Завдання на 2 семестр


-2286000МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ
УКРАЇНИ
ХАРКІВСЬКИЙ КОМП’ЮТЕРНО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ КОЛЕДЖ
НТУ «ХПІ»
МЕТОДИЧНий посібник
Фізика (частина 2)
Харків 2014
Методичний посібник «Фізика. Частина 2» розроблений викладачем-методистом вищої категорії Наумкіним С.М.
Затверджено на засіданні комісії загальноосвітніх дисциплін, фізичного виховання та іноземної мови
Протокол № від « » 20 р.
Голова комісії
І.В.Максимова
Заступник директора з навчальної роботи
Дідух І.І.
Вступ
Методичний посібник «Фізика. Частина 2» відповідає навчальної програмі з фізики (рівень стандарту) для вищих навчальних закладів І-ІІ рівнів акредитації, які здійснюють підготовку молодших спеціалістів на основі базової загальної середньої освіти. Посібник за змістом відповідає стандартному курсу лекцій з розділов «Електродинаміка», «Коливання та хвилі», «Оптика та спеціальна теорія відносності», «Атомна і ядерна фізика».
Модуль 3. Електродинаміка.Частина 1.
3.1. Електричне поле.
1. Електризація тіл. Види електричних зарядів, їх взаємодія. Електричний заряд, його дискретність, елементарний заряд. Закон збереження електричного заряду.
2. Закон Кулона. Діелектрична проникність середовища.
3. Електричне поле. Напруженість електричного поля.
4. Робота електричного поля під час перемі-щення заряду.
5. Потенціал. Різниця потенціалів. Напруга.
6. Зв'язок між напругою і напруженістю.
7. Провідники в електричному полі. Електростатичний захист.
Дія електричного поля на живі організми.
8. Діелектрики в електричному полі. Поляризація діелектрика.
9. Електроємність. Конденсатор. Види конденсаторів та використання їх у техніці.
10. Послідовне та паралельне з'єднання конденсаторів.
11. Енергія електричного поля.
3.1.1.Екзаменаційні питання по темі «Електричне поле»
19. Електризація тіл. Електричний заряд, його дискретність. Закон збереження електричного заряду. Закон Кулона.
20. Електричне поле. Напруженість електричного поля. Лінії напруженості.
21. Робота при переміщенні заряджених тіл в електричному полі. Потенціал. Різниця потенціалів. Напруга.
22. Електроємність. Конденсатор. Енергія електричного поля конденсатора (без виведення). Застосування конденсаторів у техніці.
3.1.2.Питання для самостійного відпрацювання
1.Провідники в електричному полі. Електростатичний захист.
2.Дія електричного поля на живі організми.
3.Діелектрики в електричному полі. Поляризація діелектрика.
4.Види конденсаторів та використання їх у техніці.
3.1.3. Задачі для самостійного розв’язування
 Задача 3.1.1. Визначити силу взаємодії між електроном і протоном у атомі водню. Радіус електронної орбіталі приблизно дорівнює 5,3·10-9см. Відповідь: 81·10-9Н.  Задача 3.1.2. Дві кульки розташовані на відстані 10см одна від одної, мають однакові негативні заряди і взаємодіють із силою 0,23 Н. Визначити кількість «надлишкових» електронів на кожній кульці. Відповідь: 1011.
 Задача 3.1. 3. З якою силою діють два однакові однойменні заряди на третій заряд, вміщений посередині між ними? Відповідь: 0.
 Задача 3.1. 4. Заряди 90 нКл і 10нКл розташовані на відстані 4см один від одного. Де треба розмістити третій заряд, щоб він перебував у рівновазі? Відповідь: 1см від меншого і 3см від більшого.
 Задача 3.1.5. У вершині рівностороннього трикутника містяться однакові заряди величиною 21·10-6 Кл кожний. Який заряд треба помістити в центр трикутника, щоб уся система була в рівновазі? Відповідь: -12,18·10-6 Кл.
 Задача 3.1.6. В скільки разів сила ньютонівського притягування між двома протонами менше сили їх кулонівського відштовхування? Заряд протона чисельно рівний заряду електрона.
 Задача 3.1.7. Дано дві кулі массою m =1г кожна. Який заряд q потрібно надати кожній кулі, щоб сила взаємного відштовхування зарядів врівноважила силу взаємного притягування куль по закону тяжіння Ньютона? Розглядати кулі як матеріальні точки.
 Задача 3.1.8. Відстань між двома точковими зарядами q1 =I мкКл і q2 = - I мкКл рівна 10 см. Визначити силу F, що діє на точковий заряд q =0,1 мкКл, віддалений на r1=6 см від першого і на r 2=8 см від другого заряду.
 Задача 3.1.9. Заряди по 0,1мкКл розташували на відстані 6см один від одного. Визначити напруженість поля в точці, віддаленій на 5см від кожного із зарядів. Розв’язати задачу для випадків:
а) обидва заряди позитивні,
б) один заряд позитивний, другий негативний.
Відповідь: а) 576 кВ/м, б) 432 кВ/м.
 Задача 3.1.10. Електричне поле створене двома точковими зарядами q1=40 нКл і q2=-10 нКл, які знаходяться на відстані d =10 см один від одного. Визначити напруженість E поля в точці, віддаленій від першого заряду на r1=12 см і від другого на r 2=6 см.
 Задача 3.1.11. Знайти напруженість електричного поля в точці, яка лежить посередині між точковими зарядами q1=8 нКл і q2=-6 нКл.. Відстань між зарядами рівна r =10 см.
