- •Учебно – методические материалы по физике Составитель: старший преподаватель межфакультетской кафедры гуманитарных и естественнонаучных дисциплин Смирнова л.А.
- •1. Общие требования к оформлению
- •2. Практическая работа № 1
- •2.1. Методические указания
- •2.2. Основные законы и формулы. Примеры решения задач
- •2.2.1. Кинематика поступательного и вращательного движения
- •Примеры решения задач
- •2.2.2. Динамика. Законы Ньютона
- •Примеры решения задач
- •2.2.3. Работа постоянной и переменной силы. Закон сохранения механической энергии
- •Примеры решения задач
- •Задача 3
- •2.2.4. Закон сохранения импульса. Совместное применение законов сохранения импульса и механической энергии
- •Примеры решения задач
- •2.2.5. Динамика вращательного движения твёрдого тела
- •Примеры решения задач
- •2.2.6. Закон сохранения момента импульса. Кинетическая энергия вращающегося тела
- •Примеры решения задач
- •2.2.7. Элементы специальной теории относительности
- •Примеры решения задач
- •2.3. Задачи «Практическая работа № 1»
- •3. Практическая работа № 2
- •3.1. Методические указания к выполнению практической работы № 2
- •3.2. Основные законы и формулы. Примеры решения задач
- •3.2.1. Идеальный газ. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона-Менделеева)
- •Примеры решения задач
- •3.2.2. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов. Внутренняя энергия идеального газа
- •Примеры решения задач
- •3.2.3. Элементы классической статистики
- •Примеры решения задач
- •3.2.4. Первое начало термодинамики. Теплоёмкость идеального газа
- •Примеры решения задач
- •Работа газа, нагреваемого при постоянном объеме, равна нулю
- •3.2.5. Круговые процессы. Кпд цикла. Цикл Карно
- •Примеры решения задач
- •3.2.6. Энтропия
- •Примеры решения задач
- •3.3. Задачи «Практическая работа №2»
- •4. Практическая работа № 3
- •4.1. Методические указания к выполнению к практической работы № 3
- •4.2. Основные законы и формулы. Примеры решения задач
- •4.2.1.Электростатика
- •Примеры решения задач
- •Таким образом,
- •Произведя вычисления, получим:
- •4.2.2. Постоянный электрический ток
- •Примеры решения задач
- •Откуда получаем
- •4.2.3. Магнитостатика
- •Примеры решения задач
- •Из рис. 6 следует, что
- •4.2.4. Электромагнитная индукция
- •Примеры решения задач
- •Максимальное значение эдс индукции равно
- •Учитывая формулу (2), получим:
- •Энергия магнитного поля соленоида
- •4.3. Задачи «Практическая работа № 3»
- •5. Практическая работа № 4
- •5.1. Методические указания к выполнению практической работы № 4
- •5.2. Основные законы и формулы. Примеры решения задач
- •5.2.1. Гармонические механические колебания
- •Примеры решения задач
- •5.2.2. Затухающие колебания
- •Примеры решения задач
- •5.2.3. Электромагнтные колебания
- •Примеры решения задач
- •5.2.4. Сложение гармонических колебаний
- •Примеры решения задач
- •5.2.5. Упругие и электромагнитные волны
- •Примеры решения задач
- •5.2.6. Интерференция света
- •Примеры решения задач
- •5.2.7. Дифракция света
- •Примеры решения задач
- •5.2.8. Поляризация света
- •Примеры решения задач
- •5.3. Задачи «Практическая работа № 4»
- •6. Практическая работа № 5
- •6.1. Методические указания к выполнению практической работы № 5
- •6.2. Основные законы и формулы. Примеры решения задач
- •6.2.1. Тепловое излучение
- •Примеры решения задач
- •6.2.2. Фотоэффект
- •6.2.3. Физика атома. Спектры атомов
- •Примеры решения задач
- •6.2.4. Элементы квантовой механики
- •Примеры решения задач
- •6.2.5.Физика твердого тела
- •Примеры решения задач
- •6.2.6. Физика атомного ядра. Радиоактивность
- •Примеры решения задач
- •6.3. Задачи «Практическая работа № 5»
- •Приложения
- •2. Некоторые астрономические величины (округленные значения)
- •3. Относительные атомные массы некоторых элементов
- •4. Масса, заряд и энергия покоя некоторых частиц
- •5. Относительная диэлектрическая проницаемость
- •6. Удельное сопротивление металлов
- •7. Показатели преломления
- •8. Работа выхода электрона из металла
- •9. Электрические характеристики некоторых полупроводников (температура комнатная)
- •10. Характеристики некоторых радиоактивных изотопов
- •11. Массы атомов некоторых химических элементов
- •12. Некоторые соотношения между единицами измерения физических величин
- •12. Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц и их наименования
- •13. Греческий алфавит
Откуда получаем
A/c.
