Учебно-методический комплекс учебной дисциплины ОДП. 03 Физика (стр. 14 )

1.  Укажите направление силы Лоренца и силы Ампера.

2.  Укажите действие силы Лоренца на модуль скорости заряженной частицы.

3.  Опишите движение заряженной частицы в однородном магнитном поле, если её начальная скорость перпендикулярна линиям магнитной индукции.

4.  Объясните взаимодействие двух параллельных проводников с постоянным током.

5.  Закончите фразу. Движущийся электрический заряд создает …

6.  Закончите фразу. Поворот магнитной стрелки вблизи проводника с током объясняется тем, что на нее действует…

7.  Закончите фразу. Траектория полета протона, влетающего в однородное магнитное поле под углом 90⁰ к линиям магнитной индукции …

Ход работы

Решите задачи.

ЧАСТЬ А.

1.  Максимальный вращающий момент, действующий на рамку площадью 1 см2, находящуюся в магнитном поле, равен 2 мкН∙м. Сила тока, текущего в рамке, 0,5 А. Найдите индукцию магнитного поля.

2.  Определите магнитный поток пронизывающий плоскую поверхность площадью 50 см2 при индукции поля 0,4 Тл, если эта поверхность: а) перпендикулярна вектору индукции; б) расположена под углом 450 к вектору индукции; в) расположена под углом 300 к вектору индукции

3.  Определите индукцию магнитного поля, в котором на проводник с длиной активной части 5 см действует сила 50 мН. Сила тока в проводнике 25 А. Проводник расположен перпендикулярно индукции магнитного поля.

4.  Определите с какой силой действует магнитное поле с индукцией 10 мТл на проводник, в котором сила тока 50 а, если длина активной части проводника 0,1 м. Линии индукции и ток взаимно перпендикулярны.

5.  Определите силу действующую на протон, движущийся со скоростью 10Мм/с в магнитном поле с индукцией 0,2 Тл перпендикулярно линиям индукции.

ЧАСТЬ В.

6.  Рамка площадью 400 см2 помещена в однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл так, что нормаль к рамке перпендикулярна линиям магнитной индукции. Определите силу тока при которой на рамку будет действовать вращающий момент 20 мН∙м.

7.  Плоская прямоугольная катушка из 200 витков со сторонами 10 и 5 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,05 Тл. Определите максимальный вращающий момент, действующий на катушку в этом поле, если сила тока в катушке 2 А.

8.  Магнитный поток внутри контура, площадь поперечного сечения которого 60 см2, равен 0,3 мВб. Найдите индукцию поля внутри контура. Поле считать однородным.

9.  Сила тока в горизонтально расположенном проводнике длиной 20 см и массой 4 г равна 10 А. Найдите индукцию магнитного поля, в которое нудно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновесилась силой Ампера.

10.  Сформулируйте задачу для каждого случая и решите её.

ЧАСТЬ С.

11.  В проводнике с длиной активной части 8 см сила тока равна 50 А. Проводник находится в однородном магнитном поле с индукцией 20 мТл. Определите работу совершенную источником тока, если проводник переместился на 10 см перпендикулярно линиям индукции.

12.  Протон в магнитном поле с индукцией 0,01 Тл описал окружность радиусом 10 см. Найдите скорость протона.

13.  В однородное магнитное поле индукцией 10 мТл перпендикулярно линиям индукции влетает электрон с кинетической энергией 30 кэВ. Определите радиус кривизны траектории движения электрона.

14.  Протон и α-частица влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Сравните радиусы окружностей, которые описывают частицы, если у них одинаковые: а) скорости; б) энергии. Заряд α- частицы в 2 раза больше заряда протона, а масса α-частицы в 4 раза больше его массы.

15.  Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией В= 4 мТл. Найдите период обращения электрона.

16.  Линии напряженности однородного электрического поля и линии индукции однородного магнитного поля взаимно перпендикулярны. Напряженность электрического поля 1 кВ/м, а индукция магнитного поля 1 мТл. Определите модель скорости электрона при его прямолинейном движении.

Литература.

1. Фирсов для профессий м специальностей технического и естественно - научного профилей: учебник: Рекомендовано ФГУ «ФИРО»/ Под редакцией – М.: «Академия», 2011 – 432с.

2. Трофимова для профессий и специальностей технического и естественно – научного профилей: Сборник задач: учеб. пособие/ , - М.: «Академия», 2011. – 304 с.

Практическое занятие №18

Тема: «Решение задач на расчёт самоиндукции и магниного поля тока»

Цель: закрепление знаний формул и теории по теме «Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля тока», развитие умений применять знания в новой ситуации.

Теоретическая часть

Вопросы для повторения.

1.  Объясните, почему колебания стрелки компаса быстрее затухают, если корпус прибора латунный, и медленнее, если корпус прибора пластмассовый.