 Задача 3.1.12. У простір між двома паралельними пластинами з різницею потенціалів 8000 В, паралельно пластинам влітає електрон і вилітає з нього за 1·10-9 с. Якого відхилення зазнає електрон за цей час, якщо відстань між пластинами 4см? Відповідь: 0,018м.
 Задача 3.1.13. При якій прискорюючій напрузі швидкість електронів досягає 0,1 швидкості світла у вакуумі? Вважати, що початкова швидкість електрона рівна нулю. Відповідь: 2560 В. 
Задача 3.1.14. Конденсатор ємністю 20 мкФ заряджений до потенціалу 100 В. Знайти енергію цього конденсатора.
 Задача 3.1.15. Конденсатору, електроємність якого дорівнює 10 пФ, надано заряд q=1 нКл. Визначте енергію W конденсатора.
 Задача 13.1.6. Відстань d між пластинами плоского конденсатора дорівнює 2 см, різниця потенціалів U = 6 кB. Заряд q кожної пластини дорівнює 10 нКл. Обчисліть енергію W поля конденсатора.
 Задача 3.1.17. Електрон перемістився в прискорюючому полі з точки, потенціал якої 200В, у точку з потенціалом 300В. Визначити кінетичну енергію електрона, зміну потенціальної енергії взаємодії з полем і набуту швидкість. Початкова швидкість дорівнює нулю. Відповідь: 1,6·10-17Дж; -1,6·10-17Дж; 5,9Мм/с.
 Задача 3.1.18. У деяких двох точок поля точкового заряду напруженість відрізняється в 4 рази. У скільки разів відрізняються потенціали поля в цих точках?
Відповідь: у 2 рази.
 Задача 3.1.19. Сто однакових крапель ртуті, які заряджені до потенціалу φ 0 = 20 В, зливаються в одну велику краплину. Який потенціал краплі, що утворилася?
Відповідь: 432 В.
 Задача 3.1.20. Конденсатор складається з двох розділених пластин площею 100 см2 кожна. Коли одній з них надали заряд 6·10-19 Кл, виникла напруга 120 В. На якій відстані одна від одної розміщені пластини? Відповідь: 1,7·10-3м.
 Задача 3.1.21. Конденсатор у 50 мкФ, заряджений до потенціалу 600 В, з’єднали паралельно з незарядженим конденсатором ємністю 100 мкФ. Яка встановиться напруга на конденсаторах? Відповідь: 200 В.
 Задача 3.1.22. Конденсатори з ємностями 1 мкФ і 4 мкФ з’єднали послідовно і подали на батарею напругу 450 В. Визначити ємність батареї і напругу на кожному конденсаторі. Відповідь: 0,8 мкФ; 360 В; 90 В.
3.2. Закони постійного струму.
1.Постійний електричний струм. Умови його виникнення та існування. Характеристики струму. Одиниці їх вимірювання.
2.Електричне коло. Джерела і споживачі електричного струму.
3.Закон Ома для ділянки кола. Спад напруги.
4.Опір провідникаЗалежність опору від довжини, площі попереч-ного перерізу і матеріалу провідника. Залежність питомого опору провідника від температури.
5.Надпровідність. Захо-ди техніки безпеки під час роботи з електрич-ними пристроями.
6.Послідовне і паралельне з'єднання провідників..
7.Робота і потужність струму. Теплова дія струму. Закон Джоуля – Ленца.
8.Електрорушійна сила (ЕРС). Закон Ома для повного кола.
3.2.1.Екзаменаційні питання по темі «Закони постійного струму»
23. Електричний струм. Закон Ома для ділянки кола. Опір.
24. Електрорушійна сила. Закон Ома для повного кола. Робота і потужність електричного струму.
25. Послідовне та паралельне з’єднання провідників в електричному колі.
3.2.2. Питання для самостійного відпрацювання
1.Надпровідність.
3.2.3. Задачі для самостійного розв’язування
 Задача 3.2.1. Внутрішній опір хімічного елемента 0,3 Ом, а його ЕРС 1,5 В. Який опір повинен мати приєднаний до елемента резистор, щоб сила струму в колі дорівнювала 0,5 А?
 Задача 3.2.2. За опору зовнішнього кола 5 Ом сила струму в колі дорівнює 2 А. Якою є ЕРС джерела струму, якщо його внутрішній опір дорівнює 0,5 Ом?
 Задача 3.2.3. Визначте густину струму у в залізному провіднику довжиною l=10 м, якщо він знаходиться під напругою 6 В.
 Задача 3.2.4. Скільки витків ніхромового дроту діаметром 1 мм треба навити на фарфоровий циліндр радіусом 2,5 см, щоб отримати піч опором 40 Ом?
 Задача 3.2.5. Знайти опір залізного стержня діаметром 1 см, якщо маса цього стержня 1 кг.
 Задача 3.2.6. Два циліндричних провідники, один з міді, а другий з алюмінію, мають однакову довжину і однаковий опір. В скільки разів мідний провід важчий за алюмінієвий?
Лабораторна робота 1 (6). Визначення питомого опору провідника
Лабораторна робота2 (7). Визначення ЕРС і внутрішньго опору джерела струму.
Модульна контрольна робота № 3
Реферати
1.Види конденсаторів та використання їх у техніці.
2. Провідники та діелектрики в електричному полі.
3. Дія електричного поля на живі організми.
4. Надпровідність.
Модуль 4. Електродинаміка.Частина 2.
4.1.Електричний струм в різних середовищах.
1.Електричний струм у рідинах. Електролітична дисоціація. 2.Електропровідність рідин.
3.Явище електролізу. Закони Фарадея.
4.Електричний струм в газах і вакуумі. Несамостійний і самостійний розряди в газах.
