- •Федеральное агентство по рыболовству федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "мурманский государственный технический университет"
- •Часть 2. "Электричество и магнетизм. Колебания и волны"
- •Оглавление
- •Введение
- •Тематический план
- •Рекомендуемая литература Основная
- •Рекомендуемая литература к лабораторным занятиям
- •Содержание программы и методические указания к изучению тем дисциплины
- •Раздел 1. Электричество и магнетизм
- •Тема 1. Электростатическое поле и его характеристики
- •Вопросы и задачи для самопроверки
- •Тема 2. Теорема Остроградского - Гаусса для электростатического поля в вакууме
- •Вопросы и задачи для самопроверки
- •Тема 3. Диэлектрики в электростатическом поле
- •Вопросы и задачи для самопроверки
- •Тема 4. Проводники в электростатическом поле. Энергия электростатического поля
- •Вопросы и задачи для самопроверки
- •Тема 5. Постоянный электрический ток
- •Вопросы и задачи для самопроверки
- •Тема 6. Электронные и ионные явления
- •Вопросы и задачи для самопроверки
- •Тема 7. Магнитостатика в вакууме
- •Вопросы и задачи для самопроверки
- •Тема 8. Магнитостатика в веществе
- •Вопросы и задачи для самопроверки
- •Тема 9. Электромагнитная индукция
- •Вопросы и задачи для самопроверки
- •Тема 10. Связь электрического и магнитного полей. Обобщения теории Максвелла. Принцип относительности в электродинамике.
- •Вопросы и задачи для самопроверки
- •Раздел 2. Колебания и волны
- •Тема 11. Кинематика гармонических колебаний
- •Вопросы и задачи для самопроверки
- •Тема 12. Механические и электромагнитные гармонические колебания
- •Вопросы и задачи для самопроверки
- •Тема 13. Затухающие и вынужденные колебания
- •Вопросы и задачи для самопроверки
- •Тема 14. Механические волны
- •Вопросы и задачи для самопроверки
- •Тема 15. Электромагнитные волны
- •Вопросы и задачи для самопроверки
- •Демонстрационные варианты контрольных работ Контрольная работа 1 по разделу "электричество и магнетизм" Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Контрольная работа 2 по разделАм "колебания и волны" Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вопросы теоретического курса по разделам "электричество и магнетизм", "колебания и волны"
- •Использованная литература
Вариант 3
В вершинах правильного треугольника со стороной 10 см находятся заряды q1 = 10 мкКл, q2 = 20 мкКл и q3 = 30 мкКл. Определить силу F, действующую на заряд q1 со стороны двух других зарядов.
К зажимам батареи аккумуляторов присоединили нагреватель. ЭДС батареи = 24 В, внутреннее сопротивление r = 1 Ом. Нагреватель потребляет мощность Р = 80 Вт. Вычислить силу тока в цепи и КПД нагревателя.
Электрон прошел ускоряющую разность потенциалов U = 800 В и влетев в однородное магнитное поле с индукцией В = 47 мТл, стал двигаться по винтовой линии с шагом h = 6 см. Определить радиус винтовой линии.
К источнику тока с внутренним сопротивлением ri = 2 Ом подключили катушку индуктивностью L = 0,5 Гн и сопротивлением R = 8 Ом. Найти время t, в течение которого ток в катушке, нарастая, достигнет значения, отличающегося от максимального на 1%.
Вариант 4
Тонкий длинный стержень равномерно заряжен с линейной плотностью = 10 мкКл/м. Какова сила F, действующая на точечный заряд q = 10 нКл, находящийся вблизи средней части стержня на расстоянии 20 см, малом по сравнению с его длиной?
Определить силу тока короткого замыкания Iк.з, если при внешнем сопротивлении R1= 50 Ом сила тока в цепи I1 = 0,2 A, а при сопротивлении R2 = 110 Ом сила тока I2 = 0,1 A.
По контуру в виде равностороннего треугольника течет ток I = 40 А. Длина стороны треугольника равна 30 см. Определить магнитную индукцию в точке пересечения высот.
Длинный прямой соленоид, намотанный на немагнитный каркас, имеет N = 100 витков и индуктивность L = 3 10-3Гн. Какой магнитный поток Ф и какое потокосцепление создает соленоид при силе тока 1 А?
Контрольная работа 2 по разделАм "колебания и волны" Вариант 1
Точка совершает колебания по закону х = А sin ωt. В некоторый момент времени смещение точки оказалось равным х1 = 5 см. Когда фаза колебаний увеличилась в два раза, смещение стало равным х2 = 8 см. Найти амплитуду колебаний.
Конденсатор электроемкостью С = 50 пФ сначала подключают к источнику тока с ЭДС ε = 5 В, а затем к катушке индуктивностью L = 5,1 мкГн. Чему равно максимальное значение силы тока в контуре?
За время, в течение которого система совершает N = 50 полных колебаний, амплитуда уменьшается в 2 раза. Определить добротность системы.
Найти вектор Пойтинга для плоской электромагнитной волны с амплитудой электрического поля Е0 = 3 В/м, распространяющейся в однородной среде с магнитной проницаемостью μ = 1 и диэлектрической проницаемостью ε = 3.
Вариант 2
Диск радиусом R = 20 см колеблется около горизонтальной оси, проходящей через середину одного из радиусов перпендикулярно плоскости диска. Определить приведенную длину L и период T колебаний такого маятника.
Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью L = 0,2 мГн и конденсатора площадью пластин S = 155 см2, расстояние между которыми d = 1,5 мм. Зная, что контур резонирует на длину волны λ = 630 м, определить диэлектрическую проницаемость среды, заполняющей пространство между пластинами конденсатора.
Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью L = 10 мГн, конденсатора емкостью С = 0,1 мкФ и резистора сопротивлением R = 20 Ом. Определить, сколько полных колебаний должен совершить данный контур, чтобы амплитуда тока в нем уменьшилась в е раз (е – основание натурального логарифма).
Звуковые колебания с частотой = 450 Гц и амплитудой А = 0,3 мм распространяются в упругой среде. Длина волны равна λ = 80 см. определить скорость распространения волны и максимальную скорость частиц среды.