 100 К. Определите работу, которую совершает газ при расширении.
Вариант №2
1. Какова внутренняя энергия 10 моль одноатомного
газа при 270С?
2. Сколько моль одноатомного газа нагрели на 10
К, если количество подведённой теплоты равно 249 Дж? Процесс изохорный.
3. В ходе изотермического расширения к одному
молю идеального одноатомного газа подведено 43 Дж теплоты. Определить работу,
совершённую газом.
4. Температура азота массой 1,4 кг в результате
адиабатного расширения упала на 200С. Какую работу совершил газ при
расширении?
Вариант №3
1. При изобарном расширении газа была совершена
работа 600 Дж. На сколько изменился объём газа, если давление газа было 
?
2. Как и на сколько изменилась внутренняя энергия
газа, если при его адиабатном сжатии над ним была совершена работа 200 Дж.
3. Сколько моль идеального одноатомного газа
можно нагреть на 5 К, подведя к нему 41,5 Дж теплоты? Давление газа постоянно.
4. При адиабатном расширении 128г кислорода О2,
находящегося при нормальных условиях (p0=1,01×105Па, T1=273К), его температура уменьшилась в 2 раза.
Найдите изменение внутренней энергии, работу расширения газа.
Вариант №4
1. В процессе изобарного расширения газа была совершена
работа, равная 400Дж. При каком давлении совершался процесс, если объём газа
изменился с 0,3 м3 до 600 л?
2. Чему равна внутренняя энергия 5 моль
одноатомного идеального газа при температуре 47°С?
3. В ходе изотермического расширения к одному
молю идеального одноатомного газа подведено 43 Дж теплоты. Определить работу,
совершённую газом.
4. Найти начальную температуру 560 г азота, если
при изобарном нагревании его до 970С газ совершил работу 16,6 кДж.
Молярная масса азота 28г/моль.
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Дата «___» _________20____г
Практическая
работа № 7.
КПД тепловых двигателей. Модели тепловых двигателей
Цель: научиться
решать задачи по образцу, анализировать задачу, обобщить и систематизировать
знания по теме «Тепловые двигатели»
Реши задачи:
1. Определите температуру нагревателя идеальной
тепловой машины, если температура холодильника 280 К, а КПД равен 30%.
2. В идеальной тепловой машине за счёт каждого
килоджоуля энергии, получаемой от нагревателя, совершается работа 300 Дж.
Определить КПД машины.
3. В одном цикле работы теплового двигателя его
рабочее тело получает от нагревателя количество теплоты 1,5 МДж. Какое
количество теплоты оно отдаёт за цикл холодильнику, если КПД двигателя 20%?
Чему равна работа, совершаемая этим двигателем за один цикл?
4. Какую среднюю мощность развивает двигатель
мотоцикла, если при скорости движения 108 км/ч расход бензина составляет 3,7 л
на 100 км пути, а КПД двигателя 25%?
Проверь себя:
Вариант №1
1. КПД идеального теплового двигателя 40%. Газ
получил от нагревателя 5кДж теплоты. Какое количество теплоты отдано
холодильнику?
2. Температура холодильника идеальной тепловой
машины, работающей по циклу Карно и имеющей КПД 30%, 20 0С. Какова
температура нагревателя машины?
3. Определить КПД тепловой машины, если
количество теплоты, полученное от нагревателя, в 6 раз превышает количество
теплоты, отданное холодильнику. Ответ дать в процентах.
4. Механическая лопата, приводимая в движение
мотором мощностью 5 кВт, поднимает 180 т песку на высоту 6м в течение часа.
Каков КПД установки?
Вариант №2
1. В идеальной тепловой машине Карно, КПД которой
30%, газ получил от нагревателя 10 кДж теплоты. Какое количество теплоты машина
отдала холодильнику?
2. Чему равен максимальный КПД теплового
двигателя, если температура нагревателя 4550С, а холодильника 2730С?
3. Тепловая машина с КПД, равным 20%, совершает в
каждом цикле работу А = 100 Дж. Сколько теплоты Q1 получает при этом
машина от нагревателя и сколько Q2 отдает холодильнику?
4. Междугородний автобус прошёл путь 80 км за 1
ч. Двигатель при этом развивал среднюю мощность 70 кВт при КПД, равном 25%.
Сколько дизельного топлива, плотность которого 800 кг/м3, сэкономил
водитель на рейсе, если норма расхода 40 л на 100 км пути?
Вариант №3
1. Температура нагревателя идеальной тепловой
машины 1170С, а холодильника 270С. Найти КПД тепловой
идеальной машины.
2. В идеальной тепловой машине Карно газ получил
от нагревателя 10 кДж теплоты. Какое количество теплоты машина отдала
холодильнику?
3. Температура холодильника тепловой машины 400
К, температура нагревателя на 200 К больше, чем у холодильника. Найти
максимально возможный КПД машины.
4. Определить мощность электрического чайника,
если в нём за 20 мин нагревается 1,5 кг воды от 20 до 1000С при КПД
равном 0,6. Удельная теплоёмкость воды равна 
.
Вариант № 4
1. Температура нагревателя идеальной тепловой
машины 1170С, а холодильника 270С. Количество теплоты,
получаемое машиной от нагревателя, равно 60 кДж. Вычислить КПД машины и
количество теплоты, отдаваемое холодильнику.
2. В идеальной тепловой машине Карно газ получил
от нагревателя 10 кДж теплоты. Какое количество теплоты машина отдала
холодильнику, если КПД тепловой машины составил 60%?
3. Какое максимальное количество теплоты можно
забрать от холодильника, совершив механическую работу А=40Дж? КПД тепловой
машины равен 20%
4. Определить массу расходуемой нефти в тепловозе
на 1кВ∙ч, если КПД тепловоза 30%. Удельная теплота сгорания нефти 50 МДж/кг.
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Дата «___»
_________20____г
Лабораторная работа № 6. Измерение влажности воздуха
Цель работы: ____________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
Оборудование: _______________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
Ход работы:
Задание 1. Измерьте относительную влажность
воздуха с помощью гигрометра Ламберта
Результаты измерений и вычислений
|
№ п/п
|
t, 0С
|
Рн, кПа
|
t
т.р0 С
|
р, кПа
|
r, %
|
rср, %
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.
r =
____________________________________________________________________________________________________
2.
rср= ___________________________________________________________________________________________________
Задание 2. Измерьте относительную влажность воздуха с
помощью модели психрометра
Результаты измерений и вычислений
|
№ п/п
|
t, 0С
|
tвл, 0С
|
Δt, 0С
|
r, %
|
rср, %
|
|
|
|
|
|
|
|
3.
r = ____________________________________________________________________________________________________
4.
rср=
__________________________________________________________________________________
Вывод:
__________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________.
Проверь себя. Ответьте на вопросы:
1.
Почему, испаряясь,
жидкость понижает свою температуру?__________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
2.
Могут ли в ходе опытов
температуры сухого и влажного термометров оказаться одинаковыми?
____________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
3.
Каким может быть
предельное значение относительной влажности воздуха? ________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова
Дата «___»
_________20____г
Практическая работа № 8. Свойства паров, жидкостей и
твердых тел
Цель: научиться решать задачи по образцу,
анализировать задачу, обобщить и систематизировать знания по теме «Свойства
паров, жидкостей и твердых тел»
Реши задачи:
1. Относительная влажность воздуха равна 60%.
Чему равно парциальное давление водяного пара, если давление насыщенного пара
при той же температуре равно 2,33 кПа?
2. При определении силы поверхностного натяжения
капельным методом число капель глицерина, вытекающего из капилляра, составляет n=50.
Общая масса глицерина m=1г, а диаметр шейки капли в момент отрыва d=1мм.
Определите поверхностное натяжение σ глицерина.
3. Напряжение в круглом стальном стержне при
нагрузке 1,2 кН равно 30Н/мм2. Каково будет напряжение в стержне при
нагрузке 2,4 кН?
Проверь себя:
Вариант №1
1. Какова масса капли воды, вытекающей из
пипетки, в момент отрыва, если диаметр отверстия пипетки равен 1,2 мм? Считать,
что диаметр шейки капли равен диаметру отверстия пипетки.
2. В V=5м3 воздуха при t=210C
содержится m=52г водяного пара. Определите φ – относительную влажность
воздуха.
3. Медный стержень длиной l=3м и сечением S=105мм2
растягивают. Определите работу А, совершаемую при растяжении, если
относительное удлинение 0,001.
Вариант №2
1. С помощью пипетки отмерено 40 капель воды. Найдите
поверхностное натяжение σ воды, если масса отсчитанных капель m=1,84 г,
а диметр шейки пипетки d=2 мм.
2. Относительная влажность воздуха вечером при 160С
равна 55%. Выпадет роса, если ночью температура понизится до 80С?
3. Балка длиной 5 м с площадью поперечного
сечения 100см2 под действием сил по 10 кН, приложенных к её концам,
сжалась на 1 см. Найти относительное сжатие и механическое напряжение.
Вариант №3
1. В капиллярной трубке радиусом 0,5 мм жидкость
поднялась на 11 мм. Найти плотность данной жидкости, если её коэффициент
поверхностного натяжения 22 мН/м.
2. Относительная влажность воздуха вечером при
температуре t=250С составляет φ1=70%.Ночью температура
воздуха понизилась до 160С. Сколько водяного пара конденсировалось
из 1м3 воздуха?
3. К закрепленной одним концом проволоке
диаметром 2 мм подвешен груз массой 10 кг. Найти механическое напряжение в
проволоке.
Вариант № 4
1. Относительная влажность воздуха в помещении
60%, температура 18 °С. До какой температуры надо охладить металлический
предмет, чтобы его поверхность запотела?
2. Тонкое алюминиевое кольцо радиусом r=10см
опускают на поверхность воды. Определите минимальную силу, с помощью
которой можно оторвать кольцо от поверхности воды, если масса кольца m=5,7г.
Температура воды t=200С.
3. Диаметр капроновой рыболовной лесы 0,12 мм, а
разрывная нагрузка 7,5 Н. Найти предел прочности на разрыв данного сорта
капрона.
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Раздел 3.
Электродинамика
Дата «___»
_________20____г
Практическая
работа № 9. Расчет основных электростатических величин
Цель: научиться решать задачи с использованием основного закона
электростатики.
Реши задачи:
1. На каком расстоянии от точечного заряда +10-8
Кл, находящегося в воздухе, напряжённость электрического поля окажется
равной 10-9 Н/Кл?
2. Два отрицательных точечных заряда q1=-9нКл и q2=-36нКл расположены на расстоянии l=3м
друг от друга. Когда в некоторой точке поместили третий заряд q3, то все заряды оказались в равновесии.
Найдите заряд q3.
3. В однородном электрическом поле электрон
движется с ускорением, равным 32 м/с2. Определите напряженность
поля, если масса электрона равна 9,1×10-31кг.
Проверь себя:
Вариант №1
1. Два одинаковых металлических шарика, заряд
одного из которых первоначально равен -5мкКл, соприкасаются и затем разводят
снова. Заряд одного из шариков после соприкосновения равен 3 мкКл. Определить
заряд второго шарика до соприкосновения.
2. Какая сила действует на заряд 12 нКл,
помещённый в точку, в которой напряжённость электрического поля равна 2 кВ/м?
3.
На каком расстоянии друг
от друга заряды 1 мкКл и 10 нКл взаимодействуют с силой 9 мН?
Вариант №2
1.
При сообщении
металлическому шару, находящемуся в воздухе, заряда его потенциал оказался
равным 18 кВ. Определить радиус шара.
2. Два одинаковых точечных заряда взаимодействуют
в вакууме с силой 0,1 Н. Расстояние между зарядами равно 6 м. Найдите модуль
этих зарядов.
3.
Одинаковые металлические
шарики, заряженные одноимённо зарядами q и 4q,
находятся на расстоянии 0,5 м друг от друга. Шарики привели в соприкосновение.
На какое расстояние x надо их развести, чтобы сила взаимодействия
осталась прежней?
Вариант №3
1.