5.Поняття про плазму.
6.Термоелектронна емісія.
7.Вакуумні прилади.
8.Електропровідність провідників, діелектриків, напівпровідників.
9.Електричний струм у напівпровідниках. Власна та домішкова провідності напівпровідників.
10.Залежність провідності напівпровідників від температури і освітленості.
11.Електронно-дірковий перехід.
12.Напівпровідниковий діод. Напівпровідникові прилади та їх застосування.
4.1.1.Екзаменаційні питання по темі «Електричний струм в різних середовищах»
26. Електричний струм в електролітах. Закони електролізу. Застосування електролізу.
27.Несамостійний і самостійний розряди у газах. Плазма, її використання.
28. Електричний струм у вакуумі. Електронна емісія. Електронно-променева трубка.
29. Електричний струм у напівпровідниках. Залежність опору напівпровідників від температури та освітленості. Застосування напівпровідників.
4.1.2. Питання для самостійного відпрацювання
1.Вакуумні прилади.
2.Напівпровідникові прилади та їх застосування.
4.1.3. Задачі для самостійного розв’язування
 Задача 4.1.1. Електрон, маючи швидкість Vо=2000км/с, проходить у прискорювальному електричному полі різницю потенціалів 50В. Визначити його кінетичну енергію. Відповідь:9,8210-18Дж.
 Задача 4.1.2. Для іонізації нейтральної молекули повітря електрон повинен мати енергію 2.410-18Дж. Якою повинна бути напруженість електричного поля, щоб електрон у ньому набув такої енергії? Довжину вільного пробігу електрону приймаємо 0,0005см. Відповідь: 3106В/м.
 Задача 4.1.3. Робота іонізації атома ртуті 10,4еВ. З якою найменшою швидкістю повинен рухатись електрон, щоб при ударі об атом ртуті він міг іонізувати його? Відповідь: 1,9106м/с.
 Задача 4.1.4. При нікелюванні виробу протягом 1,5 год на ньому утворився шар нікелю завтовшки 0,03мм. Визначити середнє значення густини струму. Відповідь: ј=163А/м.
 Задача 4.1.5. Визначити товщину осадженого шару нікелю, якщо електроліз триває 1 год при густині струму 0,4А/дм2. Відповідь:0,0005мм.
 Задача 4.1.6. При електролізі розчину сірчаної кислоти за 50 хв виділилося 0,510-3кг водню. Визначити потужність, яка витрачається на нагрівання електролізу, якщо його опір 0,40м. Відповідь: Р=36,6Вт. 
4.2. Магнітне поле.
1.Електрична і магнітна взаємодії.
2. Взаємодія провідників зі струмом. Магнітне поле. Зображення магнітних полів.
3. Індукція магнітного поля.
4. Потік магнітної індукції.
5. Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Сила Ампера.
6. Робота при переміщенні провідників у магнітному полі.
7. Сила Лоренца. Рух зарядів у магнітних полях.
8. Пара-, діа- та феромагнетики.
9. Явище електромагнітної індукції. Закон електромагнітної індукції. Правило Ленца.
10. Самоіндукція.
11. Індуктивність.
12. Енергія магнітного поля струму.
4.2.1.Екзаменаційні питання
30.Взаємодія струмів. Магнітне поле струму. Магнітна індукція. Сила Ампера. Сила Лоренца.
31. Явище електромагнітної індукції. Закон електромагнітної індукції. Правило Ленца.
32. Самоіндукція. Індуктивність. Енергія магнітного поля.
4.2.2.Питання для самостійного відпрацювання
1.Магнітний запис інформації.
2.Вплив природних та штучних магнітних полів на живі організи.
4.2.3. Задачі для самостійного розв’язування
Задача 4.2.1. З якою силою виштовхується провідник з магнетного поля, якщо магнетна індукція поля 1,3Тл, активна довжина провідника 2м , струм у ньому 10 А, кут між напрямами струму і поля а) 900 б) 300? Відповідь: 2,6Н, 1,3Н.
Задача 4.2.2. Два паралельних провідника із струмом по 50 А в кожному розміщені на відстані 2,5·10-2м один від одного. Визначити силу взаємодії між провідниками, яка припадає на одиницю довжини, і знайти напрям дії сили, коли а) струми в провідниках мають однакові напрями, б) протилежні напрями. Відповідь: 0,02 Н/м.
Задача 4.2.3. Якої сили струм проходить по провіднику, що міститься в однорідному магнетному полі з індукцією 1Тл, якщо його активна довжина 0,1м і він виштовхується з цього поля силою 1,5 Н? Кут між напрямами поля і струму 490. Відповідь: 20 А.
Задача 4.2.4. Електрон рухається в однорідному магнетному полі, індукція якого В=4мТл. Визначити період обертання електрона. Відповідь: 8,9 нс.
Задача 4.2.5. Протон у магнетному полі, індукція якого 0,01Тл, описав коло радіусом 10см. Яка швидкість протона? Відповідь: 96 км/с.
Задача 4.2.6. Провідник довжиною l і масою m підвісили на тонких дротинах. Під час проходження по ньому струму І він відхилився в однорідному магнетному полі так, що дротини утворили кут ? з вертикалями. Яка індукція магнетного поля?
Відповідь: .
Задача 4.2.7. В однорідне магнетне поле з індукцією В=10мТл перпендикулярно до ліній індукції влітає електрон, кінетична енергія якого Wk = 30кеВ. Обчислити радіус кривизни траєкторії руху електронів у полі. Відповідь: 5,8см.
