WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

М.В. Кириков, В.П. Алексеев

ФИЗИКА

Учебное пособие

для подготовительных курсов

Министерство образования Российской Федерации

Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова

Центр дополнительного образования

М.В. Кириков, В.П. Алексеев

Физика

Учебное пособие

для подготовительных курсов

Ярославль 1999 ББК Вя73 К43 Физика: Учебное пособие для подготовительных курсов / Сост.

М.В. Кириков, В.П. Алексеев; Яросл.гос. ун-т. Ярославль, 1999. 50 с.

Цель учебного пособия - систематизация и повторение материала, пройденного учащимися в средней школе. Даны основные вопросы по программе вступительного экзамена по физике. По всем разделам физики приведены формулы и теоретический материал. Представлены примеры решения задач по физике и их оформление. Представлены варианты задач по физике для выполнения контрольных работ на подготовительных курсах.

Предназначено для абитуриентов и слушателей подготовительных курсов ЯрГУ.

Рецензенты: кафедра физики Ярославского государственного технического университета; канд. физ.-мат. наук, доц. В.П. Глушаков.

Издание осуществлено за счет средств Центра дополнительного образования.

© Ярославский государственный университет, © М.В. Кириков;

В.П. Алексеев, Общие методические указания Самостоятельная работа с книгой. Решение задач Начиная изучать материал какого-либо параграфа, необходимо прочитать весь параграф, не задерживаясь на трудном материале. При повторном чтении следует обдумывать смысл каждой фразы, а вывод формул, определения физических величин, их единицы и формулировки законов записывать в тетрадь. Изучение закончить повторением материала, приводя примеры и объясняя их. Материал можно считать усвоенным, если при его повторении не возникает необходимость заглянуть в книгу или конспект.

По мере ознакомления с новыми физическими величинами необходимо научиться получать из формул единицы этих величин. Например, используя формулу для вычисления работы электрического тока Р=IUt и полагая в ней I=1A, U=1B, t=1c, можно вывести единицу работы - джоуль: 1Дж=1А*1В*1с.





Если при изучении теоретического материала Вы встречаете затруднения, которые не можете устранить самостоятельно, повторно изучая основную и дополнительную литературу, необходимо обратиться к преподавателю для получения устной или письменной консультации.

Хорошее усвоение теоретического материала невозможно без решения задач. Многочисленные формулы запомнить трудно, в процессе же решения задач они запоминаются легче. Приступая к решению задачи, необходимо внимательно прочесть условие и, уяснив смысл, переписать в тетрадь без сокращений. Используя общепринятые буквенные обозначения физических величин, выписать в тетрадь заданные величины, выражая их в СИ.

Табличные значения, необходимые для решения задачи, рекомендуется брать из того же учебного пособия, что и сама задача. Затем записывают величины, которые требуется определить. Используя физические закономерности, применимые к данной задаче, следует выписать необходимые формулы, с помощью которых можно выразить искомую величину, т.е. решить задачу в общем виде, используя буквенные обозначения. Числовые данные при подстановке в полученное выражение следует записывать с единицами величин. Вначале выполняют действия над единицами величин, а затем над числами. Сравнивая, где это возможно, полученный результат с реальными значениями определяемых величин, можно убедиться в правильности решения задачи.

Часто для решения задачи целесообразно сделать рисунок, схематический чертеж или график.

Обязательным условием при решении задач является выполнение правил действия с приближенными числами, использование во всех случаях, когда это возможно, различных математических таблиц. Все вычисления рекомендуется выполнять с помощью логарифмической линейки или микрокалькулятора.

Контрольную работу следует выполнять в ученической тетради в клетку, на обложке которой пишут номер контрольной работы, свою фамилию и инициалы, домашний адрес, шифр.

Решения задач необходимо сопровождать пояснениями, а в некоторых случаях - рисунками; ответы на вопросы должны вскрывать сущность явлений и опираться на изученные закономерности. Закончив контрольную работу, учащийся должен расписаться. Выполнение всех перечисленных требований является строго обязательным.

Получив работу от рецензента, необходимо внимательно прочитать все замечания, сделать исправления и лишь после этого приступить к выполнению следующей работы. Проверенные контрольные работы необходимо хранить для предъявления их преподавателю на экзаменах.

ПРОГРАММА

вступительных экзаменов по физике для поступающих в Ярославский государственный Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета.

Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Мгновенная скорость.

Ускорение. Равномерное и равноускоренное прямолинейное движение.

Сложение скоростей. Графики зависимости кинетических величин от времени в равномерном и равноускоренном движении.

Свободное падение тел. Ускорение свободного падения. Равномерное движение по окружности. Ускорение при равномерном движении тела по окружности (центростремительное ускорение).

Первый закон Ньютона. Инерциальная система отсчета. Принцип относительности Галилея. Масса. Сила.





Второй закон Ньютона. Сложение сил. Момент силы. Условия равновесия рычага. Центр тяжести.

Третий закон Ньютона. Силы упругости. Закон Гука. Силы трения, коэффициент трения скольжения.

Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Движение тела под действием силы тяжести. Движение искусственных спутников. Невесомость. Первая космическая скорость.

Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение.

Значение работ К.Э. Циолковского для космонавтики.

Механическая работа. Мощность. Кинетическая и потенциальная энергия.

Закон сохранения энергии в механике.

Давление. Закон Паскаля для жидкостей и газов.

Сообщающиеся сосуды. Принцип устройства гидравлического пресса.

Атмосферное давление. Изменение атмосферного давления с высотой.

Архимедова сила для жидкостей и газов. Условия плавания тел.

Молекулярная физика. Тепловые явления Опытное обоснование основных положений молекулярно- кинетической теории. Масса и размер молекул. Постоянная Авогадро. Броуновское движение.

Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютная шкала. Скорость молекулы газа.

Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева Клапейрона). Универсальная газовая постоянная. Изотермический, изохорный и изобарный процессы.

Внутренняя энергия. Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества. Работа в термодинамике. Закон сохранения энергии в тепловых процессах (первый закон термодинамики). Применение первого закона термодинамики к изопроцессам. Адиабатный процесс. Необратимость тепловых процессов.

Принцип действия тепловых двигателей. КПД теплового двигателя и его максимальное значение. Тепловые двигатели и охрана природы.

Испарение и конденсация. Насыщенные и ненасыщенные пары.

Зависимость температуры кипения жидкости от давления. Влажность воздуха.

Кристаллические и аморфные тела. Механические свойства твердых тел.

Упругие деформации.

Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда.

Электрическое поле. Напряжённость электрического поля. Электрическое поле точечного заряда. Принцип суперпозиции полей. Проводники в электрическом поле. Диэлектрики в электрическом поле. Диэлектрическая проницаемость.

Работа электростатического поля при перемещении заряда. Разность потенциалов. Электроёмкость. Конденсаторы. Энергия электрического поля.

Электрический ток. Сила тока. Закон Ома для участка цепи.

Сопротивление проводников. Последовательное и параллельное соединение проводников. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи. Работа и мощность тока.

Электронная проводимость металлов. Сверхпроводимость.

Электрический ток в растворах и расплавах электролитов. Закон электролиза.

Электрический ток в газах. Самостоятельный и несамостоятельный разряды.

Понятие о плазме. Ток в вакууме. Электронная эмиссия. Диод. Электроннолучевая трубка.

Полупроводники. Электропроводность полупроводников и её зависимость от температуры. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковый диод. Транзистор.

Магнитное поле. Электромагнитная индукция Магнитное взаимодействие токов. Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле. Закон Ампера.

Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.

Магнитные свойства вещества. Магнитная проницаемость. Ферромагнетизм.

Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Индуктивность. Энергия магнитного поля.

Гармонические колебания. Амплитуда, период и частота колебаний.

Математический маятник. Период колебаний математического маятника.

Колебания груза на пружине.

Превращение энергии при гармонических колебаниях. Вынужденные колебания. Резонанс.

Распространение колебаний в упругих средах. Поперечные и продольные волны. Длина волны. Связь длины волны со скоростью её распространения.

Звуковые волны. Скорость звука. Громкость звука, высота тона.

Свободные электромагнитные колебания в контуре. Превращение энергии в колебательном контуре. Собственная частота колебаний в контуре.

Вынужденные электрические колебания. Переменный электрический ток.

Генератор переменного тока. Резонанс в электрической цепи. Трансформатор.

Электромагнитные волны. Скорость их распространения. Свойства электромагнитных волн. Излучение и приём электромагнитных волн.

Принципы радиосвязи. Изобретение радио А. С. Поповым.

Прямолинейное распространение света. Скорость света. Законы отражения и преломления света. Линза. Фокусное расстояние линзы.

