Электростатика. Постоянный ток. Электромагнетизм



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ХАРЦЫЗСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»

ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Утверждаю

зам. директора по УР

 _______________ Г.В. Фаустова

«____» ___________ 2017 года

 

 

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

для специальности22.02.06 «Сварочное производство»

 

 

2017 г.


 

Методическое пособие ДКР по курсу Физика для специальности

22.02.06 «Сварочное производство» для студентов дневного отделения

 

 

 

 

 

Разработчик:

А.А. Розуванова – преподаватель, специалист высшей квалификационной категории Харцызского технологического техникума ГПОУ «ХТТ ДонНТУ»

 

 

Одобрена и рекомендована

с целью практического применения цикловой комиссией информационных технологий и физико-математических дисциплин

протокол №    от    « »    2017 г.

Председатель ЦК__________ Л.А. Полякова

 


Правила оформления контрольной работы

1. За время изучения курса общей физики студент должен выполнить одну контрольную работу в соответствии со своим вариантом.

2. Номер варианта соответствует порядковому номеру студента в учебном журнале группы.

3. Контрольная работа выполняется в отдельной школьной тетради и подписывается по следующему образцу:

Домашняя контрольная работа

 по физике

Студента(ки) группы …….

заочного отделения ГПОУ ХТТ «ДонНТУ»

Фамилия И.О.

Номер варианта

4. Решение задач оформляется в соответствии с методическими указаниями к решению задач. Каждое задание оформляется с нового листа, условие задачи переписывается полностью.

6. Если контрольная работа не зачтена, то студент должен выполнить исправления в той же тетради и представить её на повторную проверку.

7. Срок сдачи контрольных работ определяется учебно-методическим планом специальности.

8. Зачтенная контрольная работа хранятся у преподавателя и студентам не возвращаются.

Методические указания к решению задач

Прежде чем приступить к решению задач какого-либо раздела, необходимо проработать теорию по этому разделу. Без знания теории нельзя рассчитывать на успешное решение даже простых задач. В решении большинства физических задач расчетного характера можно выделить четыре основных этапа:

   1) анализ условия задачи, в котором необходимо дать схему или чертеж, поясняющий ее содержание (в тех случаях, когда это возможно);

   2) составление уравнений, связывающих физические величины, характеризующие рассматриваемое явление с количественной стороны;

   3) решение полученных уравнений относительно той или иной величины, считающейся в данной задаче неизвестной;

   4) численный расчет и анализ полученного результата.

Рекомендуюю Вам при решении задач придерживаться следующей последовательности действий:

1. Полностью запишите условие задачи.

2.  Сделайте краткую запись условия, выразите все данные в единицах СИ.

3. Выполните схематический чертёж (где это возможно), отражающий условия задачи и идею ее решения.

4. Запишите формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом. Сопровождайте решение задачи краткими, но исчерпывающими пояснениями. В результате получится одно или несколько уравнений, включающих в себя как заданные, так и неизвестные величины.

5. Прежде чем решать составленную систему уравнений, убедитесь в том, что число неизвестных равно числу уравнений, иначе система не будет иметь определенного решения.

Как правило, решать задачу следует в общем виде, т.е. надо выразить искомую величину в буквенных обозначениях величин, заданных в условии задачи и взятых из таблиц. Получив ответ в виде алгебраической формулы или уравнения, проверьте, дает ли полученная формула единицу измерения искомой величины. Если при проверке единица измерения искомой величины не получается, то это означает, что в решении допущена ошибка. Убедившись в правильности наименования искомой величины нужно подставить в окончательную формулу числовые данные, выраженные в единицах одной системы.

Вычисления по расчетной формуле надо проводить с соблюдением правил приближенных вычислений. Как правило, окончательный ответ следует записывать как произведение десятичной дроби с одной значащей цифрой перед запятой на соответствующую степень десяти. Например, вместо 3520 надо записать 3,52·103, а вместо 0,0000129 записать 1,29·10−5 и т.п.

 

Основные формулы

Кинематика

Скорость и ускорение тела при прямолинейном движении в общем случае определяются формулами

                                               

В случае прямолинейного равномерного движения

υ =  = const,         S = υ t ,       a = 0.

В случае прямолинейного равнопеременного движения

υ = υ0 + at ,

S = υ0 t +   , a = const .

При криволинейном движении полное ускорение

a = aτ + an ,

где aτ – тангенциальное (касательное ускорение), an – нормальное (центростростреительно) ускорение.

 

                    

 

 где υ – скорость движения, R – радиус кривизны траектории в данной точке,      

  ω – угловая скорость.

При вращательном движении в общем случае угловая скорость и угловое ускорение находятся по формулам

                          

где dφ – угловое перемещение.

В случае равномерного вращательного движения угловая скорость

ω = ,

где T – период вращения, v – частота вращения.

Угловая скорость ω и линейная скорость υ связаны соотношением

υ = ωR.

Тангенциальное и нормальное ускорения при вращательном движении

могут быть выражены в виде

                                           aτ = εR,        an =ω2R   

Динамика

Импульс (количество движения) материальной точки массой m, движу-

щейся со скоростью υ,

 = m .

Второй закон Ньютона

=  

где  – результирующая сил, действующих на материальную точку.

Если масса тела m постоянна, то

=  

где  – ускорение, которое приобретает тело массой m под действием силы .

Закон сохранения импульса

 , если

Работа, совершаемая переменной силой

A = LF(r)cos dr ,

где интегрирование ведется вдоль траектории, обозначаемой L.

Работа, совершаемая постоянной силой

A = FS cosα,

где α – угол между направлениями силы и перемещения.