Задача 4.2.8. Однорідні електричне і магнетне поля розташовані взаємно перпендикулярно. Напруженість електричного поля становить 1кВ/м, а індукція магнетного поля 1мТл. Якими мають бути напрями і значення швидкості електрона, щоб траєкторія його руху була прямолінійною? Відповідь: 1000 км/с. 
Задача 4.2.9. Яку індуктивність має соленоїд, якщо при силі струму 5А крізь нього проходить магнітний потік 50 мВб? Відповідь: 10 мГн.
Задача 4.2.10. Якою має бути довжина активної частини провідника, що рухається в магнітному полі з індукцією 0,8 Тл перпендикулярно до напряму потоку із швидкістю 10м/с, щоб у провіднику індукувалась ЕРС 8 В? Відповідь: 1м.
Задача 4.2.11. Визначити магнітний потік, при зниканні якого за 0,01с у котушці, що складається з 200 витків, наводиться ЕРС індукції 200В. Відповідь: 0,01Вб.
Задача 4.2.12. У котушці, індуктивність якої становить 0,6 Гн, сила струму 20 А. Яку енергію має магнiтне поле цієї котушки? Як зміниться енергія поля, коли сила струму зменшиться удвічі? Відповідь: 120 Дж; зменшиться у 4 рази.
Задача 4.2.13. Визначити ЕРС індукції у провіднику довжиною активної частини 0,25м, який переміщується в однорідному магнітному полі, що має індукцію 8 мТл, із швидкістю 5 м/с під кутом 30о до вектора магнітної індукції. Відповідь: 5мВ.
Задача 4.2.14. За 5 мс у соленоїді, що містить 500 витків дроту, магнітний потік рівномірно зменшується з 7 до 3 мВб. Визначити величину ЕРС індукції в соленоїді.
Модульна контрольа робота № 4
Реферати
1.Застосування електролізу в техніці.
2. Плазма та її застосування.
3.Використування електричного струму у вакуумі.
4. Застосування напівпровідників в техніці.
5. Вплив природних та штучних магнітних полів на живі організи.
6. Магнитні властивості речовини.
7. Використання вихрових струмів в техніці.
Модуль 5. КОЛИВАННЯ ТА ХВИЛІ
5.1. Механічні коливання та хвилі.
1. Коливальний рух. Вільні коливання. Амплітуда, період, частота.
2. Гармонічні коливання. Рівняння гармонічних коливань.
3. Математичний маятник. Формула періоду коливань математичн. маятника.
4. Вимушені коливання. Резонанс.
5.Автоколивальні системи
6. Поширення механічних коливань у пружних середовищах. Поперечні та поздовжні хвилі.
7. Довжина хвилі. Зв'язок довжини хвилі зі швидкістю її поширення і періодом (частотою).
8.Звукові хвилі.
9. Інфра- та ультра звуки.
5.1.1.Екзаменаційні питання
33. Коливальний рух. Гармонічні коливання. Зміщення, амплітуда, період, частота, фаза коливань.
34. Поширення коливань у пружних середовищах. Поперечні та повздовжні хвилі. Довжина хвилі. Зв’язок між довжиною хвилі, швидкістю її поширення та періодом 35.Звукові хвилі. Швидкість звуку. Гучність звуку та висота тону. Акустичний резонанс.
5.1.2.Питання для самостійного відпрацювання
1.Резонанс.
2.Автоколивальні системи
3.Інфразвуки та їх використання
4.Ультразвуки та їх використання
5.1.3. Задачі для самостійного розв’язування
Задача 5.1.1.Рівняння руху точки, що коливається, має вигляд х = 10Sin20t см. Визначити амплітуду, період і частоту коливань; зміщення при t=Т/8.
Відповідь: А = 10см; Т = 0,1с; n = 10Гц; х(Т/8) = 7см.
Задача 5.1.2.Записати рівняння гармонічних коливань з амплітудою 5см, якщо за 1хв здійснюється 150 коливань, а початкова фаза 450. Накреслити графік цього коливання. Відповідь: х = А sin (5t+/4).
Задача 5.1.3. Математичний маятник довжиною 1м підвішений в ліфті. Який буде період коливань маятника, якщо ліфт піднімається з прискоренням 1,8м/с2; опускається з таким же прискоренням? Відповідь: 1,84с; 2,22с.
Задача 5.1.4. Тягарець масою 100г здійснює певну кількість коливань протягом 4с. На скільки треба змінити масу тягарця, щоб ця ж кількість коливань була виконана протягом 6с ?
Відповідь: 0,125кг.
Задача 5.1.5. Кулька масою 50г підвішена до двох послідовно з'єднаних пружин, жорсткість яких 10Н/м і 40Н/м. Знайти частоту коливань такого маятника.
Відповідь: 2 Гц.
Задача 5.1.6. Катер рухається у морі зі швидкістю 54км/год. Відстань між гребнями хвиль 10м, період коливань частинок води хвилі 2с. З якою частотою вдаряються хвилі в корпус катера при його русі в напрямку розповсюдження хвиль? назустріч хвилям? Відповідь: 2Гц; 1Гц.
Задача 5.1.7. Через який проміжок часу після початку коливань зміщення точки від положення рівноваги буде дорівнювати половині амплітуди, якщо період коливань 24с, а початкова фаза дорівнює нулю. Відповідь: 2с.
Задача 5.1.8. Математичний маятник довжиною 2,5м здійснює гармонічні коливання. Найбільша швидкість коливань дорівнює 5м/с. На який найбільший кут відхиляється маятник. Відповідь: 600. 
5.2.Електромагнітні коливання та хвилі
1.Вимушені електричні коливання. Змінний електричний струм. Миттєве, амплітудне та діюче значення ЕРС, сили струму, напруги
2.Генератор змінного струму.