Построение изображений в плоском зеркале и линзах.

Когерентность. Интерференция света и её применение в технике.

Дифракция света. Дифракционная решётка. Дисперсия света. Шкала электромагнитных волн.

Элементы теории относительности Принцип относительности Эйнштейна. Скорость света в вакууме, как предельная скорость передачи сигнала. Связь между массой и энергией.

Фотоэффект и его законы. Кванты света. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Постоянная Планка. Применение фотоэффекта в технике.

Опыт Резерфорда по рассеянию альфа-частиц. Ядерная модель атома.

Квантовые постулаты Боре. Испускание и поглощение света атомом.

Непрерывный и линейчатый спектры. Спектральный анализ. Лазер.

Состав ядра атома. Изотопы. Энергия связи атомных ядер. Ядерные реакции. Радиоактивность. Альфа- и бета- частицы, гамма-излучение. Методы регистрации ионизирующих излучений.

Деление ядер урана. Ядерный реактор. Термоядерная реакция.

Биологическое действие радиоактивных излучений.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Закон движения определяет положение тела в пространстве в данный момент времени.

Перемещением материальной точки s называется направленный отрезок прямой, соединяющий ее начальное и конечное положения на траектории.

Средней скоростью называется отношение перемещения тела ко времени t, за которое это перемещение совершено.

1. Равномерное движение – это движение, при котором материальная точка (тело) за любые равные промежутки времени совершает равные перемещения.

Закон движения имеет вид s = s0 + v t, x = ± x 0 ± v t, где x0 - координата тела в начальный момент времени; v - скорость тела; t - время движения тела; знаки перед слагаемыми в правой части зависят от выбора направления координатной оси X.

Перемещение определяется по формуле s = v t = s s0.

2. Равноускоренное движение – это движение, при котором скорость материальной точки за любые равные промежутки времени изменяется на равные величины.

Ускорение a определяется как отношение изменения скорости v к промежутку времени t, за который это изменение произошло:

Закон движения и формула скорости имеют вид:

где v 0 - скорость тела в начальный момент времени; a - ускорение движения.

3. Движение тела, брошенного вертикально вверх. В этом случае описывается следующими выражениями:

Время движения тела равно сумме времени поднятия t падн и времени падения t пад тела:

Высота поднятия тела x мах находится по формуле:

4. Равномерное движение по окружности. В этом случае линейная скорость тела v направлена по касательной к окружности, а ускорение a ц всегда направлено по радиусу к центру окружности и называется центростремительным (нормальным):

здесь L - длина окружности; T - период обращения (время одного полного оборота); R - радиус окружности.

Вращательное движение твердого тела характеризуется величинами: угловое перемещение, - угловая скорость, - частота вращения, Т- период вращения. Величины, и Т связаны соотношением:

Уравнение движения тела при равномерном вращении имеет вид:

Уравнение движения тела при равноускоренном вращении:

где 0 - начальная угловая скорость; - угловое ускорение.

Связь угловых и линейных величин:

где at - проекция вектора линейного ускорения на направление касательной в данной точке; an - проекция вектора линейного ускорения на направление радиуса в данной точке.

Сила упругости - это сила, возникающая при деформации опоры ( N ) или нити (Т).

Сила трения Fтр = k N, здесь k - коэффициент трения, N - сила нормальной реакции опоры.

Суммарная сила, действующая на тело равна сумме всех сил, действующих на это тело:

Второй закон Ньютона F = m a, здесь m-масса тела; a-ускорение движения тела.

Закон всемирного тяготения F = G 1 2 2, здесь F - сила взаимодействия между двумя материальными частицами;

m1 и m2 - массы материальных частиц;

r - расстояние между частицами;

Импульс тела р - произведение массы тела m на скорость его движения v :

Импульс - величина векторная, совпадающая по направлению с вектором скорости.

Второй закон Ньютона, выраженный через изменение импульса р имеет Для системы, состоящей из двух взаимодействующих тел, закон сохранения импульса имеет вид:

где v1 и v 2 - скорости тел до их взаимодействия; u1, u2 и u - скорости тел после взаимодействия.

Работой постоянной силы называется величина A = F s cos, здесь Fсила, действующая на тело; s - перемещение тела под действием этой силы; угол между направлениями силы и перемещения.

Мощностью называется величина N =, здесь t - время, за которое совершается работа. Для равномерного движения со скоростью v : N = F v.

Коэффициент полезного действия: = п = п = п, где Aп ( N п, Wп ) - полезная работа (мощность, энергия) механизма; Aз ( N з, Wз ) затраченная работа (мощность, энергия).

Потенциальная энергия тела, поднятого над землей: Wпот = m g h, где h - высота тела над поверхностью земли.

здесь k-жесткость пружины; х - сжатие или растяжение пружины.

Полная механическая энергия: W = Wk + Wпот.

Закон сохранения механической энергии: полная механическая энергия изолированной системы остается постоянной величиной. Для тела, движущегося со скоростью v на высоте h над поверхностью земли, уравнение закона сохранения механической энергии имеет вид:

Если на тело действуют внешние силы, то имеет место соотношение:

где A-работа внешних сил; W, W0 - конечное и начальное значения полной механической энергии; W - изменение полной механической энергии тела.

Статика изучает условия равновесия материальной точки (тела) под действием приложенных сил.

Условие равновесия материальной точки: F1 + F2 +...+ Fn = 0, где F1, F2,.., Fn - силы, действующие на материальную точку. Равновесие твердого тела зависит также и от точки приложения сил. Момент силы М относительно оси есть произведение силы F на плечо h (перпендикуляр, опущенный от оси вращения на линию действия силы): M = F h.

Для равновесия тела необходимо, чтобы алгебраическая сумма моментов сил относительно любой оси была равна нулю: r Давлением называется величина p =, здесь F - сила, действующая на единицу площади S, перпендикулярной направлению действия этой силы.

Давление столба однородной жидкости или газа на глубине h:

здесь - плотность жидкости или газа.

Закон Паскаля. Жидкость (или газ) находящаяся в замкнутом сосуде, передает производимое на нее давление по всем направлениям одинаково.

Закон Архимеда. На тело, погруженное в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная весу жидкости (газа) вытесненной этим телом:

Условие плавания тел. Если выталкивающая сила численно равна весу тела, то тело будет плавать на поверхности жидкости.

Для гидравлического пресса выигрыш в силе находится из формулы:

Состояние газа характеризуется тремя термодинамическими параметрами: объемом V, давлением P и температурой T.

Для идеальных газов справедливы следующие законы.

Закон Бойля - Мариотта. Произведение объема данной массы на давление при неизменной температуре есть величина постоянная:

Этому закону подчиняется изотермический процесс (T=const).

Закон Гей - Люссака. Отношение объемов данной массы газа к соответствующим термодинамическим температурам при неизменном давлении есть величина постоянная:

Если температура измеряется по шкале Цельсия, то закон Гей-Люссака имеет вид: Vt = V0 (1 + t )., где Vо и Vt - начальный при 00 C и конечный объем газа при температуре t; -температурный коэффициент объемного расширения, изобарный процесс (P=const).

Закон Шарля. Отношение давлений данной массы газа к соответствующим термодинамическим температурам при неизменном объеме есть величина постоянная:

Если температура взята по шкале Цельсия, то закон Шарля имеет вид:

где Pо - начальное, взятое при 00 C, и конечное Рt при температуре t давления подчиняется изохорный процесс (V=const).

Объединенный газовый закон. Для данной массы газа произведение давления P на объем V, деленное на термодинамическую температуру T, есть величина постоянная:

Уравнение состояния для произвольной массы газа, или иначе m молярная масса; - число молей газа; R - молярная газовая постоянная, Постоянная Авогадро NA равна числу молекул в моле вещества:

NA=6.022 1023 моль-1.

Число Лошмидта Nл равно числу молекул газа в 1 м3 при нормальных условиях: Nл=2.7 1025 м3.

Моль любого газа при нормальных условиях имеет объем Vm = 22.4 10 3 м 3.

Основное уравнение кинетической теории газов. Давление газа прямо пропорционально средней кинетической энергии Eпост поступательного движения его молекул и числу nо молекул в единице объема:

где mо - масса одной молекулы, v кв - ее средняя квадратичная скорость.

Связь между температурой и кинетической энергией поступательного Давление газа зависит лишь от концентрации молекул nо и температуры газа Т:

Масса mо одной молекулы равна молярной массе М этого вещества, деленной на постоянную Авогадро NА :

Число молекул n в единице массы равно постоянной Авогадро NА, Число молекул N во всей массе m равно постоянной Авогадро NА, Модуль средней арифметической скорости движения молекул:

формул:

Средняя квадратичная скорость v кв движения молекул равна корню квадратному из квадрата средней арифметической скорости:

Наиболее вероятная скорость vв :

Cреднее число соударений z, испытываемых одной молекулой за единицу времени, z = 2 d Э m0 v. где dЭ - эффективный диаметр молекулы;

no - концентрация молекул, т.е. количество их в единице объема; v-средняя арифметическая скорость молекул.