Мгновенная мощность

N =  , N =  ,  N = F υ cosα .

Кинетическая энергия тела, движущегося поступательно

Wк = , или Wк = 2

Потенциальная энергия:

а) упруго деформированной пружины

Wп =  ,

где k – жесткость пружины, x – абсолютная деформация.

б) тела, находящегося в однородном поле силы тяжести,

Wп = mgh,

где g – ускорение свободного падения, h – высота тела над уровнем, при-

нятым за нулевой (формула справедлива при условии h<< R, где R – радиус

Земли).

Закон сохранения механической энергии

W =Wк +Wп = const ,

если система замкнута и в ней действуют только консервативные силы.

Момент M силы F относительно произвольной оси вращения

M = F l ,

где l – плечо силы, т.е. кратчайшее расстояние от прямой, вдоль которой дейст-

вует сила, до оси вращения.

Момент инерции материальной точки относительно произвольной оси

вращения

J = mr 2,

где m – масса материальной точки, r – расстояние от оси вращения до точки.

Момент инерции некоторых тел массой m относительно оси z, проходя-

щей через центр масс:

а) стержня длиной l относительно оси, перпендикулярной стержню,

J = ;

б) обруча (тонкостенного цилиндра) относительно оси, перпендикуляр-

ной плоскости обруча (совпадающей с осью цилиндра),

J = mR2,

где R – радиус обруча (цилиндра);

в) диска (однородного сплошного цилиндра) радиусом R относительно

оси, перпендикулярной плоскости диска,

J = ;

Основной закон динамики вращательного движения

 

Mz = =

где Lz – проекция момента импульса на ось z, Mz – проекция момента сил,

приложенных к телу, на ось z.

Если момент инерции J = const, то

Mz =Jz =Jzε

 

где ε – угловое ускорение, приобретенное телом под действием момента сил M.

Работа постоянного момента силы М, действующего на вращающееся тело

A = M φ,

где φ  угол поворота тела.

Мгновенная мощность, развиваемая при вращении тела

N = Mω.

Кинетическая энергия вращающегося тела

Wк =

где J момент инерции тела; ω – его угловая скорость.

Электростатика. Постоянный ток. Электромагнетизм

Основные формулы

Электростатика

Закон Кулона

где F – сила взаимодействия точечных зарядов q1 и q2; r – расстояние между зарядами; ε – диэлектрическая проницаемость; ε0 – электрическая постоянная.

= 8,85*10-12

Напряженность электрического поля E:

 потенциал ϕ: ,  

где Wр – потенциальная энергия точечного положительного заряда q, находящегося в данной точке поля (при условии, что потенциальная энергия заряда, удаленного в бесконечность, равна нулю).

Линейная плотность заряда

τ = q/ l .

Поверхностная плотность заряда

σ = q/ s.

Напряженность электростатического поля, создаваемого бесконечной

прямой равномерно заряженной нитью или бесконечно длинным цилиндром:

где r – расстояние от нити или от цилиндра до точки, в которой определяется

напряженность.

      Напряженность поля, создаваемого бесконечной равномерно заряженной

плоскостью:

Связь напряженности с потенциалом: а)       в случае однородного поля;

б) E = -   в случае поля, обладающего центральной или осевой симметрией.

Работа сил поля по перемещению заряда q из точки с потенциалом φ1 в

точку с потенциалом φ2

A12 = q(φ1φ2).

Электроемкость

где ϕ – потенциал проводника (при условии, что в бесконечности потенциал

проводника принимается равным нулю); U – разность потенциалов пластин

конденсатора.

Электроемкость плоского конденсатора

где S – площадь пластины (одной) конденсатора, d – расстояние между пласти-

нами.

Электроемкость батареи конденсаторов:

а)     при последовательном соединении;

         б) +… + С  при параллельном соединении,

где n– число конденсаторов в батарее.

Энергия электрического поля заряженного конденсатора:

 ; ;

Объёмная плотность энергии электрического поля:

 

Постоянный электрический ток

Сила постоянного тока

где q – заряд (количество электричества), прошедший через поперечное сечение

проводника за время t.

Плотность электрического тока

 

где I – сила тока, S – площадь поперечного сечения проводника.

Сопротивление однородного проводника

где ρ – удельное электрическое сопротивление вещества проводника, l – его

длина, S – площадь поперечного сечения проводника.

Электрическая проводимость G проводника и удельная электрическая

проводимость вещества σ :

  

Зависимость удельного электрического сопротивления проводников от

температуры:

ρ = ρ0 (1+ αt) ,

где ρ и ρ0 – удельные сопротивления соответственно при t и 0°С; t – температу-

ра по шкале Цельсия; α – температурный коэффициент сопротивления.

Закон Ома для участка цепи:

Закон Ома для полной цепи:

ε– эдс источников тока, входящих в участок; U – напряжение на участке цепи; R – сопротивление внешней цепи , r - внутреннее сопротивление  цепи.

Правила Кирхгофа.

Первое правило: алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле, равна нулю.

Второе правило: в замкнутом контуре алгебраическая сумма напряжений на всех участках контура равна алгебраической сумме электродвижущих сил.

 

Работа, совершаемая электростатическим полем и сторонними силами в

участке цепи постоянного тока за время t,

А= І U

Мощность тока

Закон Джоуля – Ленца

Q = I 2Rt ,

где Q – количество тепла, выделяющееся в цепи за время t. Закон Джоуля –

Ленца справедлив при условии, что участок цепи неподвижен и нем не совершаются химические превращения.

 

 


Дата добавления: 2018-09-23; просмотров: 167; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!