На расстоянии 9 см от центра металлического шара с
зарядом 2 нКл и радиусом 3 см находится точечный заряд -6 нКл. Чему равен
потенциал шара?
2.
В некоторой точке поля
на заряд 0,1 мКл действует сила 4 мН. Найдите напряженность поля в этой точке.
3.
Два электрических
заряда, один из которых в три раза больше другого, находясь в
вакууме на расстоянии r1= 30 см, взаимодействуют с
силой, модуль которой F1= 30 Н. Определите величины этих
электрических зарядов. На каком расстоянии в воде они будут
взаимодействовать с силой, в три раза большей?
Вариант № 4
1. Заряд 5 нКл находится в электрическом поле с
напряженностью 2кН/Кл. С какой силой поле действует на заряд?
2. Найдите потенциал шара радиусом 10см, если на
расстоянии 10 м от его поверхности потенциал электрического поля равен 20В.
3. Проводящий шарик, несущий электрический заряду
q1=1,8×10- 8Кл,
привели в соприкосновение с такими же двумя шариками, один из которых имел
электрический заряд q2= -3,0×10-8Кл, а другой был не заряжен. Как
распределятся электрические заряды между шариками? С какой по модулю силой
будут взаимодействовать два из них в вакууме на расстоянии r = 5,0 см
один от другого?
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Дата «___» _________20____г
Практическая работа № 10. Проводники и диэлектрики в
электрическом поле
Цель: научиться решать задачи по образцу, анализировать задачу, обобщить и
систематизировать знания по теме «Проводники и диэлектрики в электрическом
поле».
Реши задачи:
1. Какую работу надо совершить, чтобы перенести
заряд 10-16Кл из бесконечно удаленной точки, потенциал которой равен
нулю, в точку поля которой равен 10В?
2. Точечный заряд q=10-7Кл
помещен в центре полого непроводящего шара, относительная диэлектрическая
проницаемость которого ε=3. Внешний радиус шара R1=1м. Радиус
полости R2=0,5м. Вычислите напряженность и потенциал поля в
точке, удаленной от центра полости на расстоянии r= 0,25м.
3. Ёмкость одного шара 8мкФ, а потенциал 1000В.
Ёмкость второго шара 2мкФ, потенциал – 1000В. Сколько энергии выделится в
проводнике, которым соединяют шары?
Проверь себя:
Вариант №1
1.
Заряд, равный 
Кл, помещён в спирт на расстоянии 5 см от
другого заряда. Определить значение и знак другого заряда, если заряды
притягиваются с силой -0,45Н. Диэлектрическая проницаемость спирта равна 26.
2.
Напряжённость
электрического поля в керосине уменьшается в 2 раза. Определите силу
взаимодействия двух зарядов в керосине, если в вакууме она равна 
Н.
3.
При перемещении заряда
между точками с разностью потенциалов 1 кВ поле совершило работу 40 мкДж. Чему
равен заряд?
Вариант №2
1. Какую разность потенциалов необходимо создать,
чтобы сообщить ядру гелия зарядом 
Кл кинетическую энергию 
Дж?
2.
В центре сферы радиусом R=8см
находится точечный заряд q1=10нКл. По сфере распределен
равномерно заряд q2=-4q. Найти напряженность и
потенциал поля на расстоянии r= 2R от центра сферы.
3.
На сколько увеличится
потенциальная энергия взаимодействия зарядов 250мкКл и 400мкКл при изменении
расстояния между ними с 10 до 20 см?
Вариант №3
1.
Два заряда по 
Кл, разделённые слоем слюды, взаимодействуют с силой 
Н. Определите толщину слоя слюды, если её
диэлектрическая проницаемость равна 8.
2. Точечный заряд q=10-7Кл
помещен в центре полого непроводящего шара, относительная диэлектрическая
проницаемость которого ε=3. Внешний радиус шара R1=1м. Радиус
полости R2=0,5м. Вычислите напряженность и потенциал поля в
точке, удаленной от центра полости на расстояние r= 0,75м.
3.
Найдите потенциал шара
радиусом 10см, если на расстоянии 10 м от его поверхности потенциал
электрического поля равен 20В.
Вариант № 4
1.
Заряд в 
Кл в
керосине на расстоянии 0,005 м притягивает к себе второй заряд с силой 
Н. Найдите величину второго заряда. Диэлектрическая
проницаемость керосина равна 2.
2.
В центре сферы радиусом R=8см
находится точечный заряд q1=10нКл. По сфере распределен
равномерно заряд q2=-4q. Найти напряженность и
потенциал поля на расстоянии r=R/2 от центра сферы.
3.
Какую работу совершает
однородное электрическое поле напряжённостью 200 В/м при перемещении заряда 4
мкКл на 4 см в направлении, противоположном направлению силовых линий?
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Дата «___» _________20____г
Практическая работа № 11. Конденсаторы
Цель:
научиться решать задачи по образцу, анализировать задачу, обобщить и
систематизировать знания по теме «Конденсаторы», сформировать умения и навыки
нахождения физической величины, её выражение из формулы.
Реши задачи:
1.
Чему равна энергия
заряженного конденсатора, если его ёмкость равна 10пФ, а заряд равен 1 мкКл?
2.
Ёмкость одного
конденсатора 200пФ, а другого – 1 мкФ. Сравнить заряды, накопленные на этих
конденсаторах при их подключении к полюсам одного и того же источника
постоянного тока.
3.
Определите общую ёмкость Собщ
батареи из двух последовательно соединённых конденсаторов емкостями С1=5пФ
и С2=8пФ.
Проверь себя:
Вариант №1
1. Наибольшая ёмкость школьного конденсатора
58мкФ. Какой заряд он накопит при его подключении к полюсам источника
постоянного напряжения 50В?
2. Расстояние между пластинами плоского
конденсатора ёмкостью 2 мкФ, подключённого к источнику напряжением 1В,
увеличивают в 2 раза. Как изменится энергия электрического поля конденсатора?
3.
Определите общую ёмкость Собщ
батареи из двух последовательно соединённых конденсаторов емкостями С1=5пФ
и С2=10пФ.
Вариант №2
1.
Найдите ёмкость плоского
конденсатора, состоящего из двух круглых пластин диаметром 20 см, разделённых
парафиновой прослойкой толщиной 1 мм. Диэлектрическая проницаемость парафина
2,1.
2.
Ёмкость одного
конденсатора в 9 раз больше ёмкости другого. На какой из этих конденсаторов
надо подать большее напряжение, чтобы их энергия была одинаковой? Во сколько
раз большее?
3.
Найдите общую ёмкость Собщ
батареи из двух параллельно соединённых конденсаторов емкостями С1=6мкФ
и С2=8мкФ.
Вариант №3
1.
Конденсатору ёмкостью 10
мкФ сообщили заряд 4 мкКл. Какова энергия заряженного конденсатора?
2. Площадь каждой пластины плоского конденсатора
равна 520см2 . На каком расстоянии друг от друга надо расположить
пластины в воздухе, чтобы ёмкость конденсатора была равна 46 мкФ?
3.
Определите общую ёмкость Собщ
батареи из двух последовательно соединённых конденсаторов емкостями С1=6пФ
и С2=8пФ
Вариант № 4
1. До какой разности потенциалов нужно зарядить
конденсатор ёмкостью 100 мкФ, чтобы энергия его электрического поля стала равна
1 Дж?
2. Ёмкость первого конденсатора 0,5мкФ, а второго
– 5000 пФ. Сравнить напряжения, которые надо подавать на эти конденсаторы,
чтобы накопить одинаковые заряды.
3. Найдите общую ёмкость Собщ
батареи из двух параллельно соединённых конденсаторов емкостями С1=10мкФ
и С2=5мкФ.
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Дата «___» _________20____г
Практическая работа № 12. Расчет
электродинамических величин
Реши задачи:
1. Алюминиевая проволока при 0°С имеет сопротивление
4,25 Ом. Каково будет сопротивление этой проволоки при 200°С? Температурный
коэффициент сопротивления алюминия 4×10-3К-1.
2. Найти внутреннее сопротивление и ЭДС источника
тока, если при силе тока 30 А мощность во внешней цепи равна 180 Вт, а при силе
тока 10 А эта мощность равна 100 Вт.
3.
Какова сила тока в
проводнике, через поперечное сечение которого за 2 с проходит 12×1019электронов? Заряд электрона равен 1,6×10-19Кл.
4.
Двигатель мощностью 30 Вт,
рассчитанный на напряжение 15В, необходимо подключить к источнику тока,
составленному из батареек с ЭДС 1,5 В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом.
Сколько батареек следует включить в последовательную цепь?
Проверь себя:
Вариант №1
1.
Через лампу накаливания
проходит ток 0,8 А. Сколько свободных электронов проходит через поперечное
сечение волоска лампы в 1 с?
2.
До какой температуры нужно
нагреть медный проводник имеющий температуру 0°С, чтобы его сопротивление
увеличилось в 3 раза? Температурный коэффициент сопротивления меди 4,3×103К-1.
3. К источнику с ЭДС 12 В и внутренним
сопротивлением 1 Ом подключён реостат, сопротивление которого 5 Ом. Найти силу
тока в цепи и напряжение на зажимах источника тока.
Вариант №2
1. Определите плотность тока, протекающего по
константановому проводнику длиной 5 м, при напряжении 12 В.
2. Сопротивление угольного проводника при
температуре 00С равно 15 Ом, а при температуре 2200С –
13,5 Ом. Определить температурный коэффициент сопротивления угля.
3.
Определите силу тока при
коротком замыкании батарейки с ЭДС 9 В, если при замыкании её на внешнее
сопротивление 3 Ом ток в цепи равен 2 А.
Вариант №3
1. Обмотка реостата сопротивлением 84 Ом
выполнена из никелиновой проволоки с площадью поперечного сечения 1 мм2 Какова
длина проволоки?
2.
По нити накала лампочки
карманного фонаря протекает ток силой 0,3А. Напряжение на полюсах батарейки 4,5
В. Найти энергию, израсходованную на нагревание нити накала лампочки за 100 с.
3. В проводнике сопротивлением 2 Ом,
подключённом к элементу с ЭДС 1,1 В, сила тока равна 0,5 А. Какова сила тока
при коротком замыкании элемента?
Вариант № 4
1.
Определите сопротивление
медного провода, если при силе протекающего в нем тока 10А напряжение на его
концах равно 4 В.
2.
Сопротивление вольфрамовой
нити электрической лампочки при 100С равно 50 Ом. До какой
температуры была нагрета нить, если её сопротивление стало равным 550 Ом?
Температурный коэффициент равен 0,0048 К-1.
3.
Источник тока с ЭДС 2 В и
внутренним сопротивлением 0,8 Ом замкнут никелиновой проволокой длиной 2,1 м и
сечением 0,21 мм2. Определите напряжение на зажимах источника тока.
Удельное сопротивление никелина равно 
.
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Дата «___» _________20____г
Практическая работа № 13. Расчет электрических
цепей
Цель: научиться решать задачи по образцу, анализировать задачу, обобщить и
систематизировать знания по теме, сформировать умения и навыки нахождения
физической величины, её выражение из формулы, закрепить
знания по вычислению основных электродинамических величин, сформировать умения
и навыки нахождения физической величины, её выражение из формулы.
Реши задачи:
1. Две лампы имеют одинаковые мощности. Одна из
них рассчитана на напряжение 120В, а другая — на напряжение 220В. Во сколько
раз отличаются сопротивления ламп?
2. 
Два проводника, соединенных параллельно, имеют
сопротивления 4 и 8 Ом. При включении в сеть в первом выделилось 30 кДж
теплоты. Какое количество теплоты выделится за это же время в обоих
проводниках, соединенных последовательно?
3. Чему равно общее сопротивление участка цепи,
изображенного на рисунке, если сопротивление каждого из четырех резисторов
равно 2 Ом.
Проверь себя:
Вариант №1
1.