Средняя длина свободного пробега молекул газа Внутренняя энергия. Сохранение энергии Первое начало термодинамики. Теплота Q, сообщенная газу, идет на увеличение его внутренней энергии U и на совершение этим газом работы А.

Внутренняя энергия идеального газа произвольной массы определяется по формуле U =, где коэффициент i, определяющий число степеней свободы для одноатомных, двухатомных и многоатомных газов соответственно равен i1= 3, i2 = 5, iмн = 6.

Изохорный процесс протекает при постоянном объеме, следовательно, V=0 и А=0; поэтому Q = U, т.е. вся теплота, переданная газу, идет на увеличение его внутренней энергии.

Изобарный процесс протекает при постоянном давлении, при этом с повышением температуры увеличивается объем газа, следовательно, для этого процесса первое начало термодинамики будет иметь вид: Q = U + PV.

Адиабатный процесс протекает при отсутствии теплообмена с окружающей средой, поэтому внутренняя энергия газа меняется только за счет работы: U = A.

Так, при сжатии газа внутренняя энергия его увеличивается, что приводит к повышению температуры. При расширении сам газ совершает работу за счет убыли его внутренней энергии. Это означает понижение температуры газа.

Коэффициент полезного действия теплового двигателя определяется отношением работы, совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученному им от нагревателя:

здесь Q1 - количество теплоты переданное рабочему телу, Q2 - переданное холодильнику.

Изменение внутренней энергии тел в результате теплообмена может быть выражено следующим образом: Q = U = cmt или Q = cm(t 2 t1 )., где с удельная теплоемкость вещества; m - масса тела; t1 и t2 -начальная и конечная температуры тела в градусах Цельсия.

При сжигании топлива количество выделенной теплоты Q прямопропорционально массе m сгоревшего топлива: Q = m q, где q - удельная теплота сгорания топлива. Коэффициент полезного действия нагревателя показывает, какую часть теплоты Q, выделенной при сгорании топлива, составляет полезно израсходованная теплота Qn:

При изменении агрегатного состояния (плавление - кристаллизация или парообразование - конденсация) теплота, израсходованная на плавление, и теплота, израсходованная на парообразование, определяется соответственно по формулам:

где - удельная теплота плавления; r - удельная теплота парообразования.

Абсолютная влажность воздуха r есть плотность водяного пара a, фактически содержащегося в воздухе.

Относительная влажность показывает, какую часть от плотности насыщающих паров при данной температуре n составляет абсолютная При нагревании тел их размеры увеличиваются, происходит изменение их плотности.

Тела, имеющие преимущества в одном измерении, характеризуются линейным расширением. При повышении температуры от t = 0 C до t линейные размеры тела изменяются от Lo до L, т.е. на L. В небольшом интервале температур относительное удлинение прямо пропорционально изменению температуры:

Коэффициент пропорциональности называется температурным коэффициентом линейного расширения и выражается в К-1. Длина тела после нагревания L = L0 (1 + t ).

По аналогии, объемное расширение твердых тел и жидкостей можно оценить по формуле V = V0 (1 + t ). где Vo - объем тела при 0 C объем тела после нагревания на to C; - температурный коэффициент объемного расширения. Справедливо соотношение = 3.

плотность вещества при 00 С.

наэлектризованного тела, есть избыток элементарных положительных или отрицательных зарядов, выражается в кулонах (Кл).

Закон сохранения электрического заряда. Во всех процессах, протекающих в изолированной системе, при которых происходит перераспределение зарядов, алгебраическая сумма электрических зарядов есть величина постоянная: q1 + q2 + q3 +... + qn = const, где n - число тел, на которых сосредоточены заряды.

Закон Кулона. Сила взаимодействия F двух точечных электрических зарядов q1 и q 2 прямо пропорциональна произведению этих зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и зависит от среды, в которой взаимодействуют заряды:

где r - расстояние, на котором находятся взаимодействующие заряды;

0 - электрическая постоянная ( = 8.85 1012 Ф);

- диэлектрическая проницаемость среды.

Зависимость силы взаимодействия от среды характеризуется диэлектрической проницаемостью, которая показывает, во сколько раз взаимодействие зарядов в среде меньше, чем в вакууме, для которого = 1.

Напряженность Е электрического поля в данной точке измеряется отношением силы F, действующей со стороны поля на положительный Для поля, образованного точечным зарядом q, напряженность Е можно найти из формулы:

где r - расстояние от заряда q до точки, в которой определяется напряженность.

Напряженность электрического поля есть вектор. Если поле образовано несколькими зарядами, то для нахождения напряженности используется принцип суперпозиции (наложения); в этом случаеr результирующая напряженность определяется как геометрическая сумма: E = E1 + E 2 + E3 +... + E n На проводнике электрический заряд распределяется по его поверхности.

Если заряды находятся в равновесии, то внутри такого проводника электрическое поле отсутствует.

Поверхностная плотность электрического заряда: = q.

Для проводника, имеющего форму шара, площадь его поверхности Потенциал электрического поля в данной точке есть физическая скалярная величина, численно равная потенциальной энергии П единичного положительного заряда в этой точке поля:

где П - потенциальная энергия заряда; А - работа сил поля по перемещению единичного положительного заряда из данной точки электрического поля за его пределы.

Для поля точечного заряда или для заряженного шара Если определяется потенциал заряженного шара, то предполагается, что весь его заряд q сосредоточен в центре этого шара, радиус которого r.

Если поле однородно (напряженность в таком поле везде одинакова и по модулю, и по направлению), то где 1 и 2 электрические потенциалы двух эквипотенциальных поверхностей; d-расстояние между поверхностями, измеряемое вдоль линии напряженности.

Электрическое поле совершает работу А, перемещая заряд q из точки с потенциалом 1 в точку потенциал которой 2 :

Электрическая емкость С уединенного проводника показывает, какой заряд может изменить потенциал на единицу в этом проводнике:

Электрическая емкость плоского конденсатора вычисляется по формуле d, где d - расстояние между пластинами или толщина слоя диэлектрика; S - площадь одной пластины, -диэлектрическая проницаемость среды между пластинами.

Емкость можно увеличить, соединив конденсаторы параллельно; в этом случае емкость батареи конденсаторов:

где n - конденсаторов в батарее.

При последовательном соединении конденсаторов емкость батареи :

Энергия заряженного конденсатора может быть найдена по любой из приведенных формул в зависимости от заданных величин:

где q и U - заряд и разность электрических потенциалов на обкладках конденсатора, С - его электрическая емкость.

Электрический ток есть направленное движение свободных зарядов в проводнике. Для поддержания тока в проводнике необходимо наличие электрического поля. Это поле создается сторонними силами.

Электродвижущая сила измеряется работой сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда внутри источника тока:

Сила тока I измеряется отношением электрического заряда, протекающего через поперечное сечение проводника за время t, к этому промежутку времени:

Плотность тока тока можно выразить иначе:

где n0 - число свободных зарядов в единице объема проводника (концентрация); e-заряд электрона; v - скорость электрона вдоль линии тока.

Электрическое сопротивление R проводника прямо пропорционально длине L проводника, 0обратно пропорционально площади его поперечного сечения S и зависит от материала, из которого изготовлен проводник :

где - удельное сопротивление материала, выражаемое в Ом м.

Зависимость удельного сопротивления материала от температуры: к где 0 и t - удельные сопротивления материала при 0 и t 0 C; - температурный коэффициент электрического сопротивления.

Электрическая проводимость g связана с сопротивлением соотношением Единица проводимости Ом-1. Закон Ома для участка цепи, не содержащей ЭДС. Сила электрического тока на участке цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи:

цепи).

Закон Ома для полной цепи. Сила тока в замкнутой цепи равна отношению ЭДС источника электрической энергии (источника тока) к полному сопротивлению всей цепи:

здесь R - сопротивление внешней части цепи; r - сопротивление самого источника тока (внутреннее сопротивление).

ЭДС можно представить как сумму падений напряжений на внешнем участке цепи I R и внутри источника тока I r : = I R + I r.

Резисторы можно соединять последовательно и параллельно.

При последовательном соединении сила тока на всех участках одинакова: I=const.

