- •Введение
- •Содержание разделов дисциплины
- •Тема 2.2 Термодинамика
- •Тема 2.3 Реальные газы
- •Тема 2.4 Свойства жидкостей и твердых тел
- •Раздел 3. Электричество и магнетизм
- •Тема 3.1 Элементы электростатики
- •Тема 3.2 Постоянный электрический ток
- •Задания для самостоятельной работы студентов и методические указания по их выполнению
- •Основные формулы
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Основные формулы
- •Примеры решения задач
- •Способ 2
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Элементы электростатики Основные формулы
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения Взаимодействие точечных зарядов. Закон Кулона
- •Напряженность электрического поля
- •Потенциал поля точечных зарядов. Работа по перемещению зарядов в поле
- •Движение заряженных частиц в электрическом поле
- •Электрическая емкость. Конденсаторы
- •Энергия электрического поля
- •Постоянный электрический ток Основные формулы
- •Сила тока I
- •Сопротивление однородного проводника r
- •Сопротивление соединения проводников:
- •Закон Ома
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения Закон Ома для участка цепи
- •Закон Ома для всей цепи
- •Правила Кирхгофа
- •Работа и мощность тока
- •Электромагнетизм Основные формулы
- •Принцип суперпозиции (наложения) магнитных полей
- •Закон Био-Савара-Лапласа
- •Закон электромагнитной индукции
- •Индуктивность контура с током
- •Объемная плотность энергии магнитного поля
- •Примеры решения задач
- •Механические колебания и волны Основные формулы
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения Кинематика гармонических колебаний
- •Волны в упругой среде
- •Электромагнитные колебания и волны Основные формулы
- •Формула Томсона
- •Связь длины электромагнитной волны с периодом т и частотой колебаний
- •Скорость электромагнитной волны в среде с диэлектрической проницаемостью и магнитной проницаемостью
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Геометрическая оптика и фотометрия Основные формулы
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения Геометрическая оптика
- •Фотометрия
- •Тепловое излучение, квантовые свойства света Основные формулы
- •Закон Кирхгофа
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения Закон Стефана-Больцмана. Закон Вина
- •Фотоэлектрический эффект
- •Строение атома Резерфорда – Бора Основные формулы
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Строение ядра атома Основные формулы
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Основные единицы физических величин си
- •Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц
- •Основные физические постоянные
- •Литература
- •Содержание
Примеры решения задач
Пример 1. Какой заряд, пройдет через поперечное сечение проводника сопротивлением 5 Ом, если напряжение в нем равномерно нарастает от 2 В до 4 В в течение 10 с.
Дано: |
Решение: |
|
Так как сила ток в проводнике меняется, воспользуемся формулой (1) (2) (3) |
|
|
Выразив силу тока по закону Ома, получим (4) Поскольку по условию задачи напряжение нарастает равномерно, его можно представить в виде (5) подставив выражение (5) в (4) получим (6) (7) Вычисления: Значение коэффициента k найдем из формулы (5): при t=10 с, U=4 В.
|
Ответ: .
Пример 2. Три параллельно соединенных сопротивления R1=2 Ом; R2=3 Ом и R3=5 Ом питаются от батареи с ЭДС 10 В и внутренним сопротивлением 3 Ом. Определить напряжение во внешней цепи и ток в каждом из сопротивлений.
Дано: |
Решение: |
|
По закону Ома для замкнутой цепи (1) Общее сопротивление параллельных проводников найдем из формулы (2) (3) |
; ; |
|
Рассмотри однородный участок цепи, не содержащий источника тока, Закон Ома имеет вид (4) (5) При параллельном соединении проводников напряжения на их концах одинаковы и равны общему напряжению в цепи , для каждого проводника выполняется закон Ома для участка цепи, поэтому (6) Вычисления: Вычислим общее сопротивление по формуле (3)
Силу тока найдем из закона Ома (1)
По формуле (5) рассчитаем напряжение в цепи
По формулам (6) вычислим силу тока в каждом из сопротивлений ; ; |
Пример 3. На рисунке изображен один из видов мостика Уотсона. Вычислить сопротивление Rx, если R2=18 Ом; R3= 4 Ом; R4= 9 Ом; I5= 0 А.
Дано: |
Решение: |
|||||||
|
Напишем второе уравнение Кирхгофа для контуров АВDА и ВСDВ. АВDА: IхRx + I5R5 - I3R3 = 0; I5 = 0 IхRх - I3R3 = 0 Iх Rx = I3R3 (1) ВСDВ: I2R2 - I4R4 - I5R5 = 0 I5 = 0 I2R2 – I4R4 = 0. I2R2 = I4R4 (2)
|
|||||||
|
||||||||
Поделим уравнение (1) на уравнение (2). (3) По первому правилу Кирхгофа т.к. I5 = 0 Iх =I2, I3 = I4. (4) Вычисления:
Ответ: 8 Ом.
Пример 4. Через сопротивление 0,5 Ом протекает ток, изменяющийся по линейному закону , , t – время. Найти количество теплоты, выделившееся на сопротивлении за 3 с после включения цепи.
|