Задание по физике 3 курс. Задание заочникам 2 курс физики МАГНЕТИЗМ (Восстановлен). Лекции, часов Практические занятия, часов Лабораторные занятия, часов
 Скачать 225.5 Kb.
|
|
5.2.3. Тематика и краткое содержание лабораторных занятий Учебным планом предусмотрено 15 лабораторных занятий. Длительность выполнения каждой лабораторной работы составляет 4 часа (2 лабораторных занятия). Студенты должны выполнить 7 лабораторных работ из 9 в соответствии с графиком выполнения работ лаборатории «Магнетизм». ЛабораторнАЯ РАБОТА № 1 Тема: Определение горизонтальной составляющей магнитного поля земли. Последовательность выполнения лабораторной работы: Оформить конспект лабораторной работы. Ответить на контрольные вопросы: Устройство и принцип работы тангенс-гальванометра. Сформулировать и записать закон Био-Савара-Лапласа. Записать формулу связи магнитной индукции с напряженностью, указать единицы измерения этих величин. Знать: а) выводы формул для индукции и напряженности магнитного поля прямого тока, кругового тока в центре и на его оси, соленоида с числом витков N; б) вывод формулы для определения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли; в) методику проведения эксперимента; г) как определяется направление горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли, магнитного поля тока. Выполнить лабораторную работу (провести измерения, соблюдая заданные условия; грамотно и аккуратно записать результаты в таблицы; вычислить погрешности прямых и косвенных измерений). Оформить отчет о выполнении лабораторной работы. ЛабораторнАЯ РАБОТА № 2 Тема: Отношение заряда электрона к его массе e/m Последовательность выполнения лабораторной работы: Оформить конспект лабораторной работы. Ответить на контрольные вопросы: Сформулировать правило левой руки для определения направления силы Лоренца. Какими свойствами обладают линии магнитной индукции? Как определяется направление силы, действующей на заряд в электрическом поле? Какой физический смысл имеет критическое значение магнитной индукции Bкр? Как определяется направление силы, действующей на заряд, движущийся в скрещенных электрическом и магнитном полях? Выполнить лабораторную работу (провести измерения, соблюдая заданные условия; грамотно и аккуратно записать результаты в таблицы; вычислить погрешности прямых и косвенных измерений). Оформить отчет о выполнении лабораторной работы. ЛабораторнАЯ РАБОТА № 3 Тема: Индуктивность и емкость в цепи переменного тока Последовательность выполнения лабораторной работы: Оформить конспект лабораторной работы. Ответить на контрольные вопросы: Записать закон Ома для цепи, содержащей R, C и L. Чему равен сдвиг фаз между напряжением и током в цепи, содержащей катушку, емкость? Изобразить векторную диаграмму для цепи, содержащей R, С и L. Можно ли подобрать R, C и L образом, чтобы напряжение на участке цепи, содержащем R, C и L и подключенном к источнику переменного напряжения, было равно нулю? Каким образом можно уменьшить потери электрической энергии, затрачиваемой на прохождение тока в цепи, содержащей R, C и L? Выполнить лабораторную работу (провести измерения, соблюдая заданные условия; грамотно и аккуратно записать результаты в таблицы; вычислить погрешности прямых и косвенных измерений). Оформить отчет о выполнении лабораторной работы. ЛабораторнАЯ РАБОТА № 4 Тема: Изучение вынужденных колебаний Последовательность выполнения лабораторной работы: Оформить конспект лабораторной работы. Ответить на контрольные вопросы: Какие колебания называются вынужденными? Записать дифференциальное уравнение вынужденных колебаний и его решение. Что называется резонансом? Каков физический смысл добротности при резонансе в колебательном контуре? Пояснить физическую сущность использования явления резонанса в радиотехнике. Выполнить лабораторную работу (провести измерения, соблюдая заданные условия; грамотно и аккуратно записать результаты в таблицы; вычислить погрешности прямых и косвенных измерений). Оформить отчет о выполнении