Подставляя в формулу (1) выражение (3) и интегрируя по времени от 0 до t3, найдем количество выделившегося тепла:
. (4)
Подставляя в формулу (4) значения входящих в нее параметров, получим:
Дж
4.2.3. Магнитостатика
1. Связь магнитной индукции с напряженностью магнитного поля
,
где – относительная магнитная проницаемость изотропной среды (в вакууме = 1); 0 – магнитная постоянная (0 = 10-7 Гн/м).
2. Магнитная индукция в центре кругового витка с током
,
где R – радиус кругового витка; I – сила тока.
3. Магнитная индукция поля длинного прямого проводника с током
,
где r0 – расстояние от оси проводника до точки, в которой определяется магнитная индукция.
Магнитная индукция поля, создаваемого отрезком провода с током, (рис. 4)
(coscos
Рис. 4
Обозначения ясны из рисунка. Направление вектора обозначено точкой – это значит, что вектор направлен перпендикулярно плоскости рисунка "к нам".
При симметричном расположении концов провода относительно точки, в которой определяется индукция: coscoscos. Тогда
B = cos
4. Магнитная индукция поля внутри длинного соленоида с током:
а) в центре соленоида В = 0In,
б) на краю соленоида В = 0In/2,
где n = N/l – число витков, приходящееся на единицу длины (N – число витков соленоида, l – длина соленоида).
5. Закон Ампера
или sin,
где – угол между направлением тока в элементе проводника и вектором магнитной индукции .
В случае однородного магнитного поля и прямого отрезка проводника длиной l модуль силы Ампера
F=IBl sin.
6. Сила взаимодействия, приходящаяся на единицу длины каждого из двух длинных прямолинейных параллельных проводов с токами I1 и I2,
F= ,
где d – расстояние между проводами.
7. Магнитный момент плоского контура с током
,
где – единичный вектор нормали к плоскости контура; I – сила тока, протекающего по контуру; S – площадь контура.
8. Вращающий момент, действующий на контур с током в однородном магнитном поле,
или sin,
где – угол между векторами и .
9. Сила (сила Лоренца), действующая на движущийся заряд в магнитном поле,
или sin,
где – скорость заряженной частицы; – угол между векторами и .
10. Магнитный поток:
а) через произвольную поверхность S, помещенную в неоднородное поле,
,
где ; – единичный вектор нормали к элементу поверхности dS; cos – проекция вектора на направление нормали ; – угол между вектором и нормалью ;
б) через плоскую поверхность, помещенную в однородное магнитное поле,
.
11. Потокосцепление катушки индуктивности (полный магнитный поток)
,
где N – число витков катушки; Ф – магнитный поток через один виток.
Формула верна для соленоида и тороида, когда N витков плотно прилегают друг к другу.
12. Работа по перемещению замкнутого контура с током в магнитном поле
А = IФ = I(Ф2 - Ф1),
где Ф1 и Ф2 – магнитные потоки через контур в начальном и конечном положениях.