Цели и задачи преподавания и изучения дисциплины 4 страница

2) ;

3) А = 0.

5. На рис. дана зависимость потенциала электростатического поля от координаты. Напряженность поля равна нулю на участках …

1) … 0–1 и 2–3; 3) 3–4;

2) 1–2; 4) напряженность везде отлична от нуля.

3. На каких участках (рис.) электростатическое поле является однородным?

1) 0–1 и 2–3; 3) 3–4;

2) 1–2; 4) таких участков нет.

6. Потенциал электрического поля на поверхности металлической заряженной сферы радиусом 50 см равен 4 В. Чему равен потенциал на расстоянии 25 см от центра сферы?

1) 8 В; 2) 2 В; 3) 0; 4) 4 В.

Занятие №7

1. Две проводящие сферы равных радиусов находятся в воздухе. Заряд первой сферы Q₁ = Q, второй — Q₂ = 2 Q. Сравните величины потенциалов сфер:

1) j₁ = j₂;

2) j₁ = 2 j₂;

3) j₁ = 1/2 j₂.

2. Плоский конденсатор можно использовать как емкостный датчик – измеритель малых перемещений какой-либо детали, жестко связанной с одной из пластин конденсатора.

На рис. 6 изображено начальное положение пластин конденсатора (его емкость — С₀). Укажите график зависимости емкости датчика от величины контролируемого перемещения.

1) 2) 3)

3. Определите емкость батареи. С ₁ = С ₂ = С ₃ = 2 мкФ.

1) 3 мкФ; 2) 0,7 мкФ;

3) 6 мкФ; 4) 2,25 мкФ.

4. Радиус изолированной заряженной проводящей сферы увеличился в 2 раза. Как изменилась энергия проводника?

1) Увеличилась в два раза;

2) уменьшилась в два раза;

3) не изменилась.

5. Сравните в точках А и В объемные плотности энергий электростатического поля заряженного плоского конденсатора.

1) w_A > w_B;

2) w_A < w_B;

3) w_A = w_B.

Контрольная работа № 3

1. На пластинах плоского конденсатора находится заряд Q = 10 нКл. Площадь S каждой пластины конденсатора равна 100 см², диэлектрик – воздух. Определить силу, с которой притягиваются пластины. Поле между пластинами считать однородным.

2. Шар радиусом R ₁ = 0,5 м с полостью радиусом R ₀ = 0,2 м (рис. 7), центр которой совпадает с центром шара, заполнен диэлектриком с диэлектрической

проницаемостью e ₁ = 2 и объемной плотностью заряда r = 10^–4 Кл/м³. Найти разность потенциалов точек А и В, расположенных на расстояниях r_A = 0,3 м и r_B =
= 0,4 м от центра шара.

Занятие №8

1. Из формул, приведенных ниже, выберите ту, по которой определяется сила постоянного тока.

1) … = ; 2) … = ; 3) … = ; 4) … = .

2. Даны участки электрической цепи и формулы для разных участков цепи. Укажите однородный участок цепи и формулу, по которой можно вычислить разность потенциалов на концах этого участка.

4) … = ;

5) … = ;

6) … = .

3. Найти сопротивление участка цепи, если R ₁ = R ₂ = R ₃ = R ₄ = R ₅ = R.

1) … = 2 R;

R ₅

R ₁

R ₂

2) … =

;

3) … = 5 R;

R ₄

4) … =

;

5) нет правильного ответа.

4. Дан график зависимости полезной мощности источника тока от сопротивления нагрузки. Определить ЭДС источника тока.

1) 1 В;

2) 4 В;

3) 2 В;

4) 2 ;

5) нет правильного ответа.

5. Дополните утверждение: циркуляция вектора напряженности поля электростатических сил по замкнутой цепи = …

1) … = e;

2) … = U;

3) … = 0,

где e – ЭДС источника, U – напряжение.

Занятие №9

1. Какая из формул выражает закон Био – Савара – Лапласа?

1) ; 2) ; 3) .

2. На каком из рисунков (рис. 1) вектор магнитной индукции поля, создаваемого элементом тока в точке А, направлен противоположно оси z?

1) 2) 3)

Рис. 1

3. Что всегда можно сказать о модуле в точке А для случаев, изображенных на рис. 1, если модуль элемента тока, его координаты и координаты точки А во всех случаях одинаковы?

1) dB ₁ = dB ₂ = dB ₃;

2) dB ₁ ¹ dB ₂ ¹ dB ₃;

3) dB ₂ = dB ₃.

4. Определите циркуляцию вектора индукции магнитного поля вдоль контура L. Направление обхода, величины и направления токов в проводниках указаны на рис..

1) 8 Аm ₀;

2) – 2 Аm ₀;

3) 2 Аm ₀;

3A 2A

4) 1 Аm ₀;

5) 3 Аm ₀.

5. В каком случае (рис. 1) траектория движения частицы в магнитном поле будет прямой?

6. На проводник с током I, находящийся в магнитном поле, действует сила Ампера. В каких случаях (рис. 2) вектор индукции магнитного поля направлен в положительном направлении оси z?