На рисунке показан участок
цепи постоянного тока, содержащий 3 лампочки накаливания. Сопротивление каждой
лампочки 6 Ом. Определите сопротивление всего участка цепи.
|
Дано:
|
 Решение:
|
|
Найти:
|
2.
По цепи, состоящей из
четырех одинаковых параллельно соединённых проводников, идет ток 48 А. Какой
ток будет в цепи, если эти проводники соединить последовательно при том же
напряжении?
3. Три проводника, сопротивления которых равны 10,
20 и 30 Ом, соединены последовательно. Определите напряжение на каждом из
проводников и разность потенциалов между концами цепи при силе тока 1 А.
Вариант №2
1. По цепи, содержащей проводник сопротивлением
12 Ом, идёт ток 0,06 А. После того как к проводнику последовательно
подсоединили стальной провод сечением 1 мм2, сила тока в цепи стала
0,04 А. Определите длину провода. Удельное сопротивление стали 12∙10-8Ом∙м.
2. Два резистора соединены параллельно. Сила тока
в первом резисторе 0,5 А, во втором — 1 А. Сопротивление первого резистора 18
Ом. Определите силу тока на всем участке цепи и сопротивление второго
резистора.
3.
Резисторы с
сопротивлениями R1=2Ом, R2=3Ом, R3=5Ом
соединены по схеме, изображенной на рисунке. Найдите общее сопротивление этой
цепи.
|
Дано:
|
 Решение:
|
|
Найти:
|
Вариант №3
1.
Определите показания
амперметра и вольтметра, если по проводнику с сопротивлением R1 идёт
ток силой 0,1 А. Сопротивлением амперметра и подводящих проводов пренебречь.
Считать, что сопротивление вольтметра много больше сопротивлений
рассматриваемых проводников.
|
Дано:
|
 Решение:
|
|
Найти:
|
2.
В сеть напряжением U=24В
подключили два последовательно соединённых резистора. При этом сила тока
составила I1=0,6А. Когда резисторы подключили параллельно, суммарная
сила тока стала равной I2=3,2А. Определить сопротивления резисторов.
3.
Во сколько сопротивление R1
при последовательном соединении 10 резисторов (n=10)
сопротивлением по R=10Ом больше, чем их сопротивление R2 при
параллельном соединении?
Вариант № 4
1.
Напряжение в сети 120 В.
Сопротивление каждой из двух электрических ламп, включенных в эту сеть, равно
240 Ом. Определите силу тока в каждой лампе при последовательном и параллельном
их включении.
2.
Две электрические лампы
включены параллельно под напряжение 220 В. Определите силу тока в каждой лампе
и в подводящей цепи, если сопротивление одной лампы 1000 Ом, а другой 488 Ом.
3.
На рисунке изображена
схема соединения резисторов, у которых Rl=3Ом, R2=6Ом,
R3=4Ом. Найдите общее сопротивление всей цепи.
|
Дано:
|
 Решение:
|
|
Найти:
|
Дата «___»
_________20____г
Лабораторная работа № 8. Изучение закона Ома для
участка цепи, последовательного и параллельного соединения проводников.
Цель работы: ____________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
Оборудование:___________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
Ход работы:
Задание 1. Определите сопротивление проводника с
помощью амперметра и вольтметра
1.
|
Схематический
рисунок электрической цепи
|
|
2.
3.
Результаты измерений и вычислений
|
№ опыта
|
Проводник
|
I, А
|
U, В
|
R, Ом
|
|
|
1
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
4. R1=
___________________________________________________________________________________
R2= _____________________________________________________________________________________
Rср=
____________________________________________________________________________________.
Задание 2. Изучите последовательное соединение проводников
1.
|
Схематический
рисунок электрической цепи
|
|
2.
3.
Таблица 2. Результаты измерений и
вычислений
|
U, в
|
I, А
|
R, Ом
|
U1 В
|
R1, Ом
|
U2, В
|
R2, Ом
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. R1=
___________________________________________________________________________________
R2= _____________________________________________________________________________________
Rоб=
____________________________________________________________________________________.
Вывод:
__________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
5.Вывод:
__________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
6.
Таблица 2. Результаты измерений и
вычислений
|
U, в
|
I, А
|
R, Ом
|
U1 В
|
R1, Ом
|
U2, В
|
R2, Ом
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.
R1=
___________________________________________________________________________________
R2=
____________________________________________________________________________________
Rоб=
____________________________________________________________________________________.
Вывод:
__________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
8.Вывод:
__________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Задание 3. Изучите параллельное соединение
проводников
|
Схематический
рисунок электрической цепи
|
|
1.
2.
Таблица 3. Результаты измерений и
вычислений
|
U, В
|
I, А
|
I1, А
|
I2, А
|
R, Ом
|
R1, Ом
|
R2, Ом
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. I1=
___________________________________________________________________________________
I2=
____________________________________________________________________________________
Iоб= ____________________________________________________________________________________.
Вывод:
__________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
4.
Вывод:
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Проверь себя. Ответьте на вопросы:
1.
Как соединены
потребители электроэнергии в квартирах? ________________________________________________
Почему?___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2.
Как соединены лампочки в
елочной гирлянде?___________________________________________________________
Почему?___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова
Дата «___»
_________20____г
Лабораторная работа № 9. Изучение закона Ома для
полной цепи.
Цель работы: ____________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
Оборудование: _______________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
Ход работы:
|
Схематический
рисунок электрической цепи
|
|
1.
ξ=
____________________________________________________________________________________
2.
R2=
___________________________________________________________________________________
U=
_____________________________________________________________________________________.
3. R=
____________________________________________________________________________________
4.r=
_____________________________________________________________________________________
5.h=
___________________________________________________________________________________.
Вывод:
__________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Проверь себя. Решите тест:
1.
При напряжении
на концах проводника 2 В сила тока 0,8 А. Какое напряжение на этом проводнике
при силе тока 0,2 А?
1. 1,6 В; 2. 1,2 В; 3. 0,6 В; 4. 0,5 В.
На рисунке изображен график зависимости силы тока от напряжения.
2. При каком напряжении на проводнике сила тока равна 2 А?
1. 2 В; 2. 1,6 В; 3. 1,2 В; 4. 0,8 В; 5. 0,4 В.
3. Какова сила тока в проводнике при напряжении на нем 1,2 В?
1. 10 А; 2. 8 А; 3. 6 А; 4. 4 А; 5. 2 А.
4. Напряжение на электрической лампе 220 В, а сила тока в ней 0,5 А.
Определите сопротивление лампы.
1. 110 Ом; 2. 220 Ом; 3. 0,002 Ом; 4. 440 Ом.
5. Выразите 2500 Ом в килоомах.
1. 0,0025 Ом; 2. 2,5Ом; 3. 250Ом; 4. 2500 Ом.
6. Сила тока в нагревательном элементе чайника 2,5 А, а сопротивление
48 Ом. Вычислите напряжение на нагревательном элементе чайника.
1.120 В; 2.19,2 В; 3.0,05 В; 4.220 В; 5. 127 В
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова
Лабораторная работа № 10. Определение ЭДС и
внутреннего сопротивления источника напряжения.
Цель работы: ____________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
Оборудование:___________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
|
Схематический
рисунок электрической цепи
|
|
Ход работы:
1.
Цд=_____________________
2.
ξ=
___________________________________________________________________________________
3.
I=____________________________________________________________________________________
4.
U=___________________________________________________________________________________
5.
rпр=___________________________________________________________________________________
6.
ΔU=________________________
7.
ΔI=________________________
8.
εr=___________________________________________________________________________________
9.
Δr=
___________________________________________________________________________________
Таблица 1. Результаты измерений и
вычислений
|
|
Измерено
|
Вычислено
|
|
Uпр, В
|
Iпр, А
|
ξпр, В
|
ΔиU, В
|
Δ0U, В
|
ΔU, В
|
rпр, Ом
|
ΔиI, А
|
Δ0I, А
|
ΔI, А
|
εr, %
|
Δr,
Ом
|
|
|
Измерение ЭДС, ξ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Измерение
внутреннего сопротивления, r
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ответ: 
, 
, 
, 
Проверь себя. Ответьте на вопросы:
1.
К источнику
ЭДС подключен резистор переменного сопротивления. Как изменится сила тока в
цепи, если сопротивление будет плавно увеличиваться? ______________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
2.
Почему показания вольтметра
при разомкнутом и замкнутом ключе различны?_______________________________ _____________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова
Дата «___» _________20____г
Практическая работа № 14. Расчет силы Ампера и силы
Лоренца
Цель:
закрепить умения и навыки вычисления величин с использованием закона Ампера,
силы Лоренца.
Реши задачи:
1.
Пылинка, заряд которой 10-5Кл
и масса 1мг, влетает в однородное магнитное поле с индукцией 1Тл и движется по
окружности. Сколько оборотов сделает пылинка за время 3,14с?
2.
Определите силу Ампера,
действующей с индукцией с индукцией 0,1Тл с силой тока 20А, если длина
проводника 14см.
3.
Электрон влетает в
однородное магнитное поле с индукцией 1,4 мТл в вакууме со скоростью 500 км/с
перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определите силу, действующую на
электрон.
4.
Протон в магнитном поле
индукцией 0,01 Тл описал окружность радиусом 10 см. Найти скорость протона.
Проверь себя:
Вариант №1
1.
С какой силой действует
однородное магнитное поле с индукцией 0,2 Тл на проводник длиной 50 см,
расположенный под углом 300 к вектору магнитной индукции, если сила
тока в проводнике 6 А?
2. Определите величину силы Лоренца, действующей
на протон с индукцией 80 мТл, со скорость протона 200 км/с перпендикулярно
линиям магнитной индукции.
3. Протон движется по окружности в однородном
магнитном поле с индукцией 1 мТл. Определите период обращения протона. Заряд
протона 1,6∙10-19 Кл, его масса 1,67∙10-27 кг.
Вариант №2
1.
На прямолинейный проводник
длиной 40 см и током 20 А, расположенный под углом 30° к линиям индукции
однородного магнитного поля, действует сила 8 Н. Определите индукцию магнитного
поля.
2.
Пылинка с зарядом 0,2 Кл
влетает в вакууме в однородное магнитное поле со скоростью 500 м/с
перпендикулярно линиям магнитной индукции. Величина индукции магнитного поля
равна 6 Тл. Определите силу, действующую на пылинку.
3.
Электрон влетает в
однородное магнитное поле с индукцией 1,26 мТл перпендикулярно силовым линиям
со скоростью 106 м/с. Определите радиус окружности, по которой будет
двигаться электрон? Заряд электрона 1,6∙10-19 Кл, его масса 9,1∙10-31
кг.
Вариант №3
1.
На прямолинейный проводник
длиной 20 см, расположенный перпендикулярно направлению магнитного поля,
действует сила 8 Н. Определите значение вектора магнитной индукции, если сила
тока в проводнике 40 А.
2.
В магнитном поле с
индукцией 4 Тл движется электрон со скоростью 107 м/с, направленной
перпендикулярно линиям индукции магнитного поля. Чему равен модуль силы,
действующей на электрон со стороны магнитного поля? Заряд электрона равен 1,6∙10-19
Кл.
3.
Электрон влетает в
магнитное поле перпендикулярно линиям индукции со скоростью 107 м/с.
Найдите индукцию поля, если электрон описал в поле окружность радиусом 1 см (mе = 9,1×10 -31
кг, е = -1,6 ×10 -19 Кл).
Вариант № 4
1.
На прямолинейный проводник
с током 14,5 А в однородном магнитном поле с индукцией 0,34 Тл действует сила
1,65 Н. Определить длину проводника, если он расположен по углом 600 к
силовым линиям поля.
2.
Электрон движется в
однородном магнитном поле с индукцией 2 Тл со скоростью 1000 км/с, которая
направлена под углом 450 к вектору магнитной индукции. С какой силой
магнитное поле действует на частицу? Заряд электрона 1,6∙10-19 Кл.
3.
Частица массой 10-8г,
имеющая заряд 10-7, движется в плоскости, перпендикулярной
направлению линиям индукции однородного магнитного поля с индукцией 1 Тл.