2.  Объясните принцип торможения трамвая, когда водитель, отключив двигатель от контактной сети, переводит его в режим генератора.

3.  Дайте определение самоиндукции, индуктивности, индукционному току.

4.  Сформулируйте закон электромагнитной индукции.

5.  Объясните, в чём заключается правило Ленца.

Ход работы

Решите задачи.

ЧАСТЬ А.

1.  За 5 мс в соленоиде, содержащем 500 витков провода, магнитный поток равномерно убывает с 7 до 3 мВб. Найдите ЭДС индукции в соленоиде.

2.  Определите индуктивность соленоида, если при силе тока 5А через него проходит магнитный поток в 50 мВб.

3.  Определите магнитный поток, возникающий в катушке с индуктивностью 20 мГн при силе тока 10А.

4.  В катушке с индуктивностью 0,6 Гн сила тока равна 20А. Определите энергию поля этой катушки.

ЧАСТЬ В.

5.  Найдите скорость изменения магнитного потока в соленоиде из 2000 витков при возбуждении в нём ЭДС индукции 12В.

6.  Определите число витков провода, которое должна содержать обмотка на стальном сердечнике с поперечным сечением 50 см2, чтобы в ней при изменении магнитной индукции от 0,1 до 1,1 Тл в течении 5 мс возбуждалась ЭДС индукции 100В.

7.  Определите скорость с которой надо перемещать проводник, длина активной части которого 1м, под углом 600 к линиям индукции магнитного поля, чтобы в проводнике возбуждалась ЭДС индукции 1В. Индукция магнитного поля равна 0,2Тл.

8.  Найдите индуктивность проводника, в котором равномерное изменение силы тока на 2 А в течении 0,25 с возбуждает ЭДС самоиндукции 20мВ.

9.  Определите ЭДС самоиндукции возбуждаемую в обмотке электромагнита с индуктивностью 0,4 Гн при равномерном изменении силы тока в ней на 5А за 0,02с.

10.  В соленоиде, индуктивность которого 0,4 мГн и площадь поперечного сечения 10 см2, сила тока равна 0,5 А. Определите индукцию поля внутри соленоида, если он содержит 100 витков. Поле считать однородным.

11.  Катушка с железным сердечником сечением 20 см2 имеет индуктивность 0,02 Гн. Определите силу тока, при которой индукция пля в сердечнике была бы 1 мТл, если катушка содержит 1000 витков.

12.  Определите силу тока в обмотке дросселя с индуктивностью ).5 Гн, если энергия поля рана 1Дж.

13.  Найдите энергию магнитного поля соленоида, в котором при силе тока 10А возникает магнитный поток 0,5 Вб.

ЧАСТЬ С.

14.  При увеличении силы тока, проходящего через катушку индуктивностью 0,5 Гн, в 2 раза энергия магнитного поля возросла на 3 Дж. Найдите начальное значение силы тока и энергии поля.

Литература.

1. Фирсов для профессий м специальностей технического и естественно - научного профилей: учебник: Рекомендовано ФГУ «ФИРО»/ Под редакцией – М.: «Академия», 2011 – 432с.

2. Трофимова для профессий и специальностей технического и естественно – научного профилей: Сборник задач: учеб. пособие/ , - М.: «Академия», 2011. – 304 с.

Практическое занятие №19

Тема: «Решение задач на расчёт механических колебаний»

Цель: закрепление знаний формул и теории по теме «Механические колебания», развитие умений применять знания в новой ситуации.

Теоретическая часть

Вопросы для повторения.

1.  Дайте определение фазе колебаний.

2.  Перечислите основные характеристики колебательного движения и дайте их определения.

3.  Назовите виды маятников и дайте им определения.

4.  Приведите примеры свободных и вынужденных механических колебаний.

5.  Объясните, какие превращения энергии происходят при механических колебаниях.

6.  Придумайте, как раскачать стрелку заряженного электрометра, не имея заряженного тела.

Ход работы

Решите задачи.

ЧАСТЬ А.

1.  Маятник совершает 50 колебаний за 1 мин 40 с. Найдите период, частоту и циклическую частоту колебаний.

2.  Найдите период колебаний груза массой 400 г, подвешенного к пружине жёсткостью 160 Н/м.

ЧАСТЬ В.

3.  Уравнение движения имеет вид: х=0,05 cos 100πt. Найдите амплитуду, частоту и период колебаний.

4.  Найдите частоту колебаний груза массой 400 г, подвешенного к пружине жёсткостью 160 Н/м.

5.  Найдите массу груза, который на пружине с жёсткостью 250 Н/м делает 20 колебаний за 16 с.

6.  Рассчитайте, какое значение получил для ускорения свободного падения обучающийся при выполнении лабораторной работы, если маятник длиной 80 см совершил за 3 мин. 100 колебаний.