Падение напряжения в цепи при последовательном соединении резисторов равно сумме падений напряжений на отдельных участках:

Падение напряжений на резисторах, соединенных последова тельно, прямо пропорционально их сопротивлениям: U 2 R Эквивалентное (общее) сопротивление при последовательном соединении резисторов 0 равно сумме сопротивлений всех участков цепи:

R = R1 + R2 + R3 +... + Rn Когда соединяются одинаковые резисторы, то общее сопротивление увеличивается в n раз: R = R1 n где n - число резисторов, соединенных в цепь.

При параллельном соединении сумма сил токов в резисторах равна силе тока в неразветвленной части цепи:

Падение напряжения на всех резисторах при их параллельном соединении одинаково: U=const.

Силы токов в резисторах (в параллельных ветвях) обратно пропорциональны их сопротивлениям: R2 R1.

Эквивалентное (общее) сопротивление при параллельном соеди- нении резисторов определяется из формулы:

где n -число резисторов в разветвлении.

Если сопротивления резисторов одинаковы Источники электрического тока могут соединяться последовательно и параллельно.

Для батареи, в которой источники тока соединены последовательно (например, аккумуляторная батарея для автомобилей), сила тока определяется из формулы При параллельном соединении источников тока Здесь - электродвижущая сила одного источника тока; n -число их в батарее; R-внешнее сопротивление; r-сопротивление источника тока.

Работа электрического тока. Тепловое действие тока (закон ДжоуляU2 t Ленца):

Мощность электрического тока Электрический ток в электролитах. Закон Фарадея. К жидким проводникам относятся водные растворы солей, кислот и щелочей. В процессе электролитической диссоциации в них образуются положительные и отрицательные ионы- носители зарядов.

Электролиз - процесс выделения веществ на электродах при прохождении электрического тока через электролит.

Законы Фарадея. Масса вещества m, выделившегося на электроде при электролизе, прямо пропорциональна силе тока I и времени его прохождения t:

m = k I t = k q (первый закон), здесь k - коэффициент пропорциональности, называемый электрохимическим эквивалентом; Q-электрический заряд, перенесенный ионами в процессе электролиза.

Электрохимический эквивалент k вещества пропорционален его химическому эквиваленту А/n:

Величину F называют постоянной Фарадея. Если k выразить через постоянную Фарадея F, атомную массу А и валентность 1 n 0 и выражение для k подставить в формулу для первого закона Фарадея, получим равенство Электрический ток в газах. Электрическая проводимость газов (воздуха) при обычных условиях очень мала, и ее увеличение возможно при нагревании газа либо под воздействием различных излучений. Электрический разряд, возникающий в газе под действием каких-либо ионизаторов называется несамостоятельным.

Для ионизации молекул газа, т.е. удаления электрона из атома, необходима работа Аи, выражаемая соотношением Aи = и е, где и и 0потенциал ионизации; e-заряд электрона.

Ударная ионизация возникает, когда кинетическая энергия свободного электрона больше или равна работе ионизации, т.е.

Если электрон под действием силы F=eF проходит путь между двумя столкновениями, то его кинетическая энергия где m-масса электрона; v -скорость электрона перед столкновением с молекулой.

Сила магнитного взаимодействия двух парраллельных проводников с электрическими токами где I1 и I2 - силы токов в проводниках с активной длиной L; a-расстояние между проводниками; µ - магнитная проницаемость среды; µ0 - магнитная постоянная ( Магнитное поле действует на проводник с током силой F = B I L sin, где - угол между направлением тока и линиями магнитной индукции; В магнитная индукция. Если = 90, то F = B I L.

При перемещении проводника с электрическим током в магнит ном поле совершается работа A = I B S = I Ф, где Ф - изменение площади, охваченной контуром тока.

Поток магнитной индукции (магнитный поток) Ф = B S cos, где угол между вектором магнитной индукции и нормалью к поверхности. Если = 0, то Ф=BS.

Индукция магнитного поля, создаваемого проводниками различной формы при прохождении по ним тока:

где - число витков; L - длина соленоида.

Напряженность и индукция магнитного поля связаны соотношением B = µ µ0 H, где Н - напряженность магнитного поля.

Сила Лоренца Fл -сила, действующая на заряженную частицу при ее движении в магнитном поле:

где - угол между векторами B и v, q - электрический заряд.

Закон электромагнитной индукции Фарадея. Электродвижущая сила, возникающая в замкнутом контуре, прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока t, пронизывающего контур:

где N - число витков в контуре.

Если проводник длиной L движется в однородном магнитном поле со скоростью v, то на его концах возникает разность потенциалов U, называемая электродвижущей силой индукции :

где - угол между векторами B и v, B - индукция магнитного поля.

Закон Ленца. Индукционные токи, возникающие в замкнутом контуре, направлены так, чтобы своим магнитным полем противодействовать причине, вызывающей их появление.

ЭДС самоиндукции c в цепи прямо пропорциональна скорости изменения силы тока в ней:

где L - индуктивность цепи.

Энергия магнитного поля Колебания характеризуются тремя параметрами: периодом Т, частотой и амплитудой А.

Период и частота колебаний связаны зависимостью Циклическая частота показывает, какое количество колебаний Уравнения гармонического колебания где x-смещение колеблющейся точки; А - амплитуда колебаний; 0 начальная фаза. Если начальная фаза равна нулю ( 0 = 0 ), то уравнение принимает вид:

Период колебания математического маятника Как показывает формула, период колебаний не зависит от массы и амплитуды. Последняя зависимость справедлива при угле размаха менее 6 0.

Для упругих колебаний пружинного маятника справедлива формула где m-масса груза, подвешенного к пружине; k-жесткость пружины Скорость распространения колебаний в упругой среде Звук - это механические колебания и волны, распространяющиеся в упругой среде и воспринимаемые органами слуха. Для человека область слышимых звуков находится в интервале от 16 до 20 000 Гц.

Переменный ток и электромагнитные колебания Мгновенное значение ЭДС ( ), наведенной в витке при его равномерном вращении в однородном магнитном поле, определяется по формуле = E 0 sin t.

Действующее значение ЭДС:

Действующее значение напряжения Действующее значение силы переменного тока В этих формулах E 0, U 0, I 0 - амплитудные значения соответственно ЭДС, напряжения и силы переменного тока.

Индуктивное сопротивление X L = L.

Емкостное сопротивление Полное сопротивление цепи, состоящей из последовательно соединенных активного R, индуктивного X L и емкостного X c сопротивлений, равно Закон Ома для цепи переменного тока с последовательно соединенными активным, индуктивным и емкостным сопротивлениями:

холостом ходе вторичной обмотках трансформатора.

Коэффициент трансформации Формула Томсона для периода электромагнитных колебаний:

распространения.

ОПТИКА

световой волны, период колебаний Т или частота колебаний и скорость v распространения волны в какой-либо среде связаны соотношением Если свет (электромагнитное излучение) распространяется в вакууме, то формула имеет вид = cT или, где с - скорость распространения света в вакууме.

Зависимость между энергией кванта Е и частотой электромагнитного излучения:

Отражение света. При отражении света от границы раздела двух сред действуют два закона отражения света:

1. Луч падающий, отраженный и перпендикуляр, восставленный в точке падения светового луча к отражающей поверхности, лежат в одной плоскости.

2. Угол отражения светового луча равен углу падения : =.

В плоском зеркале получается мнимое и симметричное изображение предмета.

Преломление света. На границе раздела двух сред лучи света могут изменять свое направление, т.е. будут преломляться. Преломление света подчиняется двум законам:

1.Луч падающий, преломленный и перпендикуляр, восставленный в точке падения светового луча к границе (поверхности) раздела двух прозрачных сред, лежат в одной плоскости.

2. Отношение синуса угла падения луча к синусу угла преломления для данных двух сред есть величина постоянная, называемая показателем преломления второй среды относительно первой:

Здесь и - углы падения и преломления; n21 - показатель преломления второй среды относительно первой:

где n2 и n1-абсолютные показатели преломления двух сред.

При решении задач на преломление света можно использовать зависимости:

и 2 - длины волн в этих средах.

Полное отражение света происходит при переходе светового излучения в среду оптически менее плотную, когда лучи падают на границу раздела сред под углом больше предельного:

следовательно, Если световое излучение переходит из среды в вакуум или воздух, то sin 0 = n1, где n -абсолютный показатель преломления среды.

Луч света, падающий на пластинку с плоскопараллельными гранями после прохождения пластинки, не изменяет направления, а лишь смещается.

Формула сопряженных точек линзы ¦здесь f и d - соответственно расстояния от предмета и его изображения до линзы; F - фокусное расстояние линзы. Формула справедлива и для сферических зеркал.

Оптическая сила линзы Ф определяется по формуле в диоптриях (дптр).