Определите период обращения частицы.
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Дата «___» _________20____г
Практическая работа № 15. Магнитный поток. Определение
удельного заряда
Цель:
сформировать умения и навыки нахождения физической величины, её выражение из
формулы, закрепить умения и навыки вычисления величин с использованием формул
для определения магнитного потока, момента сил, работы по перемещению
проводника в магнитном поле.
Реши задачи:
1. Определить вращающий момент плоского контура
площадью 0,04 м2, помещенного в однородное магнитное поле индукцией
20 Тл, если по контуру проходит ток 10 А и если вектор магнитного момента
перпендикулярен вектору индукции магнитного поля.
2. В однородном магнитном поле индукцией 15 Тл
проводник переместился перпендикулярно линиям магнитной индукции на 10 см. Какую
работу совершил при этом электрический ток, если длина активной части
проводника 40см, а сила тока 2А?
3. Заряженная частица движется в однородном
магнитном поле с индукцией 5 мТл. Её скорость равна 104 км/с и направлена
перпендикулярно линиям индукции. Определите удельный заряд частицы, если радиус
окружности, по которой она движется равен 2 см.
Проверь себя:
Вариант №1
1.
Определить вращающий
момент плоского контура площадью 0,04 м2, помещенного в однородное
магнитное поле с индукцией 20 Тл, если по контуру течет ток 10 А, а плоскость
контура составляет с линиями индукции угол 30°.
2.
Магнитный поток внутри
контура, площадь поперечного сечения которого 60 см2, равен 0,3 мВб.
Найдите индукцию поля внутри контура. Поле считать однородным.
3. Электрон, двигаясь со скоростью 3,54×105 м/с, попадает в однородное магнитное
поле с индукцией 2×10-5 Тл
перпендикулярно его силовым линиям и продолжает двигаться по окружности
радиусом 10 см. Найти удельный заряд электрона.
Вариант №2
1. Максимальный вращающий момент, действующий на
рамку площадью 1см2, находящуюся в магнитном поле, равен 2мкН∙м.
Сила тока, текущего в рамке, 0,5 А. Найти индукцию магнитного поля.
2.
Магнитная индукция
однородного магнитного поля равна 0,5 Тл. Найти магнитный поток через площадку
25 см2, расположенную под углом 30° к линиям магнитного поля.
3.
Определите удельный заряд
частицы, если она движется в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл
перпендикулярно направлению линий магнитной индукции поля по окружности
радиусом 20 см. Скорость частицы 100 м/с.
Вариант №3
1.
Из проволоки длиной 20 см
сделали квадратный контур. Найти максимальный вращающий момент сил, действующий
на контур, помещенный в магнитное поле с индукцией 0,1 Тл. По контуру течет ток
2 А.
2.
Определить поток вектора
магнитной индукции через плоскую поверхность площадью 100 см2 при
индукции 0,2 Тл, если поверхность расположена под углом 30° к вектору магнитной
индукции.
3.
Электрон движется со
скоростью 2×107 м/с в плоскости, перпендикулярной
магнитному полю, с индукцией 0,1 Тл по траектории радиусом 50 см. Определите
удельный заряд электрона.
Вариант № 4
1.
Рамка площадью 100 см2
помещена в однородное магнитное поле с индукцией 0,5 Тл. Найдите максимальный вращающий
момент сил, действующих на рамку, если сила тока в ней 1000 А.
2.
Определите магнитный
поток, пронизывающий плоскую прямоугольную поверхность со сторонами 25 см и 60
см, если магнитная индукция во всех точках поверхности равна 1,5 Тл, а вектор
магнитной индукции образует с нормалью к этой поверхности угол, равный 450.
3.
Протон в однородном
магнитном поле с индукцией 0,01Тл описал окружность радиусом 10 см. Определите
удельный заряд протона, если он двигался со скоростью 50 Мм/с.
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Дата «___» _________20____г
Практическая работа № 16. Электромагнитная
индукция. Закон электромагнитной индукции
Цели:
сформировать умения и навыки нахождения физической величины, её выражение из
формулы, закрепить умения и навыки вычисления величин с использованием закона
электромагнитной индукции.
Реши задачи:
1.
Проволочный виток площадью
2м2 расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции
однородного магнитного поля. Величина магнитной индукции равна 0,04 Тл. За
время 0,01 с магнитная индукция спадает до нуля. Найдите ЭДС индукции в витке.
2. Прямолинейный проводник длиной 60 см движется
со скоростью 16 м/с в однородном магнитном поле с индукцией 2,5 Тл. Определить
угол между векторами индукции поля и скорости, если в проводнике индуцируется
ЭДС, равна 12 В.
3. В магнитное поле индукцией 0,1 Тл помещен
контур, выполненный в форме кругового витка радиусом 3,4 см. Виток сделан из
медной проволоки, площадь поперечного сечения которой 1 мм2. Нормаль
к плоскости витка совпадает с линиями индукции поля. Какой заряд пройдёт через
поперечное сечение витка при исчезновении поля? Удельное сопротивление меди
равно 0,017 Ом×мм2/м
Проверь себя:
Вариант №1
1. Какую длину активной части должен иметь
проводник, чтобы при перемещении его со скоростью 15 м/с перпендикулярно линиям
индукции поля в нём возбудилась ЭДС индукции 3 В? Магнитная индукция поля равна
0,4 Тл.
2. Сколько витков должна содержать катушка с
площадью поперечного сечения 50 мм2 , чтобы при изменении магнитной
индукции от 0,2 до 0,3 Тл в течение 4 мс в ней возбуждалась ЭДС 10 В?
3. Проволочная рамка сопротивлением 2 ком
помещена в магнитное поле. Магнитный поток через площадь рамки равномерно
изменяется на 8 мВб за 2 мс. Чему равна при этом сила тока в рамке?
Вариант №2
1. Магнитный поток через контур из проволоки с
сопротивлением 4 Ом равномерно увеличился на 
. Какой заряд при этом прошел через поперечное сечение
проводника?
2.
Какой магнитный поток пронизывает каждый виток катушки, имеющей 1000
витков, если при равномерном исчезновении магнитного поля в течение 0,1 с в
катушке индуцируется ЭДС равная 10 В ?
3. Проводник
длиной 25 см движется в однородном магнитном поле со скоростью 5 м/с,
направленной под углом 300 к линиям магнитной индукции. Найдите ЭДС
индукции, возникающую в проводнике, если индукция магнитного поля 8мТл.
Вариант №3
1.
С какой скоростью надо
перемещать проводник, длина активной части которого 1 м, под углом 600
к линиям индукции магнитного поля, чтобы в проводнике возбуждалась ЭДС индукции
1 В? Индукция магнитного поля равна 0,2 Тл.
2.
Виток проводника площадью 2 см2 расположен
перпендикулярно вектору магнитной индукции. Чему равна ЭДС индукции в витке,
если за время 0,05 с магнитная индукция равномерно убывает с 0,5 Тл до 0,1 Тл?
3.
В витке, выполненном из
алюминиевого провода длиной 10 см и площадью поперечного сечения 1,4 мм2,
скорость изменения магнитного потока 10мВб/с. Определите силу индукционного
тока. Удельное сопротивление алюминия 2,8∙10-8 Ом∙м.
Вариант № 4
1.
Найти величину средней
ЭДС, возникающей при размыкании тока в электромагните с индукцией 1,6 Тл, если
число витков равно 1000, а поперечное сечение обмотки магнита 30 см2.
Время размыкания тока 1 мс.
2.
В однородном магнитном
поле перпендикулярно к направлению вектора индукции , модуль которого 0,1 Тл,
движется провод длиной 2 м со скоростью 5 м/с, перпендикулярной проводнику.
Какая ЭДС индуцируется в этом проводнике?
3.
Какой заряд пройдёт через
поперечное сечение витка, сопротивление которого 0,03 Ом, при уменьшении
магнитного потока внутри витка на 12 мВб?
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Дата «___» _________20____г
Практическая работа № 17. Самоиндукция.
Правило Ленца
Цель: сформировать умения и
навыки нахождения физической величины, её выражение из формулы, закрепить
умения и навыки вычисления величин с использованием формул закона самоиндукции,
правила Ленца.
Реши задачи:
1.
В катушке индуктивностью
0,6 Гн сила тока равна 20 А. Какова энергия магнитного поля этой катушки? Как
изменится энергия поля, если сила тока уменьшится вдвое?
2.
Поток магнитной
индукции через площадь поперечного сечения катушки, имеющей 1000 витков,
изменился на 0,002 Вб в результате изменения тока с 4 до 20 А. Найти
индуктивность катушки.
3.
Алюминиевое кольцо,
свободно надетое на стальной сердечник, в случае замыкания ключа подскакивает
вверх (см. рисунок б). Объясните причину этого явления. Будет подскакивать
кольцо в случае размыкания ключа?
Проверь себя:
Вариант №1
1.
Энергия магнитного поля в
дросселе при силе тока 2 А равна 8 Дж. Какую индуктивность имеет дроссель?
2.
Какая ЭДС самоиндукции
возбуждается в обмотке индуктивностью 0,4 Гн при равномерном изменении силы
тока в ней на 5 А за 00,2 с?
3. 
Для каждого случая (см.
рисунок) определите направление индукционного тока, возникающего в замкнутом
проводящем кольце.
Ответ:
__________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Вариант №2
1.
Энергия магнитного поля
катушки, индуктивность которой 3 Гн равна 6 Дж. Определите силу тока в катушке.
2.
При помощи реостата
равномерно увеличивают силу тока в катушке со скоростью 2 А/с, индуктивность
катушки 200 мГн. Чему равна ЭДС самоиндукции в катушке?
3.
Определите
направление индукционного тока в контуре А, помещенном в магнитное поле контура
(см. рисунок), в случае: а) размыкания ключа; б) замыкания ключа.
Ответ:
__________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Вариант №3
1.
При равномерном уменьшении
в течение 0,1 с силы тока в катушке от 10 А до нуля в ней возникла ЭДС
самоиндукции 60 В. Определите индуктивность катушки.
2.
Определите индуктивность
катушки, если при силе тока 6,2 А ее магнитное поле обладает энергией 0,32 Дж.
3.
Определите
направление индукционного тока в контуре А, помещенном в магнитное поле контура
(см. рисунок), в случае перемещения ползунка вправо.
Ответ:
__________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Вариант № 4
1.
Энергия магнитного поля
соленоида равна 2 Дж, магнитный поток, сцепленный с соленоидом, равен 20 Вб.
Определите силу тока, идущего через соленоид.
2.
В проводнике
индуктивностью 5 мГн сила тока в течение 0,2 с равномерно возрастает с 2 А до
какого-то конечного значения. При этом в проводнике возбуждается ЭДС
самоиндукции, равная 0,2 В. Определите конечное значение силы тока в
проводнике.
3.
Определите направление
индукционного тока в контуре А, помещенном в магнитное поле контура (см.
рисунок), в случае перемещения ползунка реостата влево.
Ответ:
________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Лабораторная работа № 11. Изучение явления
электромагнитной индукции.
Цель работы: ____________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
Оборудование:___________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
Ход работы:
Задание 1. Доказать экспериментально правило Ленца.
Подготовьте для отчета и по мере проведения опытов заполните таблицу.
|
№
п/п
|
Действия с магнитом и катушкой
|
Показания
миллиамперметра,
мА
|
Направления отклонения стрелки
миллиампер-метра
(вправо, влево или не откланяется)
|
Направление индукционного тока
(по правилу Ленца)
|
|
1
|
Быстро
вставить магнит в катушку северным полюсом
|
|
|
|
|
2
|
Оставить
магнит в катушке неподвижным после опыта 1
|
|
|
|
|
3
|
Быстро
вытащить магнит из катушки
|
|
|
|
|
4
|
Быстро
приблизить катушку к северному полюсу магнита
|
|
|
|
|
5
|
Оставить
катушку неподвижной после опыта 4
|
|
|
|
|
6
|
Быстро
вытащить катушку от северного полюса магнита
|
|
|
|
|
7
|
Медленно
вставить в катушку магнит северным полюсом
|
|
|
|
|
8
|
Медленно
вытащить магнит из катушки
|
|
|
|
|
9
|
Быстро
вставить в катушку два магнита северными полюсами
|
|
|
|
|
10
|
Быстро
вставить магнит в катушку южным полюсом
|
|
|
|
|
11
|
Быстро
вытащить магнит из катушки после опыта 10
|
|
|
|
|
12
|
Быстро
вставить в катушку два магнита южными полюсами
|
|
|
|
Вывод:_______________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
Проверь себя. Ответьте на вопросы:
1.
