Paket_kontrolnykh_zadany_1_semestr_REA_AKIT-12

Министерство образования и науки, молодёжи и спорта Украины

Харьковский национальный университет радиоэлектроники

Кафедра физики

ПАКЕТ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

для 1-го семестра курса физики для направлений 6.050902 «Радиоэлектронные аппараты»

и 6.050202 «Автоматизация и компьютерно-интегрированные технологии» (группы РЭА-12, АКИТ-12)

Подготовил:	Утверждено:
доц. Орел Р.П.	на заседании кафедры
	Протокол №___от___2012 г.

Харьков 2012

2

1.СОДЕРЖАНИЕ МАТЕРИАЛА НА 1-Й СЕМЕСТР

1модуль

1.Классическая механика

1.1.Кинематика

1.2.Динамика поступательного движения

1.3.Работа и энергия

1.4.Динамика вращательного движения

2модуль

2.Механические колебания

2.1.Свободные незатухающие колебания

2.2.Затухающие и вынужденные колебания

3.Специальная теория относительности

3.1.Релятивистская кинематика

3.2.Релятивистская динамика

4.Молекулярная физика и термодинамика

4.1.Молекулярно-кинетическая теория идеального газа

4.2.Основы термодинамики

3модуль

5.Электростатика

5.1.Электрическое поле в вакууме

5.2.Электрическое поле в диэлектриках

5.3.Проводники в электрическом поле

6.Постоянный электрический ток

4модуль

7.Магнитное поле

7.1.Магнитное поле в вакууме

7.2.Электромагнитная индукция

7.3.Магнитное поле в веществе.

8.Электромагнитное поле.

9.Электромагнитные колебания и переменный ток.

10.Упругие волны.

11.Электромагнитные волны.

3

2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УЧЕБНОЙ НАГРУЗКИ, ФОРМЫ И СРОКИ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ

	ВИДЫ ЗАНЯТИЙ									УЧЕБНЫЕ НЕДЕЛИ
			1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
	Лекции	объем, ч	4	4	4	4	4	2	4	2	4	2	4	2	4	2	4	2
	Лаборат.	объем, ч		2		2	2		2		2	2		2		2	2	2
		допуск к ЛР		Х		Х	Х		Х			Х		Х		Х	Х
	работы
		цикл ЛР									Х							Х
	Практич.	объем, ч			2		2		2		2		2		2		2	2
	занятия	э/к на ПЗ			Х		Х		Х		Х		Х		Х		Х	Х
	Самост.	контроль.																	Х
	работа	работы (ИРЗ)
	студентов,
		модульные
	срок	задания,						Х					Х						Х
	защиты.
		тестирование
	Точка контроля							Х					Х						Х
	Консультации						2			2			2			2		1
	Сроки проведения																			Экзамен
	зачетов, экзаменов

Примечания (расшифровка сокращений):

1.Э/к на ПЗ – экспресс-контроль по определенной теме на практическом занятии (проводится в начале практического занятия);

2.Допуск к ЛР – контроль подготовки к выполнению очередной лабораторной работы (проводится в начале лабораторного занятия). Перечень тем лабораторных работ для каждого студента – согласно графика, приведенного в приложении.

3.Цикл ЛР – защита отчетов по выполненным лабораторным работам за цикл (1-й цикл – 4 работы, 2-й цикл – 4 работы). Проводится на 5-м и 10-м лабораторных занятиях.

4.ИРЗ – сдача и защита результатов самостоятельной работы по решению задач в виде индивидуального расчетного задания. Проводится вне сетки расписания занятий.

5.Тестирование – компьютерный контроль знаний по материалу модуля. Проводится вне сетки расписания занятий.

6.Письменный экзамен – письменная работа по материалу, пройденному за весь семестр (1, 2, 3 и 4 модули). К экзамену допускаются только те студенты, которые выполнили учебный план по всем модулям семестра (отработка всех лабораторных работ, защита ИРЗ и т.п.).

3. ОЦЕНКА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Min/max рейтинговая оценка

1й курс 1й семестр

Вид занятия / форма контроля

Лб №1

Лб №2

Лб №3

Пз №00

Пз №0

Тест

КТ1

Лб №4

Лб №5 Цикл

Пз №1

Пз №2

Тест

КТ2

Лб №6

Лб №7

Лб №8

Пз №3

Пз №4

Тест

КТ3

Лб №9

Лб №10 Цикл

Пз №5

Пз №6

Тест

ИРЗ

КТ4

Рейт. оценка

2	2	2	2	2	11	21	2	8	2	2	11	25	2	2	2	2	2	11	21	2	8	2	2	11	8	33	100
1	1	1	1	1	7	12	1	5	1	1	7	15	1	1	1	1	1	7	12	1	5	1	1	7	6	21	60

Результат за семестр = 0,6 (Рейтинговая оценка) + 0,4 (Оценка за экзамен)

4.ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ПО КАЖДОМУ ВИДУ КОНТРОЛЯ

4.1.ВОПРОСЫ ЭКСПРЕСС-КОНТРОЛЯ ПО ТЕМАМ ПЗ.