Коэффициент линейного увеличения, получаемый с помощью линзы или зеркала, определяется по формуле где h и H-линейные размеры предмета и его изображения.

У собирающих линз и вогнутых сферических зеркал фокус действительный; Фокусное расстояние, входящее в формулу, берут со знаком плюс. У рассеивающих линз и выпуклых сферических зеркал фокус мнимый, поэтому фокусное расстояние их считают отрицательным и в формулу подставляют со знаком минус.

Увеличение даваемое лупой, определяется отношением расстояния наилучшего зрения L (для нормального глаза 0.25 м) к фокусному расстоянию F лупы:

Увеличение микроскопа можно найти из формулы где D0 - расстояние от фокуса объектива до фокуса окуляра (длина тубуса);

Fоб и Fок - фокусные расстояния объектива и окуляра.

Волновые свойства света. Интерференция света состоит в усилении или ослаблении света при наложении волн, идущих от когерентных источников.

Если интерференция наблюдается в отраженном от плоскопараллельной пластинки свете, условие максимального усиления света определяется из соотношения где d - толщина пластинки; n - показатель преломления прозрачной среды;

- длина волны; k - целое число (1,2,3...).

решетки справедлива формула n = d sin, где d - постоянная решетки; n - порядок максимума; - угол отклонения максимума.

Законы внешнего фотоэффекта.

1. Фототок насыщения прямо пропорционален падающему на электрод световому потоку.

2. Максимальная кинетическая энергия выбиваемых излучением электронов не зависит от интенсивности излучения, а определяется только его частотой и материалом электрода:

здесь h - постоянная Планка; - частота излучения, падающего на кинетическая энергия электронов, выбитых из металла.

3. Красная граница фотоэффекта определяется только материалом электрода и не зависит от интенсивности излучения:

где КР -длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта.

Строение атома и атомного ядра Полная энергия электрона на орбите определяется из формулы где e и m- заряд и масса электрона, h-постоянная Планка, 0 - электрическая постоянная, n - номер орбиты электрона.

Энергия фотона h = W, где W -изменение энергии электрона после излучения атомом фотона.

Дефект массы m можно вычислить из соотношения где Z - порядковый номер элемента в Периодической таблице Менделеева;

A - массовое число; mр и mn - соответственно массы протона и нейтрона; Mя масса ядра.

Энергия связи ядра определяется соотношением E СВ = c m.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ.

МЕХАНИКА

За последнюю секунду свободно падающее тело пролетело 3/4 всего пути. Сколько времени падало тело?

Обозначим всю высоту через H, а время падения через t и запишем уравнение перемещения:

(t - t1)=(t-1) оно пролетит H, что можно записать так:

Подставляя (3) в (4),получаем следующее уравнение Значение t1 = c не удовлетворяет условию; окончательно имеем t 2 = 2c.

Ответ: t = 2c

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

Найти плотность тела.

------------- ¦

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

Два одинаковых шарика, имеющие одинаковый заряд q, соединены пружиной. Шарики колеблются так, что расстояние между ними меняется от L до 4L. найти жесткость пружины, если ее длина в свободном состоянии равна 2L.

q1=q2 ¦ Запишем полную энергию шариков на расстоянии x1 =L ¦ Аналогично запишем полную энергию шариков на расстоянии x2 =4L:

По закону сохранения энергии Е1 = Е Приравнивая (1) и (2) и выражая из полученного уравнения k,

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

Какой ток следует пропустить по прямолинейному проводнику длиной 4м, расположенного под углом 300 к полю, чтобы сила, действующая со стороны магнитного поля 0.1Тл, была равна 1Н?

В=0.1Тл ¦ Со стороны магнитного поля на проводник с током F=1H ¦ Подставляя численные значения, получаем: I = 5А

КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ

Как изменятся вертикальные колебания груза, висящего на двух одинаковых пружинах, если последовательное соединение пружин заменить параллельным?

k1 =k2 ¦ Период колебания груза на пружине определяется по --------------------вызвавшая это удлинение.

При параллельном соединении сила, необходимая для увеличения длины каждой пружины на x, должна быть в 2 раза больше F:

Итак, при последовательном соединении при параллельном соединении Ответ: период уменьшится в 2 раза

ОПТИКА

Найти абсолютный показатель преломления среды, длина световой волны в которой равна 5 10 7 м, а частота 5 1014 Гц.

--------------+ Подставляя числовые значения, получаем

КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

Определить максимальную скорость электрона, вылетевшего из цезия при освещении светом с длиной волны 4 10 7 Ом.

= 4 10 м ¦ Запишем уравнение фотоэффекта:

--------------------- ¦ когда AВ=0 (2) получаем:

КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ

1. Санки скатываются с горы длиной 100 м и углом наклона 200.

Определите промежуток времени, в течение которого санки спустятся с горы, если коэффициент трения полозьев о снег равен 0.12.

2. При сжатии буферной пружины железнодорожного вагона на 5 см произведена работа 3.75 кДж. Какая сила требуется для сжатия этой пружины на 1 см?

3. Автомобиль проходит последовательно два участка пути по 10 м каждый с постоянным ускорением, причем первый участок пути пройден автомобилем за 1.5 с, а второй за 2 с. С каким ускорением движется автомобиль и какова его скорость в начале первого участка?

4. Тело, брошенное вертикально вверх, упало на землю через 6 с. На какую максимальную высоту поднялось тело и какова его скорость в момент удара о землю?

5. Тело массой 1 кг брошено вверх с начальной скоростью 30 м/с.

Определите кинетическую и потенциальную энергию тела через 2 с после броска.

6. Подъемный кран в течение 15 с поднял с поверхности земли на необходимую высоту груз массой 200 кг с ускорением 0.2. Какая работа выполнена при подъеме груза?

7. Определить, с каким ускорением падают тела на поверхность Луны, зная, что ее радиус в 3.8 раза меньше радиуса Земли, а масса в 81 раз меньше массы Земли.

8. На груз весом 50 кг, лежащий на наклонной плоскости с углом наклона 30 0, действует сила 30 кг, параллельная ее основанию. Определить силу, двигающую груз вверх по наклонной плоскости, и силу, прижимающую груз к наклонной плоскости. Трением пренебречь.

1. Найти отношение центростремительных ускорений двух материальных точек, движущихся с одинаковыми угловыми скоростями по окружностям радиусов R1 и R2, причем R1=3R2.

2. Сила F сообщает телу массой m1 ускорение a1, а телу массой m ускорение a2. Найти ускорение, которое эта сила сообщит телу, массой m1+m2.

3. Найти работу силы трения, совершаемую над телом массы m, равномерно соскальзывающего по наклонной плоскости длиной L, составляющей угол с горизонтом.

4. При условии, что малый поршень гидравлического пресса под действием приложенной к нему силы 200 Н за один проход опускается на 20 см, а большой поршень при этом поднимается на 2 см, найти силу давления, передаваемую на большой поршень.

5. Найти угловую скорость вращения платформы, при которой груз, лежащий на гoризoнтальнoй вращающейcя платфoрме на раccтoянии R oт ocи вращения, начнет cocкальзывать c платфoрмы. ( µ - кoэффициент трения между грузoм и платфoрмoй).

6. Невеcoмую нераcтяжимую нить, к кoтoрoй пoдвешен груз маccoй m, oтклoнили oт вертикали на угoл 900 и oпуcтили. Найти натяжение нити в мoмент прoxoждения грузoм наинизшей тoчки траектoрии.

7. На какой высоте над поверхностью Земли вес тела будет в два раза меньше, чем на ее поверхности?

8. Какой длины конец надо отрезать от однородного стержня, чтобы центр тяжести его переместился на 10 см?

1. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы газа равна 6 10 19 Дж Определить давление газа, если в 1 м3 содержится 5 10 25 молекул.

2. Кислород массой 80 г изобарно нагревается на 50 К. Какая работа совершается при увеличении его объема и на сколько изменяется внутренняя энергия газа?

3. Определить массу керосина, который потребуется сжечь, чтобы нагреть 2 л воды от 25 до 100 0С. Считать, что для нагревания воды расходуется 75% теплоты, полученной при сгорании керосина.

4. В алюминиевую кружку массой 120 г влили 0.5 л воды при температуре 1000 С. Какая температура установилась в результате теплообмена, если первоначальная температура кружки была 150 С?

5. На сколько километров пути хватит 8 л бензина для двигателя мотоцикла, развивающего при скорости 70 км/ч мощность 8.8 кВт и имеющего КПД 21%?

6. Кусок льда массой m=1,9 кг плавает в цилиндрической банке, наполненной жидкостью с плотностью = 0.95. Площадь дна банки S= см2. Насколько изменится уровень жидкости, когда лед растает?