В чем
заключается явление электромагнитной индукции? _____________________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2.
Какой ток называют
индукционным?__________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
3.
Сформулируйте закон
электромагнитной индукции:
_____________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
4.
Сформулируйте правило
Ленца:
______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова
Раздел 4.
Колебания и волны
Дата «___»
_________20____г
Практическая работа № 18. Расчёт основных
характеристик механических колебаний
Цели: закрепить умения и навыки вычисления
параметров колебательного движения, характеристик механических колебаний,
правильно оформлять решение задач, правильно давать ответ, в нужных единицах
измерения
Реши задачи:
1.
По графику (рис.)
определите амплитуду, период и частоту колебаний.
2.
Амплитуда колебаний
математического маятника А=10см. Наибольшая скорость колебаний маятника
0,5м/с. Определите длину такого маятника, если ускорение свободного падения
равно 10 м/с2 .
3.
На неизвестной планете
маятник длиной 80 см совершил 36 полных колебаний за 1 мин. Чему равно
ускорение свободного падения на этой планете?
4.
Пружинный маятник массой
0,16 кг совершает гармонические колебания. Какой должна стать масса этого
маятника, чтобы период колебаний увеличился в 2 раза?
Проверь себя:
Вариант №1
1.
К пружине жесткостью 40
Н/м подвешен груз массой 0,1 кг. Определите период свободных колебаний этого
пружинного маятника.
2. Амплитуда колебаний материальной точки 2 см, а
максимальное значение ускорения 8 см/с2. Определите циклическую
частоту и период колебаний.
3. На рисункке представлена зависимость
координаты центра шара, подвешенного на пружине, от времени. Определить амплитуду, циклическую частоту,
частоту и период.
Решение:
А= ___ (__), Т= ____ (__), 𝜈 = _____ (___), ω=_____ (___).
4.
Если длину математического
маятника уменьшить в 4 раза, то, как изменится частота его малых колебаний?
Вариант №2
1. Груз, подвешенный на пружине жёсткостью
600Н/м, совершает гармонически колебания. Какой должна быть жёсткость пружины,
чтобы частота колебаний уменьшилась в 2 раза?
2.
На рисунке показан график
колебаний одной из точек струны.
Определить амплитуду, циклическую частоту, частоту и период.
Решение: А= ___ (__), Т= ____ (__), 𝜈 = _____ (___), ω=_____ (___).
3.
Математический маятник
совершил 100 колебаний за 628 с. Чему равна длина нити маятника?
4.
Какова масса груза,
колеблющегося на пружине жёсткостью 0,5 кН/м, если при амплитуде колебаний 6 см
он имеет максимальную скорость 3 м/с?
Вариант №3
1. Девушка-горянка несёт на коромысле вёдра с
водой, период собственных колебаний которых 1,6 с. При какой скорости движения
девушки вода начнёт особенно сильно выплёскиваться из вёдер, если длина её шага
60 см?
2.
По графику гармонического
колебания определите: амплитуду, период, частоту и циклическую частоту колебаний.
Напишите уравнение данного колебания.
Решение: А= ___ (__), Т= ____ (__), 𝜈 = ___ (___), ω=_____ (___).
3. Маятник длиной 1 м совершил 60 колебаний за 2
минуты. Найти ускорение свободного падения для данной местности.
4.
Груз, подвешенный на
пружине жёсткостью 600Н/м, совершает гармонически колебания. Какой должна быть
жёсткость пружины, чтобы частота колебаний уменьшилась в 2 раза?
Вариант № 4
1.
По графику(рис.) определите амплитуду, период, частоту
и циклическую колебаний. Напишите уравнение данного колебания.
А= ___ (__), Т= ____ (__), 𝜈 = ___ (___), ω=_____ (___).
2.
Уравнение свободных
колебаний пружинного маятника имеет вид 
. Определите циклическую частоту, частоту и период
колебаний. Чему равна жёсткость пружины этого маятника, если масса груза 500г.
3.
Математический маятник
длиной 0,99 м совершает 50 полных колебаний за 1 мин 40 с. Чему равно ускорение
свободного падения в данном месте на поверхности Земли? (Можно принять π2
= 9,87.)
4.
К пружине жёсткостью
200Н/м подвешен груз массой 0,4 кг. Определите частоту свободных колебаний
этого пружинного маятника.
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Дата «___» _________20____г
Практическая работа № 19. Расчёт основных
характеристик механических волн.
Цель: формирование знаний, умений и навыков при решении задач,
анализировать задачу, отработка умений выполнять задания по образцу, обобщение
и систематизация знаний по теме «Механические волны»
Реши задачи:
1.
Радиобуй в море колеблется
на волнах с периодом 2 с. Скорость морских волн 1 м/с. Чему равна длина волны?
2.
На озере в безветренную
погоду с лодки сбросили тяжёлый якорь. От места бросания пошли волны. Человек,
стоящий на берегу, заметил, что волна дошла до него через 50 с, расстояние
между соседними горбами волн 50 см, а за 50 с было 20 всплесков о берег. Как
далеко от берега находилась лодка?
3.
Какой путь пройдёт ультразвуковая волна длиной 5 см за
0,001 с, если генератор, испускающий эти волны, работает на частоте 1 МГц?
4.
При обнаружении с помощью
эхолота косяка рыбы было замечено, что моменты отправления и приёма звукового
сигнала разделены промежутком времени 0,7 с. На каком расстоянии находился
косяк рыбы, если скорость звука в воде 1400 м/с?
Проверь себя:
Вариант №1
1. Длина волны 5 м, а ее частота 3 Гц. Определите
скорость волны.
2. Рыболов заметил, что за 10 с поплавок совершил
на волнах 20 колебаний, а расстояние между соседними гребнями волн 1,2 м.
Какова скорость распространения волны?
3.
Человек определяет длину
озера, слушая эхо своего голоса, отраженного от скалы на противоположном
берегу. Он слышит эхо через 1 с после крика? Скорость звука в воздухе 330 м/с.
Вариант №2
1. Расстояние между ближайшими гребнями волн в
море 4 м. Лодка качается на волнах, распространяющихся со скоростью 3 м/с. С
какой частотой волны ударяют о корпус лодки?
2. Моряк ударяет по борту корабля ниже уровня
воды. Волна, отраженная от дна моря (эхо), приходит через 2,1 с. Определите
глубину моря в этом месте, считая, что скорость звука в морской воде равна
1560 м/с.
3. Волна распространяется в упругой среде со
скоростью 150 м/с. Определите частоту колебаний, если минимальное расстояние
между точками среды, фазы которых противоположны, равно 0,75м.
Вариант №3
1. Определите расстояние от наблюдателя до места,
где вспыхнула молния, если промежуток времени между вспышкой и громом был равен
5 с. Скорость звука в воздухе 330 м/с, скорость света 3∙108 м/с.
2. Определите длину волны, распространяющейся со
скоростью 2 м/с, в которой за 20 с происходит 10 колебаний.
3. На каком расстоянии от корабля находится
айсберг, если посланный гидролокатором ультразвуковой сигнал, имеющий скорость
1500 м/с, вернулся назад через 0,4 с?
Вариант № 4
1.
В океане длина волны равна
250 м, а период колебаний в ней 20 с. С какой скоростью распространяется волна?
2. Длина морской волны равна 2 м. Какое
количество колебаний за 10 с совершит на ней поплавок, если скорость
распространения волны равна 6 м/с
3.
С берега высотой 5 м
горизонтально бросают камень со скоростью 10 м/с. Скорость бегущей волны,
образующейся на поверхности воды, равна 6 м/с. Через какой промежуток времени с
момента броска камня волна дойдет до берега?
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя ________________/Г.С.
Акатова/
Дата «___»
_________20____г
Лабораторная работа № 12. Изучение зависимости
периода колебаний пружинного (или нитяного) маятника от массы груза (или длины
нити).
Цель работы: выяснить, как зависит период колебаний
пружинного маятника от массы груза и жесткости пружины.
Оборудование и
материалы: набор пружин с
разной жесткостью, набор грузов, массой по 50 и 100 г, секундомер.
Краткие теоретические сведения:
Пружинным маятником называется тело массой m,
подвешенное на абсолютно упругой пружине и совершающее прямолинейные
гармонические колебания под действием упругой силы: 
, где к – коэффициент жесткости пружины
(жесткость), х – удлинение пружины (деформация).
Период колебаний Т
(время одного полного колебания) пружинного маятника можно вычислить по
формуле:
.
(1)
Считая, что все колебания совершаемые такой системой являются одинаковыми,
можно вычислить период колебаний зная их количество и общее время:
,
(2)
где t –
общее время колебаний, N – количество колебаний.
Приравняв формулы (1)
и (2) получим следующее выражение:
.
(3)
Величину k можно
определить по результатам измерений массы груза m,
совершающего N колебаний
за время t, применив полученную из (3) формулу:
Ход работы
1. Закрепить пружину в штативе и подвесить к ней один груз.
2. Измерить время десяти колебаний.
3. Вычислить период колебаний: Т1=________________________________________________________.
4. Повторить опыт, меняя число подвешенных грузов.
Т2= _______________________________________________________,
Т3= _______________________________________________________,
Т4= _______________________________________________________.
5. По формуле (3) вычислите жесткость пружины для каждого опыта:
k1=
_______________________________________________________,
k2=
_______________________________________________________,
k3=
_______________________________________________________,
k4=
_______________________________________________________.
Таблица.
|
№
|
Масса груза
m, кг
|
Число
колебаний N
|
Время
колебаний
t,
с
|
Период колебаний
Т,
с
|
Жесткость пружины
k,
Н/м
|
kср
|
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
|
|
|
5.
На основе полученных
данных постройте график зависимости периода колебаний маятника от массы.
(график Т=f(m))
График:
7. Сделайте вывод о том, как зависит период колебаний груза от массы
подвешенного груза.
Вывод:
__________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Проверь себя. Ответьте на вопросы:
1.
По какому
закону происходят колебания тела, подвешенного на пружине?
_____________________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
2.
Зависит ли частота
колебаний пружинного маятника от амплитуды колебаний?
_____________________________________________________________________________________________________.
3.
Каким был бы результат
опыта в условиях невесомости?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова
Дата «___» _________20____г
Практическая работа № 20. Переменный
электрический ток. Трансформаторы.
Цель: формирование
знаний, умений и навыков при решении задач, анализировать задачу, отработка
умений выполнять задания по образцу, обобщение и систематизация знаний по теме
«Переменный ток», выявить умение студентов работать с уравнениями колебаний
электрических величин, т.е. умение определять по уравнению параметры колебания.
Реши задачи:
1.
На участке цепи сила тока
меняется по закону i=4cos(πt), а напряжение – по закону 
.
Определите мощность переменного тока на этом участке.
2.
Трансформатор повышает
напряжение с 220 В до 3 000 В. Во вторичной обмотке протекает ток 0,1 А.
Определите силу ока в первичной обмотке, если КПД трансформатора 96 %.
3.
Конденсатор ёмкостью 4∙10-4Ф
включен в цепь переменного тока с частотой 50 Гц. Чему равна действующая сила
тока на участке цепи с конденсатором, если сопротивление проводящих проводов 6
Ом, а действующее напряжение на всем участке 14 В?
Проверь себя:
Вариант №1
1.
Сила тока через резистор
меняется по закону 
.
Определите действующее значение силы тока в цепи.