лабораторной работы. ЛабораторнАЯ РАБОТА № 5 Тема: Изучение явления гистерезиса ферромагнитных материалов. Последовательность выполнения лабораторной работы: Оформить конспект лабораторной работы. Ответить на контрольные вопросы: Какова причина спонтанной намагниченности доменов в ферромагнетиках? Как ведут себя домены при увеличении напряженности внешнего магнитного поля? Что означает насыщение ферромагнетика? Каковы основные свойства ферромагнетиков? Что понимают под "точкой Кюри"? Какие погрешности имеют место при измерении? Как ведет себя контур с током в магнитном поле? Что такое диамагнетики? Что такое парамагнетики? Выполнить лабораторную работу (провести измерения, соблюдая заданные условия; грамотно и аккуратно записать результаты в таблицы; вычислить погрешности прямых и косвенных измерений). Оформить отчет о выполнении лабораторной работы. ЛабораторнАЯ РАБОТА № 6 Тема: Изучение затухающих колебаний Последовательность выполнения лабораторной работы: Оформить конспект лабораторной работы. Ответить на контрольные вопросы: Какие колебания называются затухающими? Записать дифференциальное уравнение затухающих колебаний и его решение. При каком условии движение колебательной системы становится апериодическим? Каков физический смысл добротности колебательной системы? От чего зависит частота колебаний в колебательном контуре? Выполнить лабораторную работу (провести измерения, соблюдая заданные условия; грамотно и аккуратно записать результаты в таблицы; вычислить погрешности прямых и косвенных измерений). Оформить отчет о выполнении лабораторной работы. ЛабораторнАЯ РАБОТА № 7 Тема: Изучение магнитного поля соленоида Последовательность выполнения лабораторной работы: Оформить конспект лабораторной работы. Ответить на контрольные вопросы: Что такое магнитная индукция? Вывести формулу для расчета магнитной индукции па оси витка с током на расстоянии х от его плоскости, используя закон Био-Савара-Лапласа. Вывести формулу для расчета магнитной индукции ни оси соленоида в произвольной точке. На чем основан метод измерения магнитной индукции, примененный в работе? Какая величина измеряется непосредственно? От чего она зависит? Выполнить лабораторную работу (провести измерения, соблюдая заданные условия; грамотно и аккуратно записать результаты в таблицы; вычислить погрешности прямых и косвенных измерений). Оформить отчет о выполнении лабораторной работы. ЛабораторнАЯ РАБОТА № 8 Тема: Изучение явления взаимной индукции Последовательность выполнения лабораторной работы: Оформить конспект лабораторной работы. Ответить на контрольные вопросы: Дать формулировку закона электромагнитной индукции. В чем заключается явление самоиндукции? Сформулировать правило Ленца. Как соотносятся между собой действующее и амплитудное значение тока? Почему при подключении последовательно соединенных катушек взаимная индуктивность зависит от направления тока в них? Записать закон Ома для цепи переменного тока. От чего зависит взаимная индуктивность двух катушек? При каких условиях индуктивное сопротивление будет намного больше омического? Что такое магнитный поток и потокосцепление? Выполнить лабораторную работу (провести измерения, соблюдая заданные условия; грамотно и аккуратно записать результаты в таблицы; вычислить погрешности прямых и косвенных измерений). Оформить отчет о выполнении лабораторной работы. ЛабораторнАЯ РАБОТА № 9 Тема: Экспериментальное изучение магнитных параметров ферромагнетиков группы железа Последовательность выполнения лабораторной работы: Оформить конспект лабораторной работы. Ответить на контрольные вопросы: Откуда возник термин магнетизм? В чем заключается гипотеза Вейеса? Как объяснить первородную кривую намагничивания  ?Чем отличаются две петли гистерезиса с малой и большой величинами  ?Как определить следующие магнитные параметры из петель гистерезиса:  ,  ,  ,  ,  , w?В чем заключаются отличия динамической и статической петель ?