7. Температура воздуха 200 C. Точка росы 120 C. Какова абсолютная и относительная влажность воздуха?

8. Сколько надо затратить теплоты, чтобы 5 кг льда, взятого при - C, расплавить и полученную воду нагреть до 150 C?

1. Найти среднюю кинетическую энергию теплового движения молекул идеального газа при увеличении абсолютной температуры газа в 4 раза.

2. Газу передано 5 Дж теплоты и при этом газ совершил работу 10 Дж.

Найти изменение внутренней энергии газа.

3. Найти работу за один цикл, совершаемую идеальной тепловой машиной, абсолютная температура нагревателя которой вдвое больше абсолютной температуры холодильника, получающей от нагревателя за один цикл 1000 Дж теплоты.

4. В oднoм из cooбщающиxcя cocудoв наxoдитcя cтoлбик ртути (плoтнocть ) выcoтoй h, a в другoм - cтoлбик вoды (плoтнocть B ) такoй же выcoты, пoверx кoтoрoй налит керocин (плoтнocть K ). Найти выcoту cтoлбика керocина.

5. Найти температуру смеси, если смешать в калориметре две жидкости, имеющие одинаковые удельные теплоемкости, но разные массы (m2=2m1) и разные температуры (Т2 =0.5Т1).

6. Найти КПД машины, если в идеальной тепловой машине, температуры нагревателя и холодильника которой соответственно равны 4000 К и 3000 К, температуру холодильника понизить на 1000 К.

7. Сколько надо затратить теплоты, чтобы 4 кг свинца, взятого при 00 C, нагреть до точки плавления и расплавить?

8. В 500 г воды, взятой при 160 C, впускают 75 г водяного пара при C, который обращается в воду. Найти температуру воды после впуска пара.

1. Проводящий шарик радиусом 4 см имеет заряд 0.8 10 9 Кл и находится в вакууме. Определить поверхностную плотность заряда и электрический потенциал шарика.

2. Плоский воздушный конденсатор, погруженный в керосин, имеет электрический заряд 2.8 10 8 Кл при напряжении 400 В. Площадь одной пластины 62.8 см2. Определить расстояние между пластинами и энергию, запасенную конденсатором.

3. Реостат изготовлен из никелированного провода длиной 15 м и площадью поперечного сечения 1 мм2. Определить силу тока в полностью включенном реостате, если поддерживать напряжение на его зажимах 12 В.

Каково сопротивление реостата?

4. Вольтметр, подключенный к зажимам источника тока, показал 1.8 В при силе тока 2.0 А и 1.83 В при силе тока 1.4 А. Определить внутреннее сопротивление источника тока, его ЭДС и силу тока при коротком замыкании.

5. Через сколько времени медный анод станет тоньше на 0.03 мм, если плотность тока при электролизе 2 ?

6. В вершинах А и В при основании равностороннего треугольника со стороной 12 см находятся точечные положительные заряды по 0.8 10 8 Кл.

Определить напряженность электрического поля и потенциал в вершине С.

Среда - вакуум.

7. Электростанция с тепловыми двигателями расходует 0.5 кг условного топлива на 1 квт-час электрической энергии. Определить КПД электростанции.

8. При электролизе раствора серной кислоты за 50 мин выделилось 0.3 г водорода. Определить мощность, расходуемую на нагревание электролита, если сопротивление его 0.4 Ом.

1. К заряженному изолированному конденсатору, энергия электрического поля которого равна Wс, подключили параллельно второй такой же, но не заряженный конденсатор. Найти общую энергию электрического поля батарей конденсаторов.

2. ЭДС источника тока 8 В, его внутреннее сопротивление Ом, к источнику подключены параллельно два сопротивления: 1.5 Ом и 0.5 Ом.

Найти полный ток в цепи.

3. Сила кулоновского притяжения между двумя маленькими шариками с одинаковыми по величине электрическими зарядами равна F. Найти силу взаимодействия при переносе 1/3 заряда с одного шарика на другой.

4. Плоский воздушный конденсатор, пластины которого вертикальны, погрузили до половины в жидкий диэлектрик с диэлектрической проницаемостью = 5. Найти емкость конденсатора.

5. При перемещении электрического заряда в электрическом поле между точками с разностью потенциалов 10 В силы поля совершили над зарядом работу 5 Дж. Найти величину заряда.

6. Каким соотношением связаны между собой количество теплоты, выделяющееся в единицу времени (Q1) при включении в сеть с напряжением U1=220 В нагревателя с сопротивлением R1=80 Ом и количество теплоты, выделяющееся в единицу времени (Q2) при включении в сеть с напряжением U2=55 В нагревателя с сопротивлением R2=20 Ом?

7. Сколько выделится алюминия при электролизе за 30 мин, если сила тока равна 2 А?

8. Какая из двух ламп, рассчитанных на одинаковое напряжение, обладает большим сопротивлением: мощностью в 100 Bт или 60 Bт?

1. В однородном магнитном поле, индукция которого 2.2 Тл, перпендикулярно линиям индукции движется электрон со скоростью 0.5 10 6.

Какая сила действует на электрон?

2. Определить индуктивность катушки, в которой при изменении силы тока на 6 А за 0.3 с возбуждается ЭДС самоиндукции 120 В.

3. Определить действующее значение ЭДС индукции, возникающей при равномерном вращении рамки в однородном магнитном поле, если известно, что при угле поворота 600 ЭДС равна 146 В.

4. В каком диапазоне длин волн может работать радиоприемник, в колебательном контуре которого при индуктивности 1.5 мГн емкость может изменяться от 75 до 650 мкФ?

5. В вертикальном однородном магнитном поле на двух тонких нитях подвешен горизонтально проводник длиной 0.2 м и массой 20.4 г. Индукция магнитного поля равна 0.5 Тл. На какой угол от вертикали отклонятся нити, если сила тока в проводнике равна 2 А?

6. Протон, имеющий скорость 4.6 10 5, влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0.3 Тл перпендикулярно магнитным силовым линиям.

Рассчитайте радиус окружности, по которой будет двигаться протон.

7. С какой силой выталкивается прямой провод с током из однородного магнитного поля, магнитная индукция которого 1.2 Тл, Если длина провода см, угол, образованный им с линиями индукции, 600 и сила тока в проводе 8. На расстоянии 2 см от оси длинного провода с током напряженность магнитного поля 80 А/м. Определить напряженность поля на расстоянии 3 см от провода и силу тока в нем.

Вариант 2.

1. Что произойдет с первоначально покоящимся протоном под действием наложенного однородного магнитного поля, вектор магнитной индукции которого направлен вертикально вниз?

2. Найти силу магнитного взаимодействия на 1 м длины двух длинных параллельных прямолинейных проводников на расстоянии 1 м друг от друга в вакууме при силе тока в проводниках 1 А.

3. Скорость заряженной частицы (VC), влетевшей в однородное магнитное поле и начавшей двигаться по окружности с периодом обращения Т увеличили в 4 раза. Найти период обращения.

4. Чему равен модуль магнитной индукции результирующего поля при наложении двух однородных магнитных полей с магнитными индукциями соответственно 0.3 Тл и 0.4 Тл друг на друга так, что силовые линии полей взаимно перпендикулярны?

5. Что произойдет с периодом обращения заряженной частицы по окружности в однородном магнитном поле при увеличении величины вектора магнитной индукции в два раза?

6. Поток магнитной индукции через плоскость контура равен 0.2 Вб.

Индукция однородного магнитного поля, пронизывающего плоскость контура, возрастает на 0.2 Тл, а ориентация контура при этом не изменяется. Найти изменение потока магнитной индукции.

7. Найти напряженность и индукцию магнитного поля в центре проводящего кольца радиусом 3.14 см, если сила тока в нем 12 А. Среда вакуум.

8. Определить энергию магнитного поля в катушке с индуктивностью 0.16 Гн, если сопротивление катушки 0.6 Ом, а напряжение на ней 0.9 В.

1. Период колебаний математического маятника 1.4 с. Определите его длину и энергию, которыми обладает маятник в положении, когда его нить отклонилась от вертикали на наибольший угол 600. Масса груза маятника 60 г, ускорение свободного падения 9.8.

2. Для определения упругости резинового шнура длиной 37 см подвесили к нему груз массой 100г; при этом шнур удлинился до 90 см. Определить по этим данным упругость шнура и период колебания груза на нем.

3. Мгновенное значение силы переменного тока задано уравнением I = 2.82 sin 314t. Найти амплитудное и действующее значение силы тока, его период, частоту и круговую частоту.

