- •Задача 1
- •Задача 2
- •Задачи 3 и 4
- •Задача 1
- •Задача 2
- •Задача 2
- •Задачи 3 и 4
- •Задача 1
- •Задача 2
- •Задача 1
- •Задача 2
- •Задачи 3 и 4
- •Задача 2
- •Задачи 3 и 4
- •Задача 2
- •Задача 1
- •Задача 2
- •Задачи 3 и 4
- •Задача 1
- •Задача 2
- •Задачи 3 и 4
- •Задача 2
- •Задачи 3 и 4
- •Задача 1
- •Задача 2
- •Задача 3
- •Задача 4
- •Задача 1
- •Задача 3
- •Задача 2
- •Задача 3
- •Задача 4
- •Задача 1
- •Задача 2
- •Задача 3
- •Задача 4
- •Задача 1
- •Задача 2
- •Задача 3
- •Задача 4
- •Задача 1
- •Задача 2
- •Задача 3
- •Задача 4
- •Задача 1
- •Задача 2
- •Задача 3
- •Задача 4
- •Задача 1
- •Задача 2
- •Задача 3
- •Задача 4
- •Задача 1
- •Задача 2
- •Задача 3
- •Задача 4
- •Задача 2
- •Задача 3
- •Задача 4
- •2. Задание
- •2.1. Теоретическая часть
- •2.2. Экспериментальная часть
- •1. Теория метода
- •2. Задание
- •2.2. Экспериментальная часть
- •1.Теория метода
- •2. Задание
- •2.1. Теоретическая часть
- •2.2. Экспериментальная часть
2. Задание
2.1. Теоретическая часть
Какой метод используется для определения напряженности магнитного поля Земли а данной работе?
На какое поле реагирует магнитная стрелка?
Запишите связь между горизонтальной составляющей поля Земли (Н0) и напряженностью поля тока (Н1)в данном методе? При каком условии эта связь справедлива? Поясните с помощью рисунка взаимную ориентацию Н0 и Н1 и укажите на рисунке расположение колец Гельмгольца.
Напряженность магнитного поля,созданного электрическим током, определяется на основе закона Био-Савара-Лапласа и принципа суперпозиции полей. Что определяет закон Био-Савара-Лапласа? Запишите этот закон в векторной форме и по модулю, поясните словами и с помощью рисунка все величины в него входящие. Чему равен угол между(проверьте сделанный вами рисунок!)
Принцип суперпозиции для нахождения напряженности магнитного поля, созданного одним витком колец Гельмгольца, записывается в виде: , почему не справедливо аналогичное равенство для модулей векторовНВ и dН ?
Как найти модуль НВ, если известен модуль dН (по закону Био-Савара-Лапласа) и его проекции на координатные оси?
Запишите формулу для расчета напряженности магнитного поля, созданного током в экспериментальной установке, и окончательную рабочую формулу для экспериментального определения горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли, поясните словами все буквенные обозначения в этих формулах.
2.2. Экспериментальная часть
Соедините сменный модуль с блоком питания, в результате этого образуется цепь (рис.4).
Рис. 5
где 1 - кольца Гемгольца; 4 - миллиамперметр;
2 - компас; 5 - переключатель направления тока;
3 - магазин сопротивлений; 6 - блок питания.
Поверните кольца Гемгольца (при отсутствии тока в них) так, чтобы стрелка компаса была параллельна плоскостям колец.
Замкните переключатель в положение 1. С помощью магазина сопротивлений установите определенное значение тока (по указанию преподавателя). Определите угол отклонения стрелки компаса при этом токе.
Переведите переключатель направления тока в положение 2 (противоположное первому). Определите силу тока I2 и угол отклонения стрелки (течет ток противоположного направления).
Повторите измерения, поочередно выполняя действия п.3, п.4. Результаты занесите в таблицу 1.
Вычислите по формуле (9) значение горизонтальной составляющей напряженности поля Земли (по средним значениям силы тока и угла отклонения стрелки).
Оцените полученный результат. Вычислите погрешность произведенных измерений .
Запишите окончательный результат в виде .