1 модуль

Тема 00. Кинематика

1.Что такое система отсчета?

2.Кинематический закон движения для координатного способа определения движения материальной точки.

3.Кинематический закон движения для векторного способа определения движения.

4.Кинематический закон движения для естественного способа определения движения.

5.Как найти вектор скорости для координатного, векторного и естественного способов определения движения?

6.Как найти вектор ускорения для разных способов определения движения?

7.Какую формулу можно использовать для нахождения пути, которая прошла точка при криволинейном движении?

8.Что такое угловое перемещение? Размерность.

9.Что такое угловая скорость? Размерность.

10.Что такое угловое ускорение? Размерность.

11.Связь векторов линейной и угловой скорости.

12.Векторы тангенциального и нормального ускорения в случае криволинейного движения материальной точки? Как найти модули этих векторов?

13.Векторы тангенциального и нормального ускорения и их модули для вращательного движения материальной точки?

14.Как связанны вектор полного ускорения с векторами углового ускорения и угловой скорости для вращательного движения?

Тема 0. Динамика материальной точки.

1.Понятие инертности.

2.Определения массы.

3.Определения силы.

4.Что такое инерциальная система отсчета?

5.Первый закон Ньютона.

6.Второй закон Ньютона.

7.Третий закон Ньютона.

8.Что такое механический импульс тела?

9.Закон сохранения импульса.

10.Что такое центр масс механической системы?

11.Что такое сила тяготения и сила тяжести?

12.Дать определения веса тела.

13.Что такое сила трения.

14.Записать закон Гука

2 модуль

Тема 1.Силы в механике. Работа, энергия, мощность

1. Какие силы называют консервативными? Примеры.

6

2.Какие силы называют диссипативными? Примеры.

3.Что такое работа силы?

4.Как найти работу силы упругости?

5.Что такое кинетическая энергия? Примеры.

6.Что такое потенциальная энергия? Примеры.

7.Чему равна работа силы тяжести; как она связана с потенциальной энергией?

8.Как потенциальная энергия связана с силой?

9.Чему равна средняя мощность, мгновенная мощность?

10.Как мгновенная мощность связана с силой и скоростью движения?

11.Какие законы сохранения выполняются и не выполняются при абс. упругом ударе?

12.Какие законы сохранения выполняются и не выполняются при част. упругом ударе?

Тема 2. Механические колебания

1.Гармонические колебания и их основные характеристики.

2.Дифференциальное уравнение свободных гармонических колебаний и его решение.

3.Пружинный маятник. Частота колебаний пружинного маятника.

4.Физический маятник. Частота колебаний физического маятника.

5.Математический маятник. Частота колебаний математического маятника.

6.Энергия колебательного движения для собственных колебаний.

7.Сложение колебаний одинакового направления. Биения.

8.Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.

9.Дифференциальное уравнение затухающих колебаний и его решения.

10.Чему равняется частота, как изменяется энергия и амплитуда в зависимости от сопротивления среды?

11.Логарифмический декремент затухания, добротность.

12.Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний и его решение.

13.Амплитуда и фаза вынужденных колебаний в зависимости от сопротивления среды и частоты вынуждающей силы.

14.Явление механического резонанса.

15.Резонансная частота и резонансная амплитуда

3 модуль

Тема 3. Электрическое поле в вакууме и в диэлектриках

1.Сформулируйте закон Кулона.

2.Что такое напряженность электрического поля? Ее размерность.

3.Чему равняется напряженность поля точечного заряда?

4.Дайте определение линиям напряженности электрического поля.

5.Сформулируйте принцип суперпозиции электрических полей.

6.Чему равняется потенциальная энергия взаимодействия двух точечных зарядов?

7.Что такое потенциал электрического поля? Его размерность.

8.Чему равняется работа сил электростатического поля по перемещению заряда?

9.Как связаны напряженность электростатического поля и его потенциал?

10.Чему равняется потенциал точечного заряда?

11.Сформулируйте теорему о циркуляции вектора напряженности.

12.Сформулируйте теорему Гаусса для вектора напряженности в вакууме.

13.Что такое поляризация? Какие виды поляризации вы знаете?

14.Диэлектрическая проницаемость. Ее физический смысл.

15.Вектор электрического смещения. Его размерность.

16.Как вектор электрического смещения связан с напряженностью электрического поля?

17.Какие вещества называются сегнетоэлектриками?