2. Понижающий трансформатор с коэффициентом трансформации 10 включен в
сеть с напряжением 127 В. Определить напряжение на клеммах вторичной обмотки.
Потерями энергии в первичной обмотке пренебречь.
3. Напряжение
нах первичной обмотки трансформатора 110 В, сила тока в ней 0,1 А. Напряжение
на концах вторичной обмотки 220В, сила тока в ней 0,04 А. Чему равен КПД
трансформатора?
Вариант №2
1. Емкость конденсатора, включенного в цепь
переменного тока, равна 6 мкФ. Уравнение колебаний напряжения на конденсаторе
имеет вид: 
,
где все величины выражены в СИ. Определите действующее значение силы тока.
2. Первичная обмотка понижающего трансформатора
включена в сеть переменного тока с напряжением 220 В. Напряжение на зажимах
вторичной обмотки 20 В, её сопротивление 1 Ом, сила тока в ней 2 А. Определите
коэффициент трансформации и КПД трансформатора. Потерями в первичной обмотке
можно пренебречь.
3. Трансформатор
понижает напряжение в 5 раз. Определите число витков в первичной катушке
трансформатора, если вторичная катушка содержит 80 витков.
Вариант №3
1. Индуктивность катушки равна 0,5 Гн. Уравнение
колебаний силы тока в ней имеет вид: 
,
где все величины выражены в СИ. Определите амплитуду напряжения на катушке.
2. Трансформатор,
содержащий в первичной обмотке 840 витков, повышает напряжение с 220 до 660 В.
Каков коэффициент трансформации? Сколько витков содержится во вторичной
обмотке?
3.
КПД трансформатора 95%.
Напряжение на концах первичной обмотки 220 В, на концах вторичной 110 В. Сила
тока во вторичной обмотке 9,5 А. Какова сила тока в первичной обмотке
трансформатора?
Вариант № 4
1.
Напряжение на выходных
клеммах генератора меняется по закону 
.
Определите действующее значение силы тока, если индуктивность катушки 0,25 Гн.
2. При включении первичной обмотки трансформатора
в сеть переменного тока на вторичной обмотке возникает напряжение 1,2 В. При
включении вторичной обмотки в эту же сеть на первичной возникает напряжение 120
В. Определите коэффициент трансформации.
3. Сила тока в
первичной обмотке трансформатора 0,6 А, напряжение на её концах 120 В. Сила
тока во вторичной обмотке 4,8 А, напряжение 12 В. Определите КПД данного
трансформатора.
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Дата «___» _________20____г
Практическая работа № 21. Свободные
электромагнитные колебания
Цель: формирование
знаний, умений и навыков при решении задач, анализировать задачу, отработка
умений выполнять задания по образцу, обобщение и систематизация знаний по теме
«Переменный ток», выявить умение студентов работать с уравнениями колебаний
электрических величин, т.е. умение определять по уравнению параметры колебания.
Реши задачи:
1.
В рамке, равномерно
вращающейся в однородном магнитном поле, индуцируется ток, мгновенное значение
которого выражается формулой 
. Определить амплитудное и действующее значения силы тока, период и
частоту тока, мгновенное значение силы тока при 0,05 с.
2.
Определить силу тока в
колебательном контуре в момент полной разрядки конденсатора, если энергия
магнитного поля катушки равна 
Кл, максимальное напряжение на его обкладках 500 В?
3.
Каков диапазон частот
свободных колебаний в контуре, если его индуктивность можно изменять в пределах
от 0,1 до 10 мкГн, а емкость — в пределах от 40 до 4000 пФ?
Проверь себя:
Вариант №1
1.
Рамка равномерно вращается
в однородном магнитном поле так, что магнитный поток через поверхность,
ограниченную рамкой, изменяется по закону 
(Вб). Определите максимальное значение ЭДС,
возникающей в рамке.
2. Конденсатору ёмкостью 10нФ колебательного контура был сообщен заряд
0,1 мКл. Определите максимальную силу тока в контуре, если индуктивность катушки
4 Гн.
3. В каких
пределах должна изменяться индуктивность катушки колебательного контура, чтобы
в контуре могли происходить колебания с частотой от 400 до 500 Гц?
Электроёмкость конденсатора равна 10 мкФ.
Вариант №2
1. Заряд на пластинах конденсатора
колебательного контура изменяется с течением времени по закону 
. Определите амплитуду колебаний силы тока в
контуре.
2. Колебательный контур содержит конденсатор
ёмкостью 8 пФ и катушку, индуктивность которой 0,2 мГн. Чему равно максимальное
напряжение на обкладках конденсатора, если максимальная сила тока 40 мА?
3. Определите электроёмкость конденсатора, который надо включить в
колебательный контур, чтобы частота колебаний была равна 400 Гц. Индуктивность
равна 0,76 Гн.
Вариант №3
1. Заряд на пластинах конденсатора
колебательного контура изменяется с течением времени по закону 
. Чему равен период колебаний
напряжения?
2. Чему равна ёмкость конденсатора в
колебательном контуре, если индуктивность катушки 0,1 Гн, а резонансная частота
50 Гц?
3.
Колебательный контур
состоит из катушки индуктивностью 0,1 Гн и конденсатора. Максимальный ток в
катушке 0,01А, максимальное напряжение на конденсаторе 10 В. Определите ёмкость
конденсатора...
Вариант № 4
1.
На рисунке представлен
график изменения напряжения на пластинах конденсатора в колебательном контуре с
течением времени. Определите амплитуду заряда в контуре, если электроёмкость
конденсатора 2 мкФ.
2. Как изменится период и частота собственных
колебаний контура, если его индуктивность увеличить в 10 раз, а ёмкость
уменьшить в 2,5 раза?
3. Колебательный контур содержит конденсатор
ёмкостью 40 пФ и катушку, индуктивность которой 6 мкГн. Чему равен максимальный
ток, протекающий по контуру, если максимальный заряд на конденсаторе равен 3
нКл?
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова
Дата «___» _________20____г
Практическая работа № 22. Конденсатор и
катушка в цепи переменного тока
Цель:
закрепить знания студентов о существовании сопротивления только в цепи
переменного тока – это емкостное и индуктивное сопротивления, отработка умений
и навыков решать задачи на вычисление ёмкостного и индуктивного сопротивлений,
анализировать задачу, выполнять задания по образцу.
Реши задачи:
1.
К генератору переменного
тока с частотой v = 100 Гц подключены катушка индуктивностью L =
0,5 Гн, конденсатор емкостью С = 4 мкФ и резистор сопротивлением R
= 54 Ом. Сила тока в цепи I = 0,5 А Найдите полное сопротивление цепи и
максимальное напряжение.
2.
В цепи переменного тока
(см рис) с частотой 50 Гц вольтметр показывает нуль при значении ёмкости 20
мкФ. Определите индуктивность катушки.
3.
Электроёмкость контура
300пФ. Какова должна быть индуктивность контура, чтобы он резонировал на
частоту электромагнитных колебаний 106 Гц?
Проверь себя:
Вариант №1
1. Колебательный
контур состоит из конденсатора с емкостным сопротивлением XC = 2,5 кОм
и катушки индуктивности, индуктивное сопротивление которой XL = 2 кОм.
Найдите полное сопротивление контура.
2. В цепь
колебательного контура, содержащего последовательно соединенные резистор
сопротивлением 40 Ом, катушку индуктивностью 0,36 Гн и конденсатор ёмкостью 26
мкФ, подключено внешнее переменное напряжение с амплитудным значением 180 В и
частотой 314 рад/с. Определите амплитудное значение силы тока в цепи.
3. В цепь
переменного тока с частотой 400 Гц включена катушка индуктивностью 0,1 Гн.
Конденсатор какой ёмкости надо включить в эту цепь, чтобы осуществился
резонанс?
Вариант
№2
1. В цепь колебательного контура, содержащего
катушку индуктивностью 0,2 Гн и активным сопротивлением 9,7 Ом, а также
конденсатор ёмкостью 40 мкФ, подключено внешнее переменное напряжение с
амплитудным значением 180 В и частотой 314 рад/с. Определите амплитудное
значение силы тока в цепи.
2. Генератор, частота которого составляет 32 кГц
и амплитудное значение напряжения 120 В, включен в резонирующую цепь, ёмкость
которой 1 нФ. Определите амплитудное значение напряжения на конденсаторе, если
активное сопротивление цепи 5 Ом.
3. Катушка
индуктивностью 0,2 Гн включена в сеть переменного тока с частотой 50 Гц. Чему
равно индуктивное сопротивление катушки?
Вариант №3
1.
Колебательный контур,
подключенный к генератору, содержит резистор, сопротивление которого R = 5 Ом,
катушку индуктивностью L = 5 Гн и конденсатор. Определите электроемкость
конденсатора, при которой в контуре при частоте 1 кГц возникает резонанс.
2.
Электрическая цепь состоит
из катушки индуктивностью L = 0,2 Гн, конденсатора емкостью С = 0,1 мкФ и
резистора сопротивлением R = 367 Ом Найдите индуктивное сопротивление XL, емкостное сопротивление XC и полное сопротивление контура Z при частоте тока.
3. Индуктивность контура 0,17мГн. Какова должна
быть электроёмкость контура, чтобы он резонировал на частоту электромагнитных
колебаний 106 Гц?
Вариант № 4
1.
В цепь колебательного
контура, содержащего катушку индуктивностью 0,2 Гн и активным сопротивлением
9,7 Ом, а также конденсатор ёмкостью 40 мкФ, подключено внешнее переменное
напряжение с амплитудным значением 180 В и частотой 314 рад/с. Определите
амплитудное значение амплитудное значение напряжения на конденсаторе.
2.
Катушка индуктивностью L
= 10мГн обладает активным сопротивлением 10 Ом. При каком значении частоты
переменного тока индуктивное сопротивление катушки будет в 10 раз больше ее
активного сопротивления?
3. Резонанс в колебательном контуре
наступает при частоте 5,3кГц. Определить индуктивность катушки, если ёмкость
конденсатора 6мкФ.
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Дата «___» _________20____г
Практическая работа № 23. Расчет основных
характеристик электромагнитных волн
Цель:
отработка умений и навыков решать задачи по теме: «Электромагнитные волны»,
правильно оформлять решение задач, правильно давать ответ, в нужных единицах
измерения, анализировать задачу, выполнять задания по образцу.
Реши задачи:
1.
Наименьшее расстояние от
Земли до Сатурна 1,2 Тм. Через какой минимальный промежуток времени может быть
получена ответная информация с космического корабля, находящегося в районе
Сатурна, на радиосигнал, посланный с Земли?
2.
Определить длину волны, на
которую настроен входной контур радиоприёмника, если амплитуда заряда на
обкладках конденсатора равна 10-12 Кл, а амплитуда силы тока 10-5А,
промышленной частоты.
3. Радиосигнал, посланный на Венеру, был принят
на Земле через 2,5 мин после его посылки. Определите расстояние от Земли до
Венеры в момент локации?
4. Колебательный контур состоит из катушки с
индуктивностью 
Гн, параллельно включённой с конденсатором, ёмкость
которого меняется от 
до 10-8 Ф. На какие длины волн он
рассчитан, если частота электромагнитных колебаний 100 кГц.
Проверь себя:
Вариант №1
1.
Длина электромагнитной
волны в воздухе равна 0,6 мкм. Чему равна частота колебаний вектора
напряженности электрического поля этой волны? Скорость распространения
электромагнитных волн с=3∙108м/с.
2. Катушка
приёмного контура радиоприёмника имеет индуктивность 1 мкГн. Какова ёмкость
конденсатора, если идёт приём станции, работающей на длине волны 1000 м?
Частота колебаний составляет 550 к Гц
3. Колебательный
контур радиопередатчика содержит конденсатор переменной ёмкости от 10нФ до
0,1нФ и катушку индуктивностью 1мкГн. Определите, в каком диапазоне длин волн
работает радиопередатчик, если частота колебаний составляет 500 к Гц.