Магнитострикция. Кто открыл ее и в чем суть этого явления? Области применения магнитно-мягких и магнитно-жестких и магнитно-стрикционных материалов? Приведите примеры из электрорадиотехники, электроники и др. *) Магнитострикция – явление изменения линейных размеров ферромагнетиков (l) под действием  (эффект открыт Джоулем в 1842 г.). Величина l»10 – 4 ¸ 10 – 6 и зависит от ряда факторов: состава, температуры, магнитной природы компонентов сплавов, степени атомного упорядочения.Выполнить лабораторную работу (провести измерения, соблюдая заданные условия; грамотно и аккуратно записать результаты в таблицы; вычислить погрешности прямых и косвенных измерений). Оформить отчет о выполнении лабораторной работы. 6. Оценочные материалы для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине 6.1. Оценочные материалы для проведения текущего контроля Текущий контроль знаний студентов осуществляется проводимыми по основным темам дисциплины следующими контрольными оценочными мероприятиями: коллоквиум; контрольная работа, защита лабораторных работ. Примеры оценочных материалов для проведения текущей аттестации обучающихся по дисциплине 1Чем создается магнитное поле 2 Что называется магнитным моментом рамки с током? 3 Как определить направление магнитного момента рамки с током? 4 Чему равен вращающий момент, действующий на рамку с током в магнитном поле? 5 Что называется магнитной индукцией B 6 Что называется силовой линией вектора В? 7 В каких единицах измеряется магнитная индукция В? 8 Что называется напряжённостью магнитного поля H? 9 В каких единицах измеряется напряжённость магнитного поля? 10 Как направлен магнитный момент рамки с током? 11 Построить силовую линию прямолинейного проводника с током. 12 Определите закон Био-Савара-Лапласа в векторной форме. 13 Определите закон Био-Савара-Лапласа в скалярной форме. 14 Определите принцип суперпозиции полей. 15 Чему равно поле, создаваемое прямым бесконечно длинным проводником? 16 Чему равно поле кругового проводника с током? 17 Чему равно поле проводника конечной длины с током? 18 Что называется циркуляцией вектора В? 19 Сформулируйте закон полного тока. 20 Какое поле называется вихревым? 21 Что называется соленоидом? 22 Какое поле называется однородным? 23 Какое поле называется неоднородным? 24 Какой соленоид является бесконечно длинным? 25 Какое поле в бесконечно длинном соленоиде? 26 Какой соленоид является соленоидом конечной длины? 27 Какое поле в соленоиде конечной длины? 28 Чему равна напряжённость магнитного поля внутри бесконечно длинного соленоида? 29 Какая сила действует на проводник с током, помещенный в магнитное поле? 30 Чему равна сила Ампера? 31 Как определяется направление силы Ампера? 32 В каких единицах измеряется сила Ампера? 33 Чему равна сила, действующая между двумя параллельными проводниками? 34 Как зависит сила, действующая между двумя параллельными проводниками от расстояния между ними? 35 Как зависит сила, действующая между двумя параллельными проводниками от силы тока в этих проводниках? 36 Как взаимодействуют параллельные проводники с сонаправленными токами? 37 Как взаимодействуют параллельные проводники с противоположно направленными токами? 38 Какая сила действует на заряд, движущийся в магнитном поле? 39 Чему равна сила Лоренца? 40 Как определяется направление силы Лоренца? 41 В каких единицах измеряется сила Лоренца? 42 Как будет двигаться частица в магнитном поле, если v параллельно В? 43 Как будет двигаться частица в магнитном поле, если v перпендикулярно В? 44 Как будет двигаться частица в магнитном поле, если v составляет угол с вектором В? 45 В чем заключается эффект Холла? 46 Чему равна холловская разность потенциалов? 47 Где применяется эффект Холла? 48 Что называется потоком вектора магнитной индукции? 49 Сформулируйте теорему Гаусса для магнитного поля? 50 В каких единицах измеряется поток вектора магнитной индукции? 51 Чему равна работа по перемещению проводника с током в магнитном поле? 52 Сформулируйте гипотезу Ампера. 53 Что называется микротоком? 