3.Індуктивний та ємнісний опори.
4.Закон Ома в колі зміного струму.
5.Резонанс у колах змінного струму.
6.Трансформатор.
7.Передача електроенергії на великі відстані.
8.Вільні електромагнітні коливання в коливальному контурі. Перетворення енергії в коливальному контурі.
9.Власна частота і період електромагнітних коливань (формула Томсона)
10. Електромагнітне поле. Електромагнітні хвилі та швидкість їх поширення. 11.Принципи радіозв'язку.
12.Електромагнітні хвилі в природі і техніці.
13.Радіолокація. Стільниковий зв’язок. Супутникове телебачення.
5.2.1.Екзаменаційні питання
36.Генератор змінного струму. Трансформатор. Передавання енергії на відстань. Проблеми енергозбереження в Україні.
37.Вільні електромагнітні коливання у контурі. Перетворення енергії в коливальному контурі. Власна частота коливань у контурі.
38. Електромагнітне поле, його матеріальність. Електромагнітні хвилі, їх властивості. Радіолокація, її застосування.
39. Електромагнітні хвилі, їх випромінювання. Принципи сучасного радіозв’язку. Розвиток засобів зв’язку в Україні.
5.2.2.Питання для самостійного відпрацювання
1.Принципи радіозв'язку.
2..Електромагнітні хвилі в природі і техніці.
3.Радіолокація. Стільниковий зв’язок. Супутникове телебачення.
5.2.3. Задачі для самостійного розв’язування
Задача 5.2.1. Ротор 40-полюсного генератора змінного струму робить 1200 обертів за хвилину. Якою є частота вироблюваного змінного струму?
Задача 5.2.2. Ємність конденсатора коливального контурa 8 мкФ, частота власних коливань у контурі 1кГц. Якою є індуктивність котушки?
Задача 5.2.3. Заряд на пластинах конденсатора змінюється з часом за законом
q = 5ּ10-5cos200πt. Виберіть рівняння залежності сили струму від часу.
Задача 5.2.4.Чому дорівнює активна потужність змінного струму в ділянці кола, якщо сила струму дорівнює 5 А, а зсув фаз між силою струму та напругою π/6 рад. Реактивна потужність 15 ВАр.
Задача 5.2.5. Заряд на обкладці конденсатора коливального контурa зменшується. У деякий момент він дорівнює половині амплітудного значення. Через яку частину періоду Т коливань цей заряд зменшиться до нуля?
Задача 5.2.6. Заряд конденсатора коливального контурa в початковий момент має максимальне значення. За який час заряд зменшиться в три рази?
Задача 5.2.7. Сила струму в коливальному контурі зменшилася від максимального значення 4,2 А до 3 А за 50 мкс. Якою є частота коливань у контурі?
Задача 5.2.8. Індуктивність котушки коливального контурa можна змінювати від 0,15 мГн до 1,5 мГн, а ємність конденсатора від 150 пФ до 1500пФ. Яка частота належить до діапазону частот власних коливань даного контурa?
Задача 5.2.9. Котушку якої індуктивності треба включити до коливального контурa, щоб при ємності конденсатора 500 пФ одержати частоту вільних коливань 2 МГц?
Задача 5.2.10. При збільшенні ємності конденсатора коливального контурa на 8000 пФ частота коливань зменшилася у 2,5 рази. Якою була початкова ємність конденсатора, якщо індуктивність котушки стала?
Задача 5.2.11. Ємність конденсатора коливального контурa після тривалої експлуатації зменшилася на 10 %. Щоб відновити настройку контурa на початкову частоту, індуктивність котушки довелося збільшити на 20 мГн. Якою була початкова індуктивність котушки?
Задача 5.2.12. Частота коливань у коливальному контурі дорівнює 1 кГц, максимальне значення сили струму 3 А. Якою є максимальна енергія електричного поля конденсатора, якщо ємність конденсатора 10 мкФ?
Задача 5.2.13. При вільних коливаннях у контурі амплітудне значення заряду конденсатора дорівнює 0,6 мКл. Ємність конденсатора 10 мкФ індуктивність котушки 8 мГн. Яким є амплітудне значення сили струму?
Задача 5.2.14. Частота власних коливань у контурі 10 кГц, амплітудне значення заряду конденсатора 4 мкКл. Яким є амплітудне значення сили струму в контурі?
Задача 5.2.15. Коливальний контур складається з конденсатора ємністю 0,4 мкФ і котушки з індуктивністю 200 мкГн. Конденсатор спочатку зарядили до напруги 120 В. Яким є амплітудне значення сили струму?
Задача 5.2.16. Амплітудне значення сили струму в коливальному контурі дорівнює 1,2 мА, амплітудне значення заряду на обкладках конденсатора контурa 30 нКл. Визначте період вільних коливань у контурі.
Задача 5.2.17. Коливальний контур складається з конденсатора ємністю 1 мкФ і котушки з індуктивністю 600 мкГн. Конденсатор спочатку зарядили до напруги 150 В. Якою є сила струму в контурі в момент, коли напруга на конденсаторі зменшилася до 30 В?
Задача 5.2.18. Рамка площею 600 см2 має 100 витків дроту. Вона обертається в однорідному магнітному полі з індукцією 20 мТл. Яким є амплітудне значення ЕРС індукції в рамці, якщо вона робить 10 обертів за секунду, а вісь обертання перпендикулярна до ліній магнітної індукції поля?
Задача 5.2.19. Яка з формул може описувати залежність напруги від часу в мережі змінної напруги 220 В, 50 Гц?