4. Заряд на пластинках конденсатора колебательного контура изменяется с течением времени по закону q = 10 6 cos(10 4 t ). Найдите амплитуду заряда, частоту и период колебаний. Запишите закон изменения силы тока от времени.

5. Найти период свободных колебаний идеального колебательного контура, конденсатор которого емкостью 1мкФ, будучи заряжен до напряжения 10 В, при разряде дал максимальное значение тока в цепи 0.2 А.

6. Сравнить период колебаний математического маятника на некoтoрoй планете, имеющей в 4 раза бoльшую маccу, чем Земля при теx же размераx, c периoдoм егo кoлебаний на Земле.

7. Определить полную энергию гармонических колебаний пружинного маятника, если амплитуда 4 см, а при смещении 0.03 м возникает сила упругости 5 10 5 H.

8. Определить ускорение свободного падения для местности, где математический маятник длиной 99.4 см совершает 40 колебаний за 80 с.

1. Массу груза 2 кг, подвешенного на пружине и совершающего гармонические колебания с периодом Т, увеличили на 6 кг. Найти период колебаний.

2. Амплитуда гармонических колебаний тока в цепи равна 10 А. Найти действующее (эффективное) значение тока.

3. Ток в цепи колебательного контура изменяется по закону i = 10 sin 10 4 t (A), а индуктивность катушки контура равна 10 Гн. Найти емкость конденсатора контура.

4. Найти цикличеcкую чаcтoту cвoбoдныx электрoмагнитныx кoлебаний, вoзникающиx в идеальнoм кoнтуре c кoнденcатoрoм c ёмкocтью С и катушкoй c индуктивнocтью L.

5. Найти скoрocть материальнoй тoчки, coвершающей гармoничеcкие кoлебания вдoль ocи X пo закoну X = 2 sin(t + ) (м), через 2 c пocле начала движения.

6. Что произойдет с длиной вoлны, на кoтoрую наcтрoен идеальный кoлебательный кoнтур, при увеличении ёмкocти кoнденcатoра кoнтура в 4 раза?

7. Определить массу шарика пружинного маятника, если частота его колебаний 0.4 Гц, а жесткость пружины 12 Н/м.

8. Определить частоту, на которой суда передают сигнал бедствия SOS, если длина волны 600 м.

1. Световые волны в алмазе имеют длину 450 нм. Каковы будут их длина и частота колебаний в воде?

2. Луч света переходит из воды в воздух. Определить угол падения лучей, если угол преломления 450.

3. Предмет расположен на расстоянии 70 см от рассеивающей линзы с фокусным расстоянием 35 см. Во сколько раз изображение меньше предмета?

4. В некоторую точку пространства приходят пучки когерентного видимого излучения так, что оптическая разность хода составляет 7.5 мкм.

Произойдет ли в этой точке усиление или ослабление света для длин волн 600нм? 500 нм?

5. Дифракционная решетка, на 1мм которой нанесено 75 штрихов, освещается монохроматическим светом с длиной волны =500 нм. На экране, отстоящем от решетки на расстоянии L, видны светлые полосы на равных расстояниях друг от друга. Расстояние от центральной светлой полосы на экране до второй полосы X=11.25 см. Определить L.

6. Определить абсолютный показатель преломления глицерина, если длина волны зеленого света в нем составляет 407 нм при энергии фотона 3.31 10 19 Дж.

7. На каком расстоянии от вогнутого сферического зеркала находится свеча, если от зеркала до ее изображения 15 см, а радиус кривизны зеркала см?

8. Какова оптическая сила вогнутой линзы, если от предмета, удаленного то нее на 0.4 м, получается изображение, уменьшенное в 4 раза?

Вариант 2.

1. При угле падения луча cвета на границу раздела двуx cред равнoм 600, oказалocь, чтo oтраженный и прелoмленный лучи образуют угoл 900. Найти пoказатель прелoмления втoрoй cреды oтнocительнo первoй.

2. На какое расстояние от линзы следует расположить предмет для тoгo, чтoбы мнимoе изoбражение предмета, даваемoе раccеивающей линзoй, былo вдвoе меньше предмета?

3. На дифракциoнную решетку нoрмальнo к ее пoверxнocти падает мoнoxрoматичеcкии cвет c длинoй вoлны 620 нм, с периoдом решетки 3 10 6 м.

Найти макcимальный пoрядoк дифракциoннoгo макcимума, кoтoрый мoжнo наблюдать.

4. Световой луч проходит в вакууме за некотрое время расстояние 35 см, а в некоторой жидкости за то же время - 25 см. Найти показатель преломления этой жидкости.

5. При переxoде cвета из жидкocти в вoздуx угoл падения равен i, а угoл прелoмления - r. Найти cкoрocть cвета в этoй жидкocти.

6. При дифракции мoнoxрoматичеcкoгo cвета на дифракциoннoй решётке c периoдoм d макcимум первoгo пoрядка на экране, oтcтoящем oт решётки на раccтoянии L, oтcтoит oт центральнoгo на раccтoянии Х. Найти длину cветoвoй вoлны.

7. Вогнутое сферическое зеркало дает мнимое и увеличенное в 10 раз изображение предмета. Определить радиус кривизны зеркала, если расстояние от предмета до полюса зеркала 0.9 м.

8. Главное фокусное расстояние рассеивающей линзы - 0.2 м.

Изображение предмета получилось на расстоянии 15 см от линзы. Определить расстояние от предмета до линзы и коэффициент увеличения.

1. Лампочка мощностью 40 Вт испускает 2 10 20 фотонов в 1 с. Определить среднюю частоту колебаний излучения лампочки.

2. Работа выхода электронов у хлористого натрия составляет 4.2 эВ.

Излучение какой длины волны способно вызвать фотоэффект в этом веществе?

3. Сколько фотонов попадает на сетчатку человека за 1 с, если при мощности светового потока 2 10 17 Вт глаз воспринимает излучение с длиной волны 500 нм?

4. Энергия связи ядра атома гелия 28.3 МэВ. Определить дефект массы.

5. Заполнить в уравнении ядерной реакции пропущенную частицу:

6. Какую массу имеют 108 квантов излучения, частота колебаний которого 6.0 1014 Гц ?

7. Наибольшая длина волны света, при которой может наблюдаться фотоэффект у калия, 6.2 10 5 cм. Найти работу выхода электронов для калия.

8. Определить энергию фотонов излучения, для которых длина волны в воде равна 500 нм.

Вариант 1. Задерживающая разнocть пoтенциалoв при oблучении катoда электрoннoй трубки c рабoтoй выxoда 2 эВ равна 10 В. Найти энергию падающиx на катoд фoтoнoв.

2. Во сколько раз скoрocть -чаcтицы, иcпущеннoй непoдвижным ядрoм тoрия c маccoвым чиcлoм 228, бoльше cкoрocти ядра, пoлучившегocя в результате -раcпада тoрия (cчитать, чтo маccы ядер в атoмныx единицаx маccы равны иx маccoвым чиcлам)?

3. Найти величину задерживающей разности потенциалов, еcли oблучать катoд электрoннoй трубки, краcная граница для материала кoтoрoгo КР, cветoм c длинoй вoлны КР.

4. Сколько протонов и нейтронов будет иметь ядро, состоявшее ранее из 90 протонов и 144 нейтронов пocле иcпуcкания -чаcтицы, двуx -чаcтиц, oднoгo -кванта и двуx антинейтринo?

5. Найти задерживающую разность потенциалов, еcли oблучать катoд электрoннoй трубки c рабoтoй выxoда 3 эВ cветoм c энергией фoтoнoв 15 эВ, при кoтoрoй тoк через трубку cтанoвитcя равным нулю.

6. Найти втoрoй прoдукт ядернoй реакции 7. Скoрocть фoтoэлектрoнoв, выбиваемыx cветoм c пoверxнocти катoда, при увеличении чаcтoты cвета увеличилаcь в 3 раза. Найти задерживающую разнocть пoтенциалoв.

8. Найти количество нейтронов в ядре при иcпуcкании радиoактивным ядрoм трёx -чаcтиц.

Корректор А.А. Антонова Компьютерная верстка И.Н. Ивановой Лицензия ЛР № 020319 от 30.12. Подписано в печать 6.01.99. формат бумага Data copy. Печать офисная ус. печ. л. Уч.-изд.л. 5.5. Тираж 100 экз. Заказ 200.

Оригинал макет подготовлен редакционно-издательским отделом ЯрГУ Отпечатано на ризографе Ярославский государственный университет 150000 Ярославль, ул. Советская, 14.