4. Колебательный
контур радиоприёмника содержит конденсатор, ёмкость которого 10 нФ. Какой
должна быть индуктивность контура, чтобы обеспечить приём волны длиной 300 м?
Скорость распространения электромагнитных волн 3∙108м/с.
Вариант №2
1. Радиостанция работает на частоте 60 МГц.
Найдите длину электромагнитных волн, излучаемых антенной радиостанции. Скорость
распространения электромагнитных волн 3∙108м/с.
2. Какую индуктивность
L надо включить в колебательный контур, чтобы при емкости C=2 мкФ получить
частоту ν=1000 Гц?
3. В радиоприёмнике катушка имеет индуктивность 0,05 Гн. Какова должна
быть ёмкость переменного конденсатора, чтобы принимать передачу радиостанции
«Маяк», работающей на частоте 545 кГц?
4. На каком расстоянии от антенны радиолокатора
находится объект, если отражённый от него радиосигнал возвратиться обратно
через 200 мкс?
Вариант №3
1. Чему равна длина электромагнитной волны,
распространяющейся в воздухе, если период колебаний 0,01 мкс? Скорость
распространения электромагнитных волн 3∙108м/с.
2.
Электрическая цепь состоит
из катушки индуктивностью L = 0,2 Гн, конденсатора емкостью С = 0,1 мкФ и
резистора сопротивлением R = 367 Ом Найдите индуктивное сопротивление XL, емкостное сопротивление XC и полное сопротивление контура Z при частоте тока 5МГц.
3.
Определить длину волны, на
которую настроен входной контур радиоприёмника, если амплитуда заряда на
обкладках конденсатора равна 10-12 Кл, а амплитуда силы тока 10-5А.
4. Колебательный контур радиоприёмника настроен
на радиостанцию, работающую на волне 100 м. как нужно изменить ёмкость
конденсатора колебательного контура, чтобы он был настроен на волну 25 м?
Индуктивность катушки считать неизменной.
Вариант № 4
1.
Длина электромагнитной волны
в воздухе равна 0,6 мкм. Чему равна частота колебаний вектора напряжённости
электрического поля этой волны? Скорость распространения электромагнитных волн
3∙108м/с.
2. Контур
радиоприёмника настроен на длину волны 15 м. Как нужно изменить индуктивность
катушки колебательного контура приёмника, чтобы он был настроен на волну длиной
30 м при неизменной ёмкости конденсатора в контуре?
3. Электромагнитные волны распространяются в
однородной среде со скоростью 2∙108м/с. Какую длину волны они имеют
в этой среде, если в вакууме длина волны 300 м, а скорость распространения3∙108м/с?
Учтите, что при переходе волн из одной среды в другую частота не изменяется.
4. Радиостанция «Ленинград» работает на волне
λ=4,44 м. На какую электроёмкость должен быть настроен конденсатор, чтобы
принимать эту радиостанцию? Индуктивность катушки приёмника равна 
. Частота колебаний составляет 600кГц
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Раздел 5. Оптика
Дата «___» _________20____г
Практическая работа № 24. Построение
изображений в линзах
Цель: закрепить умения и навыки построения изображения с помощью тонкой
линзы и вычисления ее основных характеристик.
Реши задачи:
1.
Постройте изображение
предмета, который находится перед фокусом рассеивающей линзы. Каким получилось
изображение?
2.
Постройте изображение
предмета, находящегося между фокусом и линзой. Охарактеризуйте полученное
изображение?
3. Предмет высотой
3 см находится на расстоянии 40 см от собирающей тонкой линзы. Определить
высоту изображения, если известно, что оптическая сила линзы составляет
4 диоптрии.
4.
Свеча находится на
расстоянии 15см от собирающей линзы с оптической силой 10дптр. На каком
расстоянии от линзы следует расположить экран для получения четкого изображения
свечи?
Проверь себя:
Вариант №1
1.
Постройте изображение
предмета, который находится за двойным фокусом рассеивающей линзы. Каким
получилось изображение?
2. Постройте изображение данного предмета в линзе.
Какое это изображение?
3. Человек носит очки, фокусное расстояние которых
равно 40 см. Определите оптическую силу линз этих очков.
4. Найти фокусное расстояние линзы, если известно, что
действительное изображение предмета, находящегося на расстоянии 30 см от линзы,
получается на таком же расстоянии от неё.
5. Предмет находится на расстоянии 60 см от собирающей
линзы с фокусным расстоянием 10 см. На каком расстоянии от линзы получено
изображение? Найти увеличение.
Вариант №2
1.
Постройте изображение
предмета, который находится за фокусом рассеивающей линзы. Каким получилось
изображение?
2.
Постройте изображение
данного предмета в линзе. Какое это изображение?
3.
Человек носит очки,
оптическая сила которых -2 дптр. Определите фокусное расстояние линзы.
4.
Главное фокусное расстояние
линзы - 10 см. Предмет находится на расстоянии 12 см от линзы. Найти расстояние
изображения до линзы.
5.
Какое увеличение даёт
фонарь, если его объектив с главным фокусным расстоянием 18 см расположен на
расстоянии 6 м от экрана?
Вариант № 3
1.
Постройте изображение
предмета, который находится в фокальной плоскости рассеивающей линзы. Каким
получилось изображение?
2.
Постройте изображение
данного предмета в линзе. Какое это изображение?
3.
Определите оптическую силу
рассеивающей линзы, фокусное расстояние которой 50 см.
4.
Найти оптическую силу и
фокусное расстояние двояковыпуклой линзы, если изображение предмета,
помещённого на 24см от линзы, получается на расстоянии 0,4 от неё. Найти
увеличение линзы.
5.
Фокусные расстояния линз 5
м и -40 м. Определите оптическую силу каждой линзы.
Вариант № 4
1.
Постройте изображение
предмета, которое находится между фокусом и рассеивающей линзой. Каким получилось
изображение?
2.
Постройте изображение
данного предмета в линзе. Какое это изображение?
3.
При проведении
эксперимента ученик использовал две линзы. Фокусное расстояние первой линзы 50
см, фокусное расстояние второй линзы 100 см. Найдите оптические силы этих
линз?
4. Свеча находится на расстоянии 12,5 см от
собирающей линзы, оптическая сила которой равна 10 дптр. На каком расстоянии от
линзы получится изображение?
5.
Главное фокусное
расстояние объектива проекционного фонаря 15 см. Диапозитив находится на
расстоянии 15,6 см от объектива. Какое линейное увеличение даёт фонарь?
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Дата «___» _________20____г
Практическая работа № 25. Законы
геометрической оптики
Цель: закрепить умения и навыки вычисления показателя преломления среды,
определения углов падения и преломления.
Реши задачи:
1.
К потолку комнаты высотой
3 м прикреплена люминесцентная лампа длиной 2 м. На высоте 1,5 м от пола
параллельно ему расположен круглый непрозрачный диск диаметром 2 м. Центр лампы
и центр диска лежат на одной вертикали. Найдите максимальное расстояние между
крайними точками полутени на полу.
2. Луч света падает на плоское зеркало. Угол
между падающим лучом и зеркалом равен 350. Определите угол между
падающим и отражённым лучами.
3.
Чему равен показатель преломления среды, если свет с частотой 5∙1014Гц
имеет длину волны 0,4 мкм? Скорость света в вакууме 3∙108м/с.
4.
Луч света выходит из
скипидара в воздух. предельный угол полного внутреннего отражения для этого
луча 420. Чему равна скорость распространения света в скипидаре?
Скорость света в воздухе 3∙108 м/с.
Проверь себя:
Вариант №1
1.
Предмет, освещенный
маленькой лампочкой, отбрасывает тень на стену. Высота предмета 0,03 м, высота
его тени 0,15. Во сколько раз расстояние от лампочки до предмета меньше, чем от
лампочки до стены?
2.
Луч света падает на
плоское зеркало. Угол падения уменьшили на 170. Что произойдёт с
углом между отражённым лучом и зеркалом?
3.
Во сколько раз увеличится
расстояние между предметом и его изображением в плоском зеркале, если зеркало
переместить в то место, где было изображение предмета? Предмет остался
неподвижен. Ответ поясните.
Ответ:
____________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Определите частоту электромагнитного излучения с
длиной волны 2 мкм в среде с показателем преломления 1,5. Скорость света в
вакууме 3∙108м/с.
5. Определите предельный угол полного внутреннего
отражения на границе жидкого азота и алмаза, если показатель преломления алмаза
2,42, а азота 1,21.
Вариант №2
1.
К потолку комнаты высотой
4 м прикреплена лампа накаливания. На высоте 3 м от пола параллельно ему
расположен круглый непрозрачный диск диаметром 2 м. Центр лампы и центр диска
лежат на одной вертикали. Каков диаметр тени на полу?
2.
Луч света падает на
плоское зеркало. Угол отражения равен 170. Определите угол между
падающим и отражённым лучами.
3.
Человек, находившийся на
расстоянии 3 м от плоского зеркала, удалился от него на 50 см. На сколько
увеличилось расстояние между человеком и его изображением?
4.
Монохроматическая
электромагнитная волна оптического диапазона с частотой 5∙1014 Гц
распространяется в пластинке, имеющей показатель преломления 1,6. Чему равна
длина волны света в пластинке? Скорость света в вакууме 3∙108 м/с.
5.
Синус предельного угла
полного внутреннего отражения на границе стекло-воздух равен 8/13. Определите
показатель преломления стекла.
Вариант № 3
1.
К потолку комнаты высотой
3 м прикреплена лампа накаливания. На высоте 2 м от пола параллельно ему расположен
непрозрачный прямоугольник размерами 2х1 м. Центр лампы и центр прямоугольника
лежат на одной вертикали. Определите длину диагонали прямоугольной тени на
полу.
2.
Луч света падает на
плоское зеркало. Угол между падающим и отраженным лучами равен 360.
Определите угол между падающим лучом и зеркалом.
3.
Человек находится на
расстоянии 2 м от плоского зеркала. На каком расстоянии от человека находится
его изображение?
4.
Угол падения луча на
границу раздела двух сред равен 300. Определите угол преломления
луча, если скорость света в первой среде 2,5∙108 м/с., а абсолютный
показатель преломления второй среды 1,4. Скорость света в вакууме 3∙108
м/с.
5.
Синус предельного угла
полного внутреннего отражения на границе стекло-воздух равен 8/13. Какова
скорость света в стекле? Скорость света в воздухе 3∙108 м/с.
Вариант № 4
1.
Маленькая лампочка
освещает экран через непрозрачную перегородку с круглым отверстием радиусом 0,2
м. Расстояние от лампочки до экрана в 6 раз больше расстояния от лампочки до
перегородки. Каков радиус освещенного пятна на экране?
2.
Луч света падает на
плоское зеркало. Угол между падающим и отраженным лучами равен 240. Определите
угол между отраженным лучом и зеркалом.
3.
Человек находится на
расстоянии 1,5 м от плоского зеркала. Определите расстояние между человеком и
его изображением?
4. Угол падения луча на границу воздух-стекло
равен 300. Скорость света в стекле 2∙108 м/с. Определите
угол преломления. Скорость света в вакууме 3∙108 м/с
5.
Показатели преломления
относительно воздуха для воды, стекла и алмаза, соответственно, равны 1,33; 1,5
и 2,42. В каком из веществ предельный угол полного внутреннего отражения при
выходе в воздух имеет минимальное значение?
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка
_____ подпись преподавателя ________________/Г.С. Акатова
Дата «___»
_________20____г
Лабораторная работа № 13. Изучение изображения
предметов в тонкой линзе.
Цель работы: исследовать изображение, даваемое линзой, в зависимости от положения
предмета относительно линзы.
Оборудование и материалы: собирающая линза, лампочка на
подставке, источник питания, линейка экран
Ход работы
1. Определите фокусное расстояние линзы. Для этого при
помощи линзы получите на экране чёткое изображение окна. Расстояние от линзы до
изображения равно фокусному расстоянию. Запишите значение фокусного расстояния
линзы F=____________.
2. Определите оптическую силу линзы D=________.