Задача 5.2.20. Потужність змінного струму в резисторі опором 100 Ом дорівнює 10 мВт. Яким є амплітудне значення напруги на конденсаторі, підключеному паралельно до резисторa?
Задача 5.2.21. Якою є потужність струму в резисторі опором 200 Ом, підключеному до джерела змінної напруги и = 30соs100πt?
Задача 5.2.22. Амперметр, підключений послідовно з котушкою в коло змінного струму, показує 0,4 А. Якою є максимальна енергія магнітного поля котушки, якщо її індуктивність дорівнює 200 мГн?
Задача 5.2.23. Вольтметр, підключений до джерела змінної напруги паралельно з конденсатором, показує 50 В. Якою є максимальна енергія електричного поля конденсатора, якщо його ємність дорівнює 4 мкФ?
Задача 5.2.24. Знижувальний трансформатор дає напругу 120 В при силі струму 5 А. Первинна напруга дорівнює 11 кВ, Якою є сила струму в первинній обмотці, якщо ККД трансформатора 90 %?
Задача 5.2.25. На первинну обмотку знижувального трансформатора з коефіцієнтом трансформації 10 подано напругу 220 В. У вторинній обмотці, опір якої 2 Ом, сила струму дорівнює З А. Якою є напруга на виході трансформатора, якщо втратами в первинній обмотці можна знехтувати?
Лабораторна робота 3 (8). Визначення прискорення вільного падіння за допомогою математичного маятника.
Модульна контрольа робота № 5
Реферати
1. Використання інфра- та ультра звуків.
2. Генератори електричного стуму.
3. Трансформатори
4. Електромагнітні хвилі, їх види.
5.Передавання енергії на відстань.
6.Проблеми енергозбереження в Україні.
Модуль 6. ОПТИКА ТА ОСНОВИ ТЕОРІЇ ВІДНОСНОСТІ
6.1. Геометрична та хвильова оптика.
1.Розвиток уявлень про природу світла.
2.Поширення світла в різних середовищах.
3.Геометрична оптика.
3.1.Закон прямолінійного поширення світла.
3.2.Закон відбивання світла.
3.3. Закон заломлення світла.
3.4. Повне внутрішнє відбивання
4.Хвильові властивості світла.
4.1. Інтерференція світла.
4.2. Дифракція світла
4.3.Поляризація світла.
5.Дисперсія світла.
6.Шкала електромагнітних хвиль.
6.1. Інфрачервоне випромінювання.6.2. Видиме випромінювання
6.3.Ультрафіолетове випромінювання.
6.4. Рентгенівські промені.
6.5. γ-випромінювання.
6.6.Загальна закономірність шкали електромагнітних хвиль.
6.1.1.Екзаменаційні питання
40. Закони відбивання та заломлення світла.
41. Когерентність. Інтерференція, її застосування в техніці. Дисперсія світла.
42. Дифракція світла. Дифракційна решітка та її застосування.
43.Шкала електромагнітних хвиль.
6.1.2.Питання для самостійного відпрацювання
1.Шкала електромагнітних хвиль.
2. Інфрачервоне випромінювання.3. Видиме випромінювання
4.Ультрафіолетове випромінювання.
5. Рентгенівські промені.
6. γ-випромінювання.
6.1.3. Задачі для самостійного розв’язування
Задача 6.1.1.З якою швидкістю поширюється світло у воді, коли при частоті 600 ТГц довжина хвилі дорівнює 0,51 мкм? Відповідь: 220 Мм/с.
Задача 6.1.2.Воду освітлено червоним світлом, для якого довжина хвилі в повітрі становить 0,7 мкм. Яку довжину матиме хвиля у воді? Який колір побачить людина, розплющивши очі під водою? Відповідь: 0,53 мкм, червоний колір.
Задача 6.1.3.Визначити товщину мильної плівки, якщо у відбитому світлі вона здається зеленою. Довжина хвилі 5·10-7м. Кут між перпендикуляром і променем зору 350. Показник заломлення плівки 1,33.
Задача 6.1.4.Дифракційна решітка має 120 штрихів на 1мм. Визначити довжину хвилі монохроматичного світла, що падає на решітку, якщо кут між двома спектрами першого порядку становить 80. Відповідь: 580 нм.
Задача 6.1.5.Визначити кут відхилення променів зеленого світла ( = 0,55 мкм) у спектрі першого порядку, утвореному за допомогою дифракційної решітки , період якої 0,02 мм. Відповідь: 1,50.
Задача 6.1.6.Яку ширину має весь спектр першого порядку (довжини хвиль лежать у межах від 0,38 до 0,76 мкм), утворений на екрані, віддаленому на 3м від дифракційної решітки з періодом 0,007мм? Відповідь: 11см.  
Задача 6.1.7. Перпендикулярно до поверхні дифракційних ґраток падають паралельно промені світла від певного джерела. Лінію λ1 = 660 нм видно у спектрі другого порядку під певним кутом . Які ще спектральні лінії буде видно під цим же кутом (прийняти діапазон видимого світла від 400 нм до 760 нм)?
Задача 6.1.8. Яке загальне число дифракційних максимумів, що дають ці ґрати при освітленні їх світлом із довжиною хвилі 750 нм?
Задача 6.1.9. Дифракційні ґрати містять 120 штрихів на 1 мм їхньої довжини. Знайти довжину хвилі монохроматичного світла, яке падає на ґрати, якщо кут між напрямами на максимуми першого порядку, розміщені по обидві сторони від центрального, = 600
Задача 6.1.10. Визначити кут дифракції φ променів зеленого світла (λ=550нм), що утворюють максимум другого порядку, якщо період ґраток 0,002 мм. Знайти кут дифракції mах променів, які утворюють останній максимум.