6. В каком случае (рис. 3) магнитный момент контура направлен в положительном направлении оси x?

1) 2) 3) 4)

Рис. 1

1) 2) 3)

Рис. 2

7. Контур с током (рис. 4) находится в однородном магнитном поле. Вектор индукции магнитного поля направлен противоположно оси x. В каком случае вращающий момент, действующий на контур с током, направлен противоположно оси z?

1) 2) 3) 4)

Рис. 4

На рис. 4 – обозначение контура с током, перпендикулярного плоскости чертежа; – ток направлен от нас; – ток направлен к нам.

Занятие №10

1. В каком из указанных случаев изменение магнитного потока при перемещении плоского контура площадью S в однородном магнитном поле с индукцией из положения 1 в положение 2 равно нулю?

Случай 1 Случай 2

Случай 3 Случай 4

2. Вычислите работу внешних сил при перевороте замкнутого плоского контура площадью S = 0,2 м² с током I = 10 А из положения 1 в положение 2 в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,3 Тл. В положениях 1 и 2 вектор ортогонален плоскости контура. Ток в контуре при его перемещении поддерживается постоянным.

Положение 1

Положение 2

3. На графике (рис. 1) изображена зависимость магнитного потока, пронизывающего катушку, от времени.

Рис. 1

Какой из графиков зависимости ЭДС индукции от времени правильный?

1) 2) 3) 4)

4. Проводник, согнутый в виде кольца, помещен в однородное магнитное поле . Направление поля показано на рис. 2. Индукция поля возрастает со временем. Индукционный ток в проводнике имеет направление …

1) … по часовой стрелке;

2) … против часовой стрелки;

3) … ток в кольце не возникает;

4) … направление тока зависит от сопротивления проводника.

5. Проволочная рамка равномерно вращается с частотой 5 об/с в однородном магнитном поле вокруг оси, перпендикулярной к силовым линиям поля. Индукция магнитного поля 1 Тл, площадь поперечного сечения рамки 100 см², число витков в рамке 10. Найдите максимальную ЭДС, возникающую в рамке.

1) 3,14 В; 2) 5 В;

3) 5×10³ В; 4) 31,4×10³ В.

6. Замкнутый проводник в виде квадрата общей длиной L, сопротивлением R расположен в горизонтальной плоскости. Проводник находится в вертикальном магнитном поле с индукцией В. Какое количество электричества DQ протечет по проводнику, если, потянув за противоположные углы квадрата, сложить проводник вдвое?

1) ; 2) ;

3) ; 4) .

7. В катушке индуктивностью 2 Гн сила тока равна 4 А. Как изменится сила тока в катушке, если энергия магнитного поля в катушке уменьшится в 4 раза?

1) Уменьшится в 2 раза;

2) уменьшится в 4 раза;

3) уменьшится в 16 раз.

Контрольная работа № 4

1. По контуру в виде равностороннего треугольника течет ток силой I = 50 А. Сторона треугольника а = 20 см. Определить магнитную индукцию в точке пересечения высот.

2. Короткая катушка площадью поперечного сечения S = 250 см², содержащая N = 500 витков провода, по которому течет ток силой I = 5 А, помещена в однородное магнитное поле, индукция В = 0,1 Тл. Найти: 1) магнитный момент катушки; 2) вращающий момент , действующий на катушку, если силовые линии поля образуют с основаниями катушки угол 60⁰.

3. Квадратный контур со стороной а = 10 см, в котором течет ток силой I =
= 6А, находится в магнитном поле с индукцией В = 0,8 Тл под углом a = 60⁰ к линиям индукции. Какую работу нужно совершить, чтобы при неизменной силе тока в контуре изменить его форму с квадрата на окружность?

Занятие №11

1. Закон Малюса записывается так .

Что обозначено символами I₀ и a?

1) I ₀ – интенсивность естественного света, падающего на поляризатор, a – угол падения луча на анализатор;

2) I ₀ – интенсивность поляризованного света, падающего на анализатор, a – угол между падающим на анализатор и вышедшим из него лучом;

3) I ₀ – интенсивность поляризованного света, падающего на анализатор, a – угол между анализатором и поляризатором;

4) I ₀ – интенсивность поляризованного света, падающего на поляризатор, a – угол между плоскостями поляризации падающего на анализатор луча и анализатора;

5) I ₀ – интенсивность естественного света, падающего на поляризатор, a – угол между плоскостями поляризации падающего на анализатор луча и анализатора.

2. Естественный свет проходит через поляризатор. Интенсивность поляризованного света, выходящего из поляризатора …

1) … равна интенсивности естественного света;

2) … меньше в четыре раза, чем естественного;

3) … меньше в два раза, чем естественного;

4) … определяется по закону I = 0,5 I_e cos² a.

3. Интенсивность естественного света, проходящего через поляризатор и анализатор, ослабляется в два раза. Тогда угол между плоскостями поляризации поляризатора и анализатора равен …

1) … 45⁰; 2) 60⁰; 3) 0⁰; 4) 30⁰.