3. Поместите горящую лампочку на расстоянии d от
линзы, большем чем двойное фокусное расстояние линзы. Получите на экране чёткое
изображение лампочки. Перемещайте лампочку к линзе и каждый раз добивайтесь на
экране чёткого изображения. Измеряйте расстояние от линзы до изображения f,
высоту предмета h (лампочки) и высоту изображения в каждом
случае. Запишите результаты в таблицу:
|
|
Расстояние от предмета до линзы d, см
|
Характеристика изображения
|
Размер изображения, Н, см
|
Размер предмета h, см
|
Увеличение Г
|
|
Расстояние от линзы до предмета f, см
|
Действительное или мнимое
|
Увеличенное или уменьшенное
|
|
d>2F
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d=2F
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F<d<2F
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d=F
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d<F
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Для каждого случая постройте ход лучей в линзе.
5. Вычислите для каждого положения предмета увеличение линзы Г,
которое равно отношению размера изображения Н к размеру предмета h.
Г1= _________________________________________________________________________________,
Г2=__________________________________________________________________________________,
Г3=__________________________________________________________________________________,
Г4=__________________________________________________________________________________,
Г5=__________________________________________________________________________________.
Проверь себя. Ответьте на вопросы:
1.
Чему равно
увеличение линзы, если высота дома 30 м, а его изображение, полученное с
помощью линзы, имеет высоту 5 см? Каково соотношение между расстоянием от дома
и от линзы до изображения? Постройте ход лучей в линзе.
Рисунок:
2.
Чему равна высота
предмета, если его изображение, полученное с помощью линзы равно 60 мм, а
увеличение линзы равно 6? Постройте ход лучей в линзе. Как по отношению к линзе
расположен предмет?
Рисунок:
3.
Чему равно фокусное
расстояние линзы, если расстояние от предмета до линзы 3 м, а от линзы до
изображения 30 см? Чему равна оптическая сила этой линзы? Чему равно ее
увеличение?
Рисунок:
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова
Дата «___»
_________20____г
Лабораторная работа № 14. Изучение интерференции и
дифракции света.
Цель работы:
_____________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________.
Оборудование и
материалы:
________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________.
Ход работы
Задание 1. Наблюдение интерференции света.
Таблица 1. Результаты наблюдений
|
Условия наблюдения
|
Интерференционная картина
|
|
в отраженном свете
|
в проходящем свете
|
|
При слабом нажиме на пластинки
|
|
|
|
При увеличении нажима на пластинки
|
|
|
|
С бумагой между краями пластин
|
|
|
Вывод: ___________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Задание 2. Наблюдение дифракции света.
Таблица 2. Результаты наблюдений
|
Условия наблюдения
|
Дифракционная картина
|
|
Узкая щель
|
|
|
Более широкая щель
|
|
|
На лазерном диске
|
|
Проверь себя. Ответьте на вопросы:
1.
Дайте
определение интерференции света. Сформулируйте условия интерференционных
минимумов и максимумов.
_________________________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
2.
Чем отличаются по своей
природе и условиям наблюдения явления интерференции и дифракции световых волн?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
3. Почему интерференционные и дифракционные картины, получае¬мые от
источников белого света, имеют радужную окраску?
__________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
4. Каковы отличия интерференционных картин, полученных в отраженном и
проходящем свете в рассмотренных в лабораторной работе условиях?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова
Раздел 6. Элементы квантовой физики
Дата «___» _________20____г
Практическая работа № 26. Фотоэффект. Законы
фотоэффекта
Цель: повторить законы
фотоэффекта, уметь, закрепить умения и навыки решения задач на использование формулы Эйнштейна.
Реши задачи:
1.
Вычислите энергию кванта
излучения красного света, если его длина волны в вакууме равна 750 нм.
2.
При освещении металлической поверхности фотонами с энергией
6,2 эВ обнаружено, что фототок прекращается при величине задерживающей
разности потенциалов, равной 3,7 В. Определить работу выхода электронов из
металла.
3.
Определите максимальную скорость вылета фотоэлектронов из
калия, работа выхода электронов которого равна 2,26эВ, при освещении его
ультрафиолетовым излучением с длиной волны 200 нм. Масса электрона 
.
4.
Красная граница фотоэффекта у натрия, напылённого на
вольфраме, равна 590 нм. Определите работу выхода электронов.
Проверь себя:
Вариант №1
1.
При облучении алюминиевой
пластины фотоэффект начинается при наименьшей частоте 1,03 ПГЦ. Найдите работу
выхода электронов из алюминия
2.
Найти энергию фотона, если
максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 1,2 эВ. Работа выхода электронов для данного вещества равна 3,6 эВ.
3.
Какую разность потенциалов
надо приложить к фотоэлементу, чтобы задержать поток фотоэлектронов, испускаемых
калием при облучении его ультрафиолетовым светом с длиной волны 330 нм? Работа
выхода для калия равна 2,15
эВ.
4.
Определите максимальную
кинетическую энергию фотоэлектронов калия при освещении лучами с длиной волны
400 нм, если работа выхода электронов у калия равна 2,26 эВ.
Вариант №2
1.
Вычислите энергию кванта
излучения фиолетового света, если его длина волны в вакууме равна 400 нм.
2.
Определить максимальную
кинетическую энергию электронов, выбиваемых с поверхности металла фотонами с
энергией 4,6 эВ. Работа выхода электронов из металла равна 1,8 эВ.
3.
При освещении металлической пластинки монохроматическим
светом задерживающая разность потенциалов равна 1,6 В. Если увеличить частоту света в 2 раза, задерживающая
разность потенциалов равна 5,1 В.
Определить работу выхода электрона.
4.
Работа выхода для цинка
равна 
Возникает ли фотоэффект под действием излучения,
имеющего длину волны 0,45 мкм?
Вариант № 3
1.
Определить энергию фотона,
соответствующего излучению с длиной волны 0,495 мкм.
2.
Работа выхода электронов из металла равна 6,6 • 10-19
Дж. Найти красную границу фотоэффекта.
3.
Поверхность металла освещается квантами света с энергией 4
эВ. Определить максимальную скорость вырываемых электронов, если работа выхода
электронов 1,125 эВ. Массу электрона принять равной 9,2 • 10-31 кг.
4.
Работа выхода электронов из кадмия равна 4,08 эВ. Какой
должна быть длина волны излучения, падающего на кадмий, чтобы при фотоэффекте
максимальная скорость фотоэлектронов была равна 
? Масса электрона
.
Вариант № 4
1.
Определите энергию кванта
зелёного света, длина волны которого в вакууме 510 нм.
2.
Красная граница фотоэффекта 250 нм. Какова работа выхода
электрона из этого металла?
3.
Длина волны ультрафиолетового света, падающего на
металлическую пластинку, уменьшилась с 250 до 125 нм. Во сколько раз
увеличилась максимальная кинетическая энергия вылетающих электронов, если
работа выхода равна 3,3 эВ?
4.
Натриевую пластинку облучают светом, длина волны которого 
. Определите
скорость фотоэлектронов, если работа выхода натрия равна 
.
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя ________________/Г.С.
Акатова/
Дата «___» _________20____г
Практическая работа № 27. Энергия связи.
Дефект массы
Цель: закрепить умения и навыки вычисления энергии связи ядра, а также
правильного написания ядерной реакции с использованием законов сохранения
массового и зарядового чисел (ЗСМЗЧ) и вычисления энергетического выхода
ядерной реакции.
Реши задачи:
1.
Определите энергию связи и
удельную энергию связи нуклонов в ядре изотопа радия 
, если 
, 
, и 
— соответственно массы протона, нейтрона и ядра.
2.
Сколько
протонов и нейтронов содержит ядро изотопа 
?
3. Определите
выделяется или поглощается энергия при ядерной реакции 
, (
, 
, 
).
Проверь себя:
Вариант №1
1.
Определите энергию связи и
удельную энергию связи нуклонов в ядре изотопа 
, если 
, 
, и масса ядра атома изотопа 15,99492 а.е.м.
2.
Сколько протонов и
нейтронов содержит ядро изотопа 
?
Ответ: Zp=_________________,
Zn=______________________________________________________
3.
Определите энергетический
выход следующей ядерной реакции 
. Атомные массы
изотопов лития, водорода и бериллия соответственно равны 7,01601 а.е.м.,
2,01410 а.е.м. и 8,00531 а.е.м.
Вариант №2
1.
Определите энергию связи и
удельную энергию связи нуклонов в ядре изотопа урана 
, если 
, 
, и 
— соответственно массы протона, нейтрона и ядра.
2.
Сколько
протонов и нейтронов содержит ядро изотопа 
?
Ответ: Zp=_________________,
Zn=______________________________________________________
3.
Определите энергию,
выделяющуюся при термоядерной реакции 
, (
, 
, 
, 
)
Вариант № 3
1.
Определите
энергию связи и удельную энергию связи нуклонов
в ядре трития 
(
, 
, 
.)
2.
Сколько
протонов и нейтронов содержит ядро изотопа 
?
Ответ: Zp=_________________,
Zn=______________________________________________________
3.
Вычислите энергетический выход ядерной реакции 
. Атомные массы изотопов углерода,
водорода и азота равны соответственно 7,01601 а.е.м., 1,00783 а.е.м. и
14,003242 а.е.м.
Вариант № 4
1.
Определить
энергию связи и удельную энергию связи нуклонов в ядре изотопа углерода: 
, если 
, 
, 
.
2.
Сколько
протонов и нейтронов содержит ядро изотопа 
?
Ответ: Zp=_________________,
Zn=______________________________________________________
3.
Какая
энергия выделяется при ядерной реакции 
(
, 
, 
)
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Дата «___» _________20____г
Практическая работа № 28. Законы
радиоактивности, закон радиоактивного распада
Цель: умения и навыки решения задач по теме: «Радиоактивные излучения»,
правильного оформления решения задач.
Реши задачи:
1.
Определить
период полураспада некоторого радиоактивного
вещества, среднее время жизни атомов 1с.
2.
Во сколько раз уменьшается число радиоактивных ядер за
время, равное четырём периодам полураспада?
3. Активность
изотопа углерода 6С14 в
древних деревянных предметах составляет 4/5 активности этого изотопа в свежевырубленных
деревьях. Период полураспада этого изотопа равен 5570 годам. Определить возраст
древних предметов.
Проверь себя:
Вариант №1
1.
Определите среднее время
жизни радиоактивного стронция, если его период полураспада равен 27 лет.
2.
Период полураспада ядер
изотопа радия 1600 лет. Определите число распавшихся ядер за время 3200 лет,
если начальное число ядер 109.
3.
Активность некоторого
радиоактивного элемента за время 32 дня уменьшилась в n=4
раза. Определите период полураспада этого элемента.
Вариант №2
1.
Период полураспада радия
равен 1600 лет. Определите среднее время жизни радиоактивного ядра.
2.
Период полураспада ядер
изотопа йода 8 сут. Определите число распавшихся ядер за время 80сут, если
начальное число ядер 109.
3.
Активность некоторого
радиоактивного элемента за 18 дней уменьшилась в n=8
раз. Определите период полураспада этого элемента.
Вариант № 3
1.
Период полураспада радия
равен 50,2 года. Определите среднее время жизни радиоактивного ядра.
2.
Период
полураспада радиоактивного аргона равен 110 мин. Определите время, в течение
которого распадается 75% начального количества атомов.
3.
Определите период полураспада некоторого радиоактивного
изотопа, если его активность уменьшилась 2 2,2 раза за 5 суток.
Вариант № 4
1.
Определить период
полураспада радиоактивного нуклида, если среднее время его жизни составляет
1,44 ч.
2.
Чему равен период полураспада одного из изотопов франция,
если за 6 с количество ядер этого изотопа уменьшается в 8 раз?
3.
Активность радиоактивного
элемента уменьшилась в 4 раза за 8 сут. Найти период полураспада.
Дата проверки «__»_____20__г.
Оценка _____ подпись преподавателя
________________/Г.С. Акатова/
Периодическая система химических элементов Д,И
Менделеева
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.