6.2.Елементи квантвої фізики.
1. Квантові властивості світла.
2. Зародження квантової теорії.
3.Фотони.
4. Фотоелектричний ефект.
4.1. Явище зовнішнього фотоефекту.
4.2.Закони зовнішнього фотоефекту.
4.3. Рівняння фотоефекту
4.4.Застосування фотоефекту.
5.Тиск світла
6.Хімічна дія світла.
6.2.1.Екзаменаційні питання
44. Корпускулярно-хвильовий дуалізм. Тиск світла. Дослід Лебедєва. Хімічна дія світла.
45. Фотоелектричний ефект. Закони фотоефекту, їх пояснення на основі квантових уявлень. Рівняння Ейнштейна.
46. Тиск рідин і газів. Закон Паскаля. Атмосферний тиск.
6.2.2.Питання для самостійного відпрацювання
1.Люмінесценція.
2.Квантові генератори та їх застосування.
3.Хімічна дія світла.
6.2.3. Задачі для самостійного розв’язування
Задача 6.2.1. Визначити довжину хвилі променів, кванти яких мають таку саму енергію, що й електрон, який пролетів різницю потенціалів 4,1В.
Відповідь: = 0,3мкм.
Задача 6.2.2. Джерело світла, потужність якого 100Вт, випускає 5·1020 фотонів за 1с. Обчислити середню довжину хвилі випромінювання. Відповідь: = 0,99мкм.
Задача 6.2.3. Якої довжини промені світла треба спрямувати на поверхню цезію, щоб максимальна швидкість фотоелектронів становила 2000км/с? Червона межа фотоефекту кр для цезію дорівнює 690нм. Відповідь: = 94нм.
Задача 6.2.4. Визначити максимальну швидкість max фотоелектронів, які вириваються з поверхні срібла під дією ультрафіолетового випромінювання з довжиною хвилі = 0,155мкм.
Задача 6.2.5. Визначити енергію, масу і кількість руху фотона, якому відповідає довжина хвилі 0,1нм. Відповідь: ф= 19,86·10-16Дж; mф=2,2·10-34кг;
рф=6,62·10-24кг·м/с.  
Задача 6.2.6. Для калію червона межа фотоефекту відповідає довжині хвилі 620 нм. Якою є максимальна швидкість руху фотоелектронів при опроміненні калію світлом з довжиною хвилі 500 нм?
Задача 6.2.7. Мінімальна частота світла, що вириває електрони з поверхні катода, дорівнює 6ּ1014 Гц За якої довжині хвилі проміння максимальна швидкість руху фотоелектронів дорівнює 106 м/с ?
Задача 6.2.8. На поверхню металу діє світло з частотою 6ּ1014 Гц. Якою є максимальна кінетична енергія фотоелектронів, якщо робота виходу електронів з металу дорівнює 1,5ּ10–19 Дж?
Задача 6.2.9. Знайти масу фотона, який має довжину хвилі 16 нм.
Задача 6.2.10. З якою швидкістю має рухатися електрон, щоб його імпульс дорівнював імпульсові фотона довжиною хвилі 0,52 мкм?
Задача 6.2.11. Знайти роботу виходу електрона з металу, якщо фотоефект починається при граничній частоті світла 6 1014 Гц.
Задача 6.2.12. Який імпульс фотона, що має енергію 3 еВ?
6.3.Спеціальна теорія відносності.
1.Основні положення спеціальної теорії відносності(СТВ).
2.Кінематичні ефекти СТВ
3.Закон взаємозв’язку маси і енергії.
4.Релятивістська механіка
6.3.1.Екзаменаційні питання
47.Архімедова сила. Плавання тіл. Практичне застосування закону Архімеда.
6.3.2.Питання для самостійного відпрацювання
1.Сучасні уявлення про простір і час.
2.Взаємозв’язок класичної і релятивістської механіки.
6.3.3. Задачі для самостійного розв’язування
Задача 6.3.1.За якої швидкості релятивістська маса тіла зростає в 2 рази?
Задача 6.3.2.Релятивістська маса електрона в 5 разів більша за його масу спокою. Визначте кінетичну енергію електрона та його імпульс
Лабораторна робота 4(9). Визначення показника заломлення скла.
Лабораторна робота 5(10). Вимірювання довжини світлової хвилі за допомогою дифракційної решітки
Модульна контрольа робота № 6
Реферати
1. Розвиток уявлень про природу світла.
2. Використання інтерференції в науці і техніці.
3. Поняття про голографію.
4. Прилади для добування і дослідження спектрів.
5. Спектральний аналіз, його види та застосування.
6. Застосування рентгенівського випромінювання.
7. Шкала електромагнітних хвиль.
8. Застосування фотоефекту.
Модуль 7.АТОМНА І ЯДЕРНА ФІЗИКА
1.Ядерна модель атома.
2.Квантові постулати Бора.
3.Поглинання та випромінювання енергії атомом.
4. Спектри поглинання і випромінювання. Неперервний і лінійчатий спектри.
5.Спектральний аналіз та його застосування.
6.Склад ядра атома. Енергія зв'язку атомних ядер.
7.Ядерні реакції. Енергетичний вихід ядерних реак-цій.
8.Радіоактивність. Альфа-, бета-, гамма-випроміню-вання.
9.Закон радіоактивного розпаду.
10.Методи реєстрації іонізуючих випромінювань. Дозиметрія
11.Одержання та використання радіоактивних ізотопів.
12.Поглинена доза випромінювання та її біологічна дія. Захист від опромінення.
13.Поділ ядер урану. Ланцюгова реакція.