7

18.Что такое коэрцитивная сила и остаточная поляризация?

19.Сформулируйте теорему Гаусса для вектора электрического смещения.

Тема 4. Проводники в электрическом поле. Электроёмкость

1.Чему равняется напряженность поля внутри проводника и на его поверхности?

2.Как распределяется заряд внутри проводника?

3.Электростатическая индукция. Электростатическое экранирование.

4.Электроемкость уединенного проводника. Ее размерность.

5.От чего и как зависит электроемкость уединенного проводника?

6.Взаимная электроемкость. Ее размерность.

7.Конденсатор. Чему равняется емкость плоского конденсатора?

8.Каким образом можно увеличить емкость плоского конденсатора?

9.Чему равняется емкость батареи при параллельном соединении конденсаторов?

10.Чему равняется емкость батареи при последовательном соединении конденсаторов?

11.Чему равняется энергия системы неподвижных точечных зарядов?

12.Чему равняется энергия заряженного уединённого проводника?

13.Чему равняется энергия заряженного конденсатора?

14.Чему равняется энергия электростатического поля?

4 модуль

Тема 5. Магнитное поле постоянного тока. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях

1.Дайте определение линиям магнитной индукции.

2.Вектор напряженности магнитного поля, связь с вектором магнитной индукции.

3.Закон Био-Савара-Лапласа.

4.Чему равняется индукция магнитного поля, создаваемого движущимся зарядом?

5.Чему равняется индукция магнитного поля, создаваемого бесконечным прямым проводником с током?

6.Чему равняется индукция магнитного поля, создаваемого круговым проводником с током?

7.Закон Ампера.

8.Что называется магнитным потоком? Его единица измерения.

9.Чему равна работа, совершаемая при перемещении тока в магнитном поле.

10.Сформулируйте теорему Гаусса для магнитного поля.

11.Сформулируйте закон полного тока.

12.Чему равняется энергия магнитного поля?

13.Какая сила действует на заряженную частицу в магнитном поле?

14.Чему равняется сила Лоренца, на какие частицы она действует?

15.Как определить направление силы Лоренца?

16.Чему равна работа, совершаемая магнитным полем над движущейся заряженной частицей?

Тема 6. Электромагнитные колебания

1.Что такое электрические колебания?

2.Какие колебания называются свободными?

3.Формула Томсона. Частота свободных колебаний.

4.Какие колебания называются вынужденными?

5.Какие колебания называются затухающими?

6.Чему равный период и частота затухающих колебаний?

8

7.Что называется временами релаксации?

8.Что называется коэффициентом затухания?

9.Что называется логарифмическим декрементом затухание?

10.Что называется добротностью колебательного контура?

11.Емкостное сопротивление.

12.Индуктивное сопротивление.

13.Полное сопротивление цепи.

14.В чем заключается явление электрического резонанса?

15.Чему равняется резонансная частота для напряжения на конденсаторе?

16.Что называется вихревым электрическим полем?

17.Что называется током смещения?

18.Сформулируйте уравнение Максвелла в интегральной форме

Для подготовки к экспресс-контролям рекомендуется использовать конспект лекций, а также литературу [1-8].

9

4.2ВОПРОСЫ ПО ДОПУСКУ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

1.Сформулировать тему и цель лабораторной работы.

2.Изобразить схему лабораторной установки с пояснениями / перечислить составные части лабораторной установки (приборы, устройства, модули и т.п.).

3.Перечислить прямые измерения (полные названия), которые необходимо выполнить в лабораторной работе.

4.Перечислить косвенные измерения (полные названия), которые необходимо выполнить

влабораторной работе.

5.Перечислить законы и закономерности (формулировка), используемые / проверяемые в лабораторной работе.

6.Перечислить графики зависимостей, которые необходимо построить в лабораторной работе.

7.Получить рабочую формулу.

8.Получить формулу для расчета погрешности основного косвенного измерения.

4.3.ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЦИКЛОВ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Вопросы для защиты лабораторных работ по каждому циклу приведены в [9, 10], в конце каждой соответствующей лабораторной работы. Кроме того, необходимо четко знать и понимать, что и почему написано в отчете пот защищаемой работе. Для подготовки к защите лабораторных работ рекомендуется использовать конспект лекций, а также литературу [1518].

10

4.4. СОДЕРЖАНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ РАСЧЕТНЫХ ЗАДАНИЙ

Распределение задач ИРЗ по вариантам согласно номера студента в журнале академгруппы приведено в таблице.