54 Чему равен магнитный момент атома? 55 Какие вещества называются диамагнетиками? 56 Какие вещества называются парамагнетиками? 57 В чем заключается природа диамагнетизма? 58 Какой эффект называется парамагнитным? 59 Что называется макротоком? 60 Чему равно результирующее поле в диамагнетике? 61 Чему равно результирующее поле в парамагнетике? 62 Что характеризует магнитная восприимчивость? 63 Что характеризует магнитная проницаемость? 64 Какие вещества называют ферромагнетиками? 65 Какая температура в ферромагнетике называется температурой Кюри? 66 Что называется доменом? 67 Что называется гистерезисом? 68 Что называется остаточной намагниченностью вещества? 69 Что называется коэрцитивной силой? 70 Какой рисунок петли гистерезиса соответсвует магнитомягким ферромагнетикам? 71 Какой рисунок петли гистерезиса соответсвует магнитожестким ферромагнетикам? 72 Чему равна работа силы Лоренца при движении протона в магнитном поле? 73 Чему равен вектор намагниченности? 74 Как связаны магнитная проницаемость и магнитная восприимчивость? 75 Как связаны вектор магнитной индукции и напряженности магнитного поля? 76 Как связаны вектор намагниченности и напряженности магнитного поля? 77 Положительна или отрицательна магнитная восприимчивость в диамагнетике? 78 Положительна или отрицательна магнитная восприимчивость в парамагнетике? 79 Что называется электромагнитной индукцией? 80 Определите закон Фарадея. 81 Правило Ленца 82 Как определяется направление индукционного тока 83 Назовите три способа получения ЭДС индукции. 84 Чему равно потокосцепление? 85 В каких единицах измеряется потокосцепление? 86 Что называется токами Фуко? 87 В чем заключается явление самоиндукции? 88 Что называется индуктивностью? 89 В каких единицах измеряется индуктивность? 90 Чему равна энергия магнитного поля? 91 Чему равен ток при размыкании цепи? 92 Чему равен ток при замыкании цепи? 93 Что называется взаимной индукцией? 94 Для чего предназначены трансформаторы? 95 Чему равен коэффициент трансформации? Пример контрольной работы Квадратная проволочная рамка расположена в одной плоскости с длинным прямым проводником так, что две ее стороны параллельны проводнику. По рамке и проводнику текут одинаковые токи I = 200 A. Определить силу F, действующую на рамку, если ближайшая к проводнику сторона рамки находится от него на расстоянии, равном ее длине. Протон движется по окружности радиусом R = 0.5 см с линейной скоростью = 106 м/с. Определить магнитный момент  m, создаваемый эквивалентным круговым током. Катушка, намотанная на магнитный цилиндрический каркас, имеет N = 250 витков и индуктивность L1 = 36 мГн. Чтобы увеличить индуктивность катушки до L2 = 100 мГн, обмотку катушки сняли и заменили обмоткой из более тонкой проволоки с таким расчетом, чтобы длина катушки осталась прежней. Сколько витков оказалось в катушке после перемотки? Требования к оформлению конспекта лабораторной работы. Лабораторная работа № ___ (название). Цель работы: (переписать полностью из описания). Краткая теория: (выписать основные понятия, формулы, расчетные формулы и пояснить каждый символ, входящий в формулу). Экспериментальная установка: (нарисовать чертеж и написать наименование деталей). Таблицы: (если они не представлены в лабораторной работе, то их состав и количество определить самостоятельно в соответствии с методикой измерений и обработкой их результатов). Расчеты: (выполнить все расчеты, включая расчетные формулы и подстановку числовых значений). Графики: (построить все необходимые графики). Требования к оформлению отчета о выполнении лабораторной работы Выполнены все пункты требований к оформлению конспекта лабораторной работы. Для всех величин в таблицах записана соответствующая единица измерения. На графике – оси декартовой системы координат. На осях – стрелки, индексы величин, единицы измерения. Форма графика соответствует теоретической зависимости (не ломанная). Записаны выводы по графику (см. шаблон). Записаны выводы по результатам измерений (см. шаблон).
|