Таблица 1
№ опыта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
I, мА |
|
|
|
|
|
|
<I>= |
, град |
|
|
|
|
|
|
<>= |
Список понятий и законов для защиты на коллоквиуме
Коллоквиум по механике
(для зачета необходимо воспроизвести не менее 75% определений за 15-20 минут)
А) Основные кинематические понятия
1. Скорость линейная и угловая
2. Ускорение линейное и угловое
3. Ускорение тангенциальное
4. Ускорение нормальное
5. Связь тангенциального и нормального ускорений с полным линейным ускорением
6. Связь тангенциального и нормального ускорений с угловым ускорением и угловой скоростью
Б) Основные кинематические законы
1. Кинематический закон скорости в общем виде для поступательного и вращательного движений
2. Кинематический закон скорости для частных случаев равномерного и равнопеременного движений
3. Кинематический закон пути (или координаты) для поступательного и вращательного движений в общем виде
4. Кинематический закон пути (или координаты) для частных случаев равномерного и равнопеременного движений
В) Основные динамические понятия
1. Масса и момент инерции тела
2. Импульс и момент импульса тела
3. Кинетическая энергия движения тела (для поступательного и вращательного движений)
4. Сила и момент силы
5. Импульс силы и импульс момента силы
6. Работа силы и работа момента силы
7. Потенциальная энергия взаимодействия тел
- в поле силы тяжести Земли
-для гравитационного взаимодействия в общем случае
- для упругого взаимодействия
Г) Основные динамические законы
1. Основной закон динамики (Второй закон Ньютона) для поступательного и вращательного движений.
2. Другие варианты основного закона динамики:
- теоремы об изменении импульса и момента импульса тела
- теоремы об изменении кинетической энергии тела при поступательном и вращательном движениях
3. Законы для разных видов сил:
-закон Всемирного тяготения
- закон Гука
- закон Кулона-Амонтона (для сухого трения)
- закон Стокса (для вязкого трения)
4. Законы сохранения:
- закон сохранения суммарного импульса системы взаимодействующих тел
- закон сохранения суммарного момента импульса системы взаимодействующих тел
- закон сохранения полной механической энергии в системе взаимодействующих тел
Коллоквиум по электромагнетизму
(для зачета необходимо воспроизвести не менее 75% определений за 15 минут)
А) Основные характеристики и свойства электростатического поля
1. Напряженность
2. Потенциал
3. Связь между напряженностью и разностью потенциалов в общем виде и для частного случая однородного поля
4. Графическое изображение (силовые линии и эквипотенциальные поверхности) и свойства электростатического поля
5. Формулы для вычисления напряженности и потенциала для частных случаев (поле, созданное точечным зарядом, равномерно заряженной нитью и равномерно заряженной плоскостью)
6. Работа при перемещении заряда в электростатическом поле (два варианта: через напряженность и через разность потенциалов)
Б) Основные характеристики и свойства магнитного поля
1. Индукция магнитного поля
2. Графическое изображение и свойства магнитного поля
3. Вычисление индукции магнитного поля, созданного бесконечно малым элементом тока ( закон Био-Савара-Лапласа)
4. Формулы для вычисления индукции для частных случаев (поле, созданное током, текущим по прямому проводнику, по кольцевому проводнику, по длинному соленоиду )
5. Работа при перемещении проводника с током в магнитном поле
В) Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях
1.Сила, действующая на заряженную частицу со стороны электрического поля.
2. Особенности движения заряженной частицы в продольном и поперечном электрическом поле
3.Сила, действующая на проводник с током со стороны магнитного поля (сила Ампера)
4.Сила, действующая на заряженную частицу со стороны магнитного поля (сила Лоренца)
5. Особенности движения заряженной частицы в продольном и поперечном магнитном поле
Г) Взаимосвязь электрического и магнитного полей
1. Явление электромагнитной индукции (сущность явления и закон)
2. Явление самоиндукции (сущность явления и закон)
3. Явление магнитоэлектрической индукции (гипотеза Максвелла)
4. Система уравнений Максвелла для электромагнитного поля в вакууме