Таблица

						Номера задач для решения
№		Метод. указания [12]								Метод. указания			[13]
варианта
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1	1.1	2.21	3.16	4.11	5.1	6.1	6.20	1.25	2.2	3.6	4.22	5.21	6.20	7.19	8.18
2	1.2	2.22	3.17	4.12	5.2	6.2	6.21	1.1	2.3	3.7	4.23	5.22	6.21	7.20	8.19
3	1.3	2.23	3.18	4.13	5.3	6.3	6.22	1.2	2.1	3.8	4.24	5.23	6.22	7.21	8.20
4	1.4	2.24	3.19	4.14	5.4	6.4	6.23	1.3	2.2	3.1	4.25	5.24	6.23	7.22	8.21
5	1.5	2.25	3.20	4.15	5.5	6.5	6.24	1.4	2.3	3.2	4.1	5.25	6.24	7.23	8.22
6	1.6	2.1	3.21	4.16	5.6	6.6	6.25	1.5	2.4	3.3	4.2	5.1	6.25	7.24	8.23
7	1.7	2.2	3.22	4.17	5.7	6.7	7.1	1.6	2.5	3.4	4.3	5.2	6.1	7.25	8.24
8	1.8	2.3	3.23	4.18	5.8	6.8	7.2	1.7	2.6	3.5	4.4	5.3	6.2	7.1	8.25
9	1.9	2.4	3.24	4.19	5.9	6.9	7.3	1.8	2.7	3.6	4.5	5.4	6.3	7.2	8.1
10	1.10	2.5	3.25	4.20	5.10	6.10	7.4	1.9	2.8	3.7	4.6	5.5	6.4	7.3	8.2
11	1.11	2.6	3.1	4.21	5.11	6.11	7.5	1.10	2.9	3.8	4.7	5.6	6.5	7.4	8.3
12	1.12	2.7	3.2	4.22	5.12	6.12	7.6	1.11	2.10	3.9	4.8	5.7	6.6	7.5	8.4
13	1.13	2.8	3.3	4.23	5.13	6.13	7.7	1.12	2.11	3.10	4.9	5.8	6.7	7.6	8.5
14	1.14	2.9	3.4	4.24	5.14	6.14	7.8	1.13	2.12	3.11	4.10	5.9	6.8	7.7	8.6
15	1.15	2.10	3.5	4.25	5.15	6.15	7.9	1.14	2.13	3.12	4.11	5.10	6.9	7.8	8.7
16	1.16	2.11	3.6	4.1	5.16	6.16	7.10	1.15	2.14	3.13	4.12	5.11	6.10	7.9	8.8
17	1.17	2.12	3.7	4.2	5.17	6.17	7.11	1.16	2.15	3.14	4.13	5.12	6.11	7.10	8.9
18	1.18	2.13	3.8	4.3	5.18	6.18	7.12	1.17	2.16	3.15	4.14	5.13	6.12	7.11	8.10
19	1.19	2.14	3.9	4.4	5.19	6.19	7.13	1.18	2.17	3.16	4.15	5.14	6.13	7.12	8.11
20	1.20	2.15	3.10	4.5	5.20	6.20	7.14	1.19	2.18	3.17	4.16	5.15	6.14	7.13	8.12
21	1.21	2.16	3.11	4.6	5.21	6.21	7.15	1.20	2.19	3.1	4.17	5.16	6.15	7.14	8.13
22	1.22	2.17	3.12	4.7	5.22	6.22	7.16	1.21	2.20	3.2	4.18	5.17	6.16	7.15	8.14
23	1.23	2.18	3.13	4.8	5.23	6.23	7.17	1.22	2.21	3.3	4.19	5.18	6.17	7.16	8.15
24	1.24	2.19	3.14	4.9	5.24	6.24	7.18	1.23	2.22	3.4	4.20	5.19	6.18	7.17	8.16
25	1.25	2.20	3.15	4.10	5.25	6.25	7.19	1.24	2.1	3.5	4.21	5.20	6.19	7.18	8.17
26	1.26	2.21	3.18	4.15	5.7	6.9	7.5	1.25	2.2	3.6	4.22	5.19	6.1	7.6	8.11
27	1.27	2.22	3.19	4.16	5.8	6.10	7.6	1.24	2.3	3.7	4.23	5.18	6.2	7.7	8.12
28	1.1	2.23	3.20	4.17	5.9	6.11	7.7	1.23	2.4	3.8	4.24	5.17	6.3	7.8	8.13
29	1.2	2.24	3.21	4.18	5.10	6.12	7.8	1.22	2.5	3.9	4.25	5.16	6.4	7.9	8.14
30	1.3	2.25	3.22	4.19	5.11	6.13	7.9	1.21	2.6	3.10	4.1	5.15	6.5	7.10	8.15

Номера задач ИРЗ №1…№7 в таблице приведены согласно издания [12], номера задач ИРЗ №8…№15 в таблице приведены согласно издания [13]. Для решения задач индивидуальных расчетных заданий рекомендуется использовать [8, 14].