 
Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ В. Н. КАРАЗИНА ЧЕБОТАРЕВ В. И., ДУМИН А. Н., ХОЛОДОВ В. И. ПОЛУПРОВОДНИКИ В РАДИОЭЛЕКТРОНИКЕ Учебно-методическое пособие по основам радиоэлектроники для самостоятельной работы студентов физических специальностей ХАРЬКОВ – 2008 УДК 261.375 ББК 32.844 Че 34 Рекомендовано ученым советом радиофизического факультета Харьковского национального университета имени В. Н. Каразина (протокол № 7 от 27. 08.08) Рецензенты:...»

«Факультет мониторинга окружающей среды Кафедра экологического мониторинга, менеджмента и аудита Кафедра ЮНЕСКО Н. В. Гончарова, В. Н. Копиця ПРИНЦИПЫ ЭКОЛОГИИ Учебно-методическое пособие Минск МГЭУ им. А. Д. Сахарова 2009 УДК 502/504(075.32) ББК 20.18я722 Г65 Рекомендовано к изданию учебно-методическим объединением высших учебных заведений Республики Беларусь по экологическому образованию в качестве учебно-методического пособия (протокол № 2 от 30 октября 2009 г.). Авторы: Н. В. Гончарова,...»

«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Физический факультет Петухов В.Ю., Гумаров Г.Г. ИОННО-ЛУЧЕВЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК (учебно-методическое пособие к практикуму по физике поверхности и тонких пленок) Издание второе, исправленное и дополненное Казань 2010 1 Печатается по решению Редакционно-издательского совета Физического факультета Казанского государственного университета УДК 539.21:539.12.04 Петухов В.Ю., Гумаров Г.Г. ИОННО-ЛУЧЕВЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК....»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) (СПбГТИ(ТУ)) Кафедра физической химии С.Г Изотова, Е.Н. Смирнова, И.А. Черепкова Физическая химия с примерами решения задач для бакалавров нехимических профилей подготовки заочной формы обучения Учебное пособие Санкт-Петербург 2013 УДК 544 Изотова С.Г. Физическая химия с примерами решения...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ И.П. Гаркуша ЭЛЕМЕНТЫ ФИЗИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ Учебное пособие Днепропетровск НГУ 2012 УДК 53(075.4) ББК 22.379 Г 43 Рекомендовано редакційною радою Державного ВНЗ НГУ як навчальний посібник для бакалаврів галузі знань 0503 Розробка корисних копалин (протокол № 2 від 26.06.2012). Гаркуша И.П. Г 43 Элементы физики полупроводников [Текст]: учеб. пособие : – Д.:...»

«Министерство образования Российской Федерации Ухтинский государственный технический университет И.Ф. Чупров, Е.А. Канева, А.А. Мордвинов Уравнения математической физики с приложениями к задачам нефтедобычи и трубопроводного транспорта газа Учебное пособие Допущено Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по высшему нефтегазовому образованию в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению 650700 – Нефтегазовое дело Ухта 2004 УДК 622.276:532.5 Ч 92 Чупров...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ И.П. Гаркуша, В.П. Куринной ФИЗИКА Часть 2 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА Учебное пособие Днепропетровск НГУ 2012 УДК 53(075.4) ББК 22.3я72 Г44 Рекомендовано редакційною радою Державного ВНЗ НГУ як навчальний посібник для бакалаврів галузі знань 0503 Розробка корисних копалин (протокол № 11 від 30.11.2012) Гаркуша И.П. Г 44 Физика. Ч. 2. Молекулярная физика и...»

«Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына А. В. Макунин, Н. Г. Чеченин ПОЛИМЕР-НАНОУГЛЕРОДНЫЕ КОМПОЗИТЫ ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ Часть 1. Синтез и свойства наноуглеродных структур Учебное пособие Москва Университетская книга 2011 УДК 621.3.049.77 644.2 ББК 22.379 + 24.5 + 24.7 М17 Печатается по постановлению Редакционно-издательского совета Научно-исследовательского института ядерной физики имени Д. В....»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский государственный университет им. А.М.Горького А.А.Вшивков ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЖИЗНИ Учебное пособие Екатеринбург 2008 ПРЕДИСЛОВИЕ Основной задачей современного естествознания является познание живой природы и бесконечного многообразия ее форм. Выполнение этой задачи невозможно без тесного взаимодействия естественных наук – физики, химии, биологии. Подтверждением этого является тот факт, что с внедрением физических методов исследования...»

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В.ЛОМОНОСОВА НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ имени Д.В.СКОБЕЛЬЦЫНА А.М. БОРИСОВ, Е.С. МАШКОВА ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИОННО-ЛУЧЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. I. ИОННО-ЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ Москва Университетская книга 2011 УДК 537.534 ББК 539 Б82 Борисов А. М., Машкова Е. С. Б82 Физические основы ионно-лучевых технологий. I. Ионно-электронная эмиссия : учебное пособие / А. М Борисов, Е. С. Машкова. – М.: Университетская книга, 2011. – 142 с.: табл. ил....»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОУ ВПО СИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ Л.Д. Дикусар, И.Г. Баранник ПОСОБИЕ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ИНТЕРНЕТ-ЭКЗАМЕНУ ПО ФИЗИКЕ Утверждено Редакционно-издательским советом академии в качестве учебного пособия Новосибирск СГГА 116 2009 УДК 53 (О75) Д 45 Рецензенты: Академик академии естествознания, доктор физико-математических наук, профессор Новосибирского государственного университета экономики и управления Т.Я. Дубнищева Кандидат...»

«ЦЕНТРАЛЬНАЯ ПРЕДМЕТНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ ВСЕРОССИЙСКОЙ ОЛИМПИАДЫ ШКОЛЬНИКОВ ПО ФИЗИКЕ С.М. Козел В.П. Слободянин М.Ю. Замятнин РЕКОМЕНДАЦИИ по проведению муниципального этапа всероссийской олимпиады школьников по физике в 2013/2014 учебном году Москва 2013 Содержание Введение 1. 3 Общие положения 2. 4 Функции организационного комитета 3. Функции жюри 4. Порядок регистрации участников олимпиады 5. Форма проведения школьного и муниципального этапов 6. Порядок проведения туров 7. Процедура...»

«Книги с приложением CD-ROM (естественно-научные, медицина, экономика) 53 А 333 Федорова В.Н. Медицинская и биологическая физика. Курс лекций с задачами : учебное пособие / В.Н. Федорова, Е.В. Фаустов. – Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2010. - 592 с. + 1 CD-Rom. 54 (035) К 836 Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде : справочник / Ю.А. Кротов. - 2-е изд., доп. – Санкт-Петербург : Профессионал, 2003. - 430 с. + 1 CD-Rom. 575 (07) О 28 Общая генетика :...»

«Аннотация Программа составлена на базе Примерной программы среднего (полного) общего образования физике (профильный уровень) и авторской программы Г.Я. Мякишева Учебно-методический комплект 1. Мякишев Г. Я. Физика. Механика. 10 класс. - М.: Дрофа,2013г. 2. Мякишев Г. Я., Синяков А. 3. Физика. Молекулярная физика. Термодинамика. 10 класс. -М.: Дрофа, 2007. 3. Мякишев Г. Я., Синяков А. 3. Физика. Колебания и волны. 10 класс. - М.: Дрофа, 2007. 4. Мякишев Г. Я., Синяков А. 3., Слободсков Б. А....»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ А.Н. Тюшев В.Д. Вылегжанина КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ФИЗИКЕ Часть 1 Механика Учебное пособие для студентов 1 и 2 курсов Новосибирск 2003 УДК 530 С 26 Рецензенты: Член-корреспондент международной академии акмеологических наук, кандидат педагогических наук, доцент Новосибирского государственного технического университета Э.Б. Селиванова Кандидат физико-математических наук, доцент Сибирской государственной...»

«Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына Московского Государственного Университета имени М. В. Ломоносова Л. И. Мирошниченко Физика Солнца и солнечно-земных связей Под редакцией профессора М. И. Панасюка Учебное пособие Москва Университетская книга 2011 УДК 551.5:539.104(078) ББК 22.3877 М64 Научный редактор профессор М. И. Панасюк На первой странице обложки: логотипы двух российских спутников для исследования Солнца — КОРОНАС-Ф (слева) и КОРОНАС-ФОТОН....»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ Государственное высшее учебное заведение ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ФИЗИКЕ для студентов заочной формы обучения (специальности: ЭМК, ЭМКу, РККу, МЕХу, ТМу, КПМОу) Рассмотрено на заседании кафедры физики Протокол № 10 от 14. 06. 2007 г. Утверждено учебно-издательским советом ДонНТУ. Протокол № 7 от 20. 06. 2007 г. 2009 УДК 53(071) Методические указания и контрольные задания для студентов...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.