4. Световой пучок падает на поверхность диэлектрика под углом, большим угла Брюстера. Тогда поляризация отраженного луча …

1) … будет линейной, а преломленного – частичной;

2) … будет частичной, а преломленного – полной;

3) … и преломленного будет частичной;

4) … и преломленного будет полной;

5) … и преломленного будет эллиптической.

5. Укажите, какой из случаев на рис. 1 (1, 2, 3, 4) соответствует явлению полной поляризации при отражении от поверхности изотропной среды. Световые колебания, перпендикулярные к плоскости падения луча, обозначены точками, а колебания, параллельные плоскости падения, – двусторонними стрелками.

1) 2) 3) 4)

Рис. 1

Занятие №12

1. Интерференцией называется …

1) … изменение средней интенсивности при наложении электромагнитных волн;

2) … наложение электромагнитных волн одинаковой частоты;

3) … наложение электромагнитных волн одинаковой частоты с постоянной разностью фаз.

2. У электромагнитной волны при отражении от оптически более плотной среды …

1) … фазы векторов и изменяются на p;

2) … фаза вектора изменяется на p;

3) … фаза вектора изменяется на p;

4) … фазы векторов и не изменяются.

3. Источник квазимонохроматического света характеризуется шириной линии Dl. Время когерентности t_С для излучения этого источника равняется …

1) … Dl / с; 2) сDl / l ²;

3) сl ²/ Dl; 4) 1/(Du).

4. Разность фаз двух монохроматических электромагнитных волн равна
(2 m + 1)2 p. Оптическая разность хода D для этих волн равна …

1) … (2 m + 1) l ₀; 2) (2 m + 1) l ₀/2;

3) (2 m + 1)2 l ₀; 4) (2 m + 1) l ₀/4.

5. При наблюдении колец Ньютона установка погружается в жидкость с показателем преломления n_ж. Показатель преломления линзы равен n_л, пластинки – n_п. В центре картины будет наблюдаться темное пятно …

1) … если n_л > n_ж > n_п; 2) … если n_п > n_ж > n_л;

3) … если n_ж > n_л > n_п; 4) … если n_л = n_п, n_ж > n_л.

Занятие №13

1. Световой пучок падает на границу раздела двух сред. Абсолютный показатель преломления 1-й среды – n ₁, второй – n ₂.

Обозначьте угол падения a, угол преломления b, а угол отражения g (рис. 1).

а) Укажите угол преломления, выбрав соответствующий номер.

б) Укажите соотношение между показателями преломления n ₁ и n ₂ для данного случая:

1. n ₁ < n ₂;

2. n ₁ > n ₂.

Рис. 1

Ответ составьте в виде числа, расположив цифры в порядке возрастания.

2. Дополните определение.

Зоны Френеля – это участки волновой поверхности, выделенные таким образом, что расстояния от краев двух соседних зон до точки, в которой наблюдается действие этой волновой поверхности, отличается на …

1) … длину волны l;

2) … на половину длины волны l /2;

3) … на четверть длины волны l /4.

Зоны Френеля могут иметь …

4) … форму колец …

5) … форму сферических сегментов …

6) … различную форму …

… в зависимости от формы отверстия и вида разбиваемой на зоны волновой поверхности.

Ответ составьте в виде числа, расположив цифры в порядке возрастания.

3. На плоскую щель шириной а падает плоская монохроматическая волна (длина волны l). Укажите выражение, по которому можно вычислить k – максимальное число зон Френеля, укладывающихся на данной щели:

1) К = (2 а sin j)/ l; 2) К = 2 D / l; 3) К = 2 a / l,

где j – угол дифракции, D – оптическая разность хода волн, идущих от краев щели.

4. Из выражений, приведенных ниже, укажите формулу, по которой можно определить направления главных максимумов для одномерной дифракционной решетки.

1) а sin j = (2 m + 1) l /2;

2) (a + b) sin j = 2 m l /2;

3) (a + b) sin j = (2 m +1) l /2,

где m = 0, 1, 2, 3, … – порядок дифракционного максимума, j – угол дифракции, (а + b) – период дифракционной решетки, а – ширина прозрачного промежутка решетки, l – длина плоской монохроматической волны, падающей нормально на решетку.

5. Интенсивность главных максимумов при дифракции монохроматического света на решетке пропорциональна интенсивности от одной щели, умноженной на …

1) … 2 N; 2) N ²; 3) N,

где N – число щелей решетки.

Контрольная работа № 5

1. На тонкий стеклянный клин падает в направлении нормали к его поверхности монохроматический свет (l = 600 нм). Определить угол между поверхностями клина, если расстояние между смежными интерференционными минимумами в отраженном свете b = 4 мм.

2. Плосковыпуклая линза выпуклой стороной лежит на стеклянной пластинке. Определить толщину слоя воздуха, там, где в отраженном свете (l = 0,6 мкм) видно первое светлое кольцо Ньютона.

3. Во сколько раз ослабляется свет, проходя через два николя, плоскости поляризации которых составляют угол 30⁰, если в каждом из николей в отдельности теряется 10% падающего на него светового потока?