14.Термоядерні реакції.
15.Проблеми розвитку ядерної енергетики в Україні. Чорнобильська катастрофа та ліквідація її наслідків.
16.Боротьба за ліквідацію загрози ядерної війни.
17.Елементарні частинки та їх властивості; частинки і античастинки.
18.Взаємоперетворюваність елементарних частинок.
19.Фундаментальні взаємодії в природі та фізичні теорії.
20.Єдність фізичних основ законів та закономірностей явищ мікро- та макросвіту, обмеження сучасної науки у їх пізнанні.
21.Фізика як основа сучасних комп’ютерних, виробничих, медичних та біоінженерних технологій.
7.1.Екзаменаційні питання
48.Дослід Резерфорда. Ядерна модель атома. Квантові постулати Бора.
49.Неперервний та лінійчатий спектри. Спектри поглинання та випромінювання. Спектральний аналіз та його застосування.
50. Радіоактивність. Закон радіоактивного розпаду. Альфа-, бета-, гамма-випромінювання.
51. Поділ ядер урану. Ланцюгова реакція. Ядерний реактор. Термоядерні реакції.
52.Експериментальні методи реєстрації іонізуючих випромінювань. Поглинена доза випромінювання, її біологічна дія. Способи захисту від випромінювання.
7.2.Питання для самостійного відпрацювання
1.Спектральний аналіз та його застосування.
2.Одержання та використання радіоактивних ізотопів.
3.Методи реєстрації іонізуючих випромінювань. Дозиметрія
7.3. Задачі для самостійного розв’язування
Задача 7.3.1. Визначити атомні номера, масові числа і хімічні символи ядер, які утворюються, якщо в ядрах , , протони замінити нейтронами, а нейтрони – протонами.
Задача 7.3.2.  Скільки α- і β-частинок утворюється при перетворенні ядра урану в ядро вісмуту ?
Задача 7.3.3. Обрахуйте дефект маси Δm і енергію зв’язку ΔЕзв ядра .
Відповідь: Δm = 0,08186а.о.м., ΔЕзв= 76,2МеВ.
Задача 7.3.4. Обрахуйте енергію Езв, яку потрібно затратити, щоб відірвати нейтрон від ядра . Відповідь: Езв = 12,42МеВ.
Задача 7.3.5. За який час t розпадається ¼ початкової кількості ядер радіоактивного ізотопу, якщо період його піврозпаду Т1/2=24год?
Відповідь: t = 10,5год.
Задача 7.3.6. За час t = 8 діб розпалося k = ¾ початкової кількості ядер радіоактивного ізотопу. Визначити період піврозпаду Т1/2. Відповідь: Т1/2 = 4 доби.
Задача 7.3.7. Вичислити енергію фотона, що випромінюється при переході електрона в атомі водню з третього енергетичного рівня на перший.
Відповідь: Еф=12,1еВ. 
Задача 7.3.8.Чому дорівнює швидкість електрона на 5 стаціонарній орбіті?
Задача 7.3.9. перейшов з 6 орбіти на 3. Чому дорівнює частота випромінювання?
Задача 7.3.10.Чому дорівнює період обертання електрона на 5 стаціонарної орбіті?
Задача 7.3.11.Чому дорівнює радіус 6 стаціонарної орбіти атому?
Реферати
1.Одержання та використання радіоактивних ізотопів.
2. Проблеми розвитку ядерної енергетики в Україні.
3. Проблеми термоядерної енергетики.
4.Елементарні частинки, їх класифікація та властивості.
5.Способи спостереження і реєстрації заряджених частинок
6.Взаємоперетворюваність елементарних частинок.
7.Фундаментальні взаємодії в природі та фізичні теорії.
8.Єдність фізичних основ законів та закономірностей явищ мікро- та макросвіту, обмеження сучасної науки у їх пізнанні.
9.Фізика як основа сучасних комп’ютерних, виробничих, медичних та біоінженерних технологій.
Лабораторна робота №6 (11). Вивчення треків заряджених частинок за готовими фотографіями.
Модульна контрольа робота № 7
Семестрова контрольа робота
Список джерел інформації
1. Дмитрієва В.Ф. Фізика. Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів 1-2 рівнів акредитації, 2008
2. Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Фізика. Підручник для середніх спеціальних навчальних закладів. – К.: Высшая школа, 1983
3. Сиротюк В.Д. Фізика; підручник для 11 класів загальноосвітніх навчальних закладів (рівень стандарту), 2011
4. Кирик Л.А. Фізика 11 клас. Запитання , задачі, тести (рівень стандарту), 2010
5. Кирик Л.А. Фізика 11 клас. Різнорівневі самостійні та тематичні контрольні роботи (рівень стандарту), 2010
6.Альошина М.О. Фізика. Типові тестові завдання, 2011
7.Непорожня Л.В., Петренко А.М., Овсянніков О.А., Селезнев Ю.О Збірник завдань для державної підсумкової атестації з фізики. 11 клас – К.: Освіта, 2011
8.Гельфгат І.М. та ін. Збірник різнорівневих завдань для державної підсумкової атестації з фізики. – Харків: Гімназія, 2003. – 80 с.
9.Римкевич А.П. Збірник задач з фізики. – Харків: Олант, 2007. – 224с.
10.Дудінова О.В., Демченко К.Е. Фізика за всією шкільною програмою.- Харків: Вежа. ФОН Співак В.А., 2009. -380с.
11.Садовий А.І., Лего Ю.Г. Основи фізики з задачами і прикладами їх розв’язування. – Київ: Кондор, 2003. – 384с.

Приложенные файлы

  • docx 673098
    Размер файла: 160 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий