ргр. Сборник вариантов заданий для расчётнографических работ по электростатике и

• Название: Сборник вариантов заданий для расчётнографических работ по электростатике и
• Дата: 12.10.2022
• Размер: 107 Kb.
• Имя файла: Sbornik_dlya_RGR_v_novom_formate_razdel_3_-_2022 (1).docx
• Тип: Сборник; #730752

СБОРНИК

вариантов заданий для расчётно-графических работ

по электростатике и магнетизму


Длястудентоввсехспециальностей

2022

Электромагнетизм
Заданиядлярасчётно-графическихработ

Задание 3.1

Тема: Электростатика.

Формулировка задания.

На рис. 3.1 приведена система заряженных концентрических сфер, находящихся внутри заряженного цилиндра. Радиусы сфер: R₁= 15 см, R₂⁼ 25см, R₃= 35 см, R₄= 45 см, радиус цилиндра R₅ = 65 см. Величины зарядов сфер и цилиндра указаны в таблице 3.1.

1. 
   Постройте график зависимости напряженности электрического поля от расстояния до центра сфер Е=Е(r).
   
2. 
   Определите разность потенциалов между внутренней и внешней сферами, и сферами и цилиндром.
   

Задание 3.2

Тема: Электростатика.

Формулировка задания.

На рис. 3.2 приведена система заряженных коаксиальных длинных цилиндров находящихся внутри заряженной сферы. Радиусы цилиндров R₁=17 см, R₂ = 27 см, R₃ = 37 см, R₄ = 47 см, радиус сферы R₅ = 80 см. Линейные плотности зарядов на цилиндрах, и поверхностная плотность заряда сферы приведены в таблице 3.2

1. 
   Постройте график зависимости напряженности электрического поля от расстояния до оси цилиндров.
   
2. 
   Определите разность потенциалов между внутренним и внешним цилиндрами, цилиндрами и сферы.
   

Значенияпараметровповариантам.

Таблица3.1

Номер варианта	Заряды на сферах, нКл
	Q1	Q2	Q3	Q4	Q5
1.	10	10	0	-10	50
2.	20	10	-10	0	40
3.	20	0	-10	-10	30
4.	0	-10	10	-10	20
5.	10	-20	0	10	30
6.	10	20	-10	0	40
7.	10	-10	0	10	50
8.	-10	0	10	10	40
9.	-10	20	-10	0	30
10.	-10	10	0	-10	20
11.	0	10	-20	10	30
12.	20	0	-20	10	40
13.	-20	10	-10	0	50
14.	10	10	0	-10	40
15.	20	10	-10	0	30
16.	20	0	-10	-10	20
17.	0	-10	10	-10	30
18.	10	-20	0	10	40
19.	10	20	-10	0	50
20.	10	-10	0	10	40
21.	-10	0	10	10	30
22.	-10	20	-10	0	20
23.	-10	10	0	-10	30
24.	0	10	-20	10	40
25.	20	0	-20	10	50
26.	-20	10	-10	0	40
27.	10	10	0	-10	30
28.	20	10	-10	0	20
29.	20	0	-10	-10	30
30.	0	-10	10	-10	40

Значенияпараметровповариантам.

Таблица 3.2

Номер варианта	Линейные плотности зарядов на цилиндрах, нКл/м
	1	 2	 3	 4	σ 5
1.	10	10	0	-10	30
2.	20	10	-10	0	35
3.	20	0	-10	-10	40
4.	0	-10	10	-10	45
5.	10	-20	0	10	50
6.	10	20	-10	0	55
7.	10	-10	0	10	60
8.	-10	0	10	10	65
9.	-10	20	-10	0	70
10.	-10	10	0	-10	75
11.	0	10	-20	10	30
12.	20	0	-20	10	35
13.	10	10	0	-10	40
14.	20	10	-10	0	45
15.	20	0	-10	-10	50
16.	0	-10	10	-10	55
17.	10	-20	0	10	60
18.	10	20	-10	0	65
19.	10	-10	0	10	70
20.	-10	0	10	10	75
21.	-10	20	-10	0	30
22.	-10	10	0	-10	35
23.	0	10	-20	10	40
24.	20	0	-20	10	45
25.	10	10	0	-10	50
26.	20	10	-10	0	55
27.	20	0	-10	-10	60
28.	0	-10	10	-10	65
29.	10	-20	0	10	70
30.	10	20	-10	0	75

Задание 3.3

Тема: Магнитнаяиндукция.

Формулировка задания.

По плоскому контуру из тонкого провода течет ток I= 2 А. Определите индукцию магнитного поля, создаваемого этим током в точке О. Контур выбирается в соответствии с номером варианта. Радиус R= 30 см.

Построить графики зависимости магнитной индукции от:

• 
  силы тока I.
  
• 
  радиуса изогнутой части R
  

Значенияпараметровповариантам.

Таблица 3.3

Вариант1,21	Вариант2
Вариант3	Задание4, 22
Вариант5	Вариант6

Вариант7	Вариант8,23
Вариант9	Вариант10,24
Вариант11	Вариант12
Вариант13,25	Вариант14,26

Вариант15	Вариант16
Вариант17,27	Вариант18,28
Вариант19,29	Вариант20,30

Приложение

1. 
   Справочныеданные
   

Константы
число 	 = 3,14
ускорение свободного падения на Земле	g = 10 м/с2
гравитационная постоянная	G = 6,7·10–11 Н·м2/кг2
газовая постоянная	R = 8,31 Дж/(моль·К)
постоянная Больцмана	k = 1,38·10–23 Дж/К
постоянная Авогадро	NА = 6·1023 моль–1
скорость света в вакууме	с = 3·108 м/с
коэффициент пропорциональности в законе Кулона	k = 1 = 9·109 Н·м2 4 πε0 /Кл2
элементарный заряд	e = 1,6·10 – 19 Кл
постоянная Планка	h = 6,6·10 – 34 Дж·с

Соотношениемеждуразличнымиединицами
температура	0 К = – 273,15С
атомная единица массы	1 а.е.м. = 1,6610 – 27 кг
1 атомная единица массы эквивалентна	931,5 МэВ
1 электронвольт	1 эВ = 1,610 – 19 Дж

Массачастиц
электрона	9,110 –31кг  5,510 –4 а.е.м.
протона	1,67310–27 кг  1,007 а.е.м.
нейтрона	1,67510–27 кг  1,008 а.е.м.

Плотность
воды	1000 кг/м3	алюминия	2700 кг/м3
древесины (сосна)	400 кг/м3	меди	8900 кг/м3
парафина	900 кг/м3	ртути	13600 кг/м3

Удельная
теплоемкость воды	4,210 3 Дж/(кгК)
теплоемкость алюминия	900 Дж/(кгК)
теплоемкость железа	640 Дж/(кгК)
теплоемкость меди	380 Дж/(кгК)
теплоемкость свинца	130 Дж/(кгК)
теплота парообразования воды	2,310 6 Дж/кг
теплота плавления свинца	2,510 4 Дж/кг
теплота плавления льда	3,310 5 Дж/кг
Нормальныеусловия давление 105 Па, температура 0С

Молярнаямаcса
азота	2810 – 3 кг/моль	кислорода	3210 – 3 кг/моль
аргона	4010 – 3 кг/моль	лития	610 – 3 кг/моль
водорода	210 – 3 кг/моль	молибдена	9610 – 3 кг/моль
воздуха	2910 – 3 кг/моль	неона	2010 – 3 кг/моль
гелия	410 – 3 кг/моль	глекислого газа	4410 – 3 кг/моль

2. 
   Рекомендациикрешениюзадачисодержаниюотчётапорасчётно–графическомузаданию.
   

Прирешениизадачнеобходимо:

• 
  выполнить рисунок или начертить схему (если это требуется для решения);
  
• 
  сопровождать применяемые формулы и законы пояснениями, мотивирующими решение;
  
• 
  представить результат в общем виде, т.е. преобразовать выражение для определяемой величины так, чтобы в него входили лишь буквенные обозначения величин, заданных в условии задачи, и необходимые физические константы;
  
• 
  проверить размерность полученного результата;
  
• 
  выполнить необходимые вычисления и представить результат в Международной системе единиц ;
  
• 
  построить графики (если необходимо);
  
• 
  сформулировать полный ответ в соответствии с вопросом задачи.
  

Привыполнениирасчётно-графическихработпо общей физике рекомендуется оформить отчёт следующего содержания:

1. 
   Титул в соответствии с требованиями вуза.
   
2. 
   Задание в соответствии с вариантом.
   
3. 
   Краткое теоретическое содержание:
   
   1. 
      Явление изучаемое в РГР.
      
   2. 
      Определение основных физических понятий, объектов, процессов и величин.
      
   3. 
      Законы и соотношения, описывающие изучаемые процессы.
      
   4. 
      Пояснение к физическим величинам, входящим в формулы, и единицы их измерения.
      
4. 
   Решение поставленных задач:
   
   1. 
      Рисунок (если необходимо для решения)
      
   2. 
      Обоснование применения законов, уравнений и соотношений, используемых при решении.
      
   3. 
      Вывод формул для определяемых физических величин.
      
   4. 
      Проверка размерности величин, полученных в результате решения.
      
   5. 
      Вычисления.
      
5. 
   Графический материал:
   
   1. 
      Таблицы (если необходимо для построения графиков).
      
   2. 
      График полученной зависимости.
      

При этом следует указать аналитическое выражение функциональной зависимости, которую необходимо построить и

на осях координат указать масштаб, физические величины и единицы измерения.

6. 
   Анализ и выводы по результатам работы.
   

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК УЧЕБНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. 
   Трофимова Т.И. Курс физики: учеб.пособие [Электронный ресурс]/ Т.И.Трофимова. - 21-е изд., стер. - М.: Академия, 2015. - 560 с. и пред.изд. (2008, 2007, 2004, 1997) http://irbis.spmi.ru/jirbis2/components/com_irbis/pdf_view/
   
2. 
   Детлаф А.А. Курс физики: учеб.пособие [Электронный ресурс]/ А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. - 5-е изд., стер. – М.: ACADEMIA, 2005. - 720 с.и пред. изд. (2003, 2002, 2001, 1998)
   

http://irbis.spmi.ru/jirbis2/components/com_irbis/pdf_view/

3. 
   Савельев И.В. Курс физики: учеб.пособие: в 3 т. Т.1. Механика. Молекулярная физика [Электронный ресурс] /И.В. Савельев – Изд. 5-е, стер. - СПб. [и др.]: Лань,2016. - 352 с.и пред. изд. (2008, 1998, 1989)
   

https://e.lanbook.com/reader/book/95163/#1

4. 
   Савельев И.В. Курс физики: учеб.пособие: в 3 т. Т.2. Электричество. Колебания и волны [Электронный ресурс] /И.В. Савельев – Изд. 4-е, стер. - СПб. [и др.]: Лань,2016. - 480 с.и пред. изд. (2008, 1998, 1989)
   

https://e.lanbook.com/reader/book/100927/#1