Контрольная работа по физике электромагнетизм: Контрольная работа по физике на тему «Электромагнетизм» (8 класс)

Содержание

Контрольная работа по физике на тему «Электромагнетизм» (8 класс)

Контрольная работа № 3 по теме «Электромагнетизм».

вариант 1

Часть А.

А1. Какие вещества проводят электрический ток?

1. воздух;

2. дистиллированная вода;

3. соль;

4. водный раствор соли.

А2. Какое действие электрического тока используется в электрическом звонке?

  1. химическое; 2. тепловое;

3. магнитное; 4. все вышеуказанные действия электрического тока.

А3. Выразите 250 мА в амперах____________

А4. Вольтметр в электрическую цепь включается…

1. последовательно с учётом полярности источника;

2. параллельно с учётом полярности источника;

3. последовательно без учёта полярности источника;

4. параллельно без учёта полярности источника.

А5. Из каких частей состоит электрическая цепь, изображённая на рисунке?

  1. батарея элементов, выключатель, звонок, провода;

  2. батарея элементов, звонок, провода;

  3. батарея элементов, лампа, провода;

  4. батарея элементов, звонок, выключатель, лампа, провода.

А6. Когда электрические заряды движутся, то вокруг них существует (ют)…

  1. электрическое поле;

  2. магнитное поле;

  3. электрическое и магнитное поле;

  4. гравитационное поле.

А7. Чтобы намагнитить кусок железа, необходимо…

  1. его нагреть;

  2. потереть его о шёлк или шерсть;

  3. пропустить по нему электрический ток;

  4. подвергнуть сильному излучению.

А8. Какими полюсами повёрнуты магниты?

  1. одноимёнными; 2. разноимёнными;

3. положительными; 4. отрицательными.

А9. Стальной магнит ломают пополам. Будут ли обладать магнитными свойствами концы А и В на месте излома магнита

  1. не будут обладать магнитными свойствами;

  2. конец А — станет южным полюсом, а В – северным;

  3. А и Б станут однополярными.

  4. конец А — станет северным полюсом, а В – южным;

А10.

К магнитному полюсу поднесли гвозди. Как расположатся гвозди, если их отпустить?

  1. будут висеть отвесно;

  2. головки гвоздей притянутся друг к другу;

  3. сначала притянутся, затем оттолкнуться;

  4. головки гвоздей оттолкнутся друг от друга.

А11. На рисунке изображён дугообразный магнит и его магнитное поле. Какой полюс северный, и какой южный?

  1. А – северный, Б – южный;

  2. А – южный, Б – северный;

  3. А – северный, Б – северный;

4. А – южный, Б – южный.

А12. Магнитное поле электромагнита можно усилить, если…

  1. увеличить силу тока;

  2. увеличить число витков катушки;

  3. вставить железный сердечник;

  4. использовать все вышеуказанные действия.

А13. Сторона стрелки, указывающая на южный магнитный полюс Земли, …

  1. является северным магнитным полюсом.

  2. называется силовой линией магнитного поля.

  3. называется полюсом магнита.

  4. является южным магнитным полюсом.

А14. Изменение угла отклонения магнитной стрелки вблизи проводника …

  1. говорит о существовании вокруг проводника электрического поля

  2. говорит о существовании вокруг проводника магнитного поля

  3. говорит об изменении в проводнике силы тока

  4. говорит об изменении в проводнике направления тока.

Часть В.

В1. На рисунке изображены условные обозначения, применяемые на схемах. Какой буквой обозначены…

1. амперметр;

2. ключ;

3. звонок;

4. плавкий предохранитель;

5. батарея элементов;

6. соединение проводов.

В2. Установите соответствие между физическими величинами и единицами, в которых они измеряются.

1.Сила тока измеряется в …

А. вольтах

2.Напряжение измеряется в…  Б. амперах

3. Мощность электрического тока измеряется в… В. джоулях

4. Работа электрического тока измеряется в… Г. ваттах

Д. ньютонах

Часть С.

С. Сила тока в нагревательном элементе чайника 2,5 А, а сопротивление 48 Ом. Вычислите напряжение на нагревательном элементе чайника.

Контрольная работа № 3 по теме «Электромагнетизм».

вариант 2.

Часть А.

А1. Электрический ток это…

  1. упорядоченное движение частиц;

  2. упорядоченное движение заряженных частиц;

  3. беспорядочное движение частиц;

  4. беспорядочное движение заряженных частиц.

А2. Чтобы получить электрический ток в проводниках необходимо…

  1. поместить его в магнитное поле;

  2. создать в нём электрическое поле;

  3. наличие в нём электрических зарядов;

  4. иметь потребителя электрической энергии

А3. Из каких частей состоит электрическая цепь, изображённая на рисунке?

  1. батарея элементов, выключатель, звонок, провода;

  2. батарея элементов, звонок, провода;

  3. батарея элементов, резистор, звонок, выключатель, провода;

4. батарея элементов, звонок, выключатель, лампа, провода

А4. Амперметр в электрическую цепь включается…

1. последовательно с учётом полярности источника;

2. параллельно с учётом полярности источника;

3. последовательно без учёта полярности источника;

4. параллельно без учёта полярности источника.

А5. Какое действие электрического тока используется при получении чистых металлов?

1. химическое;

2. тепловое;

3. магнитное;

4. все вышеуказанные действия электрического тока.

А6. В катушке, по которой течет электрический ток, …

1. при увеличении силы тока действие магнитного поля усиливается;

2. при уменьшении силы тока действие магнитного поля усиливается;

3. при увеличении силы тока действие магнитного поля ослабевает;

4. магнитное поле не изменяется.

А7. На рисунке изображён дугообразный магнит и его магнитное поле. Какой полюс северный, и какой южный?

1. А – северный, Б – южный; 2. А – южный, Б – северный;

3. А – северный, Б – северный; 4. А – южный, Б – южный.

А8. Разноименные магнитные полюсы ____________ , а одноименные -___________

А9. Определите полюс магнита.

  1. А – северный, Б – южный;

  2. А – южный, Б – северный;

  3. А – северный, Б – северный;

  4. А – южный, Б – южный.

А10. Стальной магнит ломают пополам. Будут ли обладать магнитными свойствами концы А и В на месте излома (см. рис)

1. концы А и В магнитными свойствами обладать не будут;

2. конец А станет северным магнитным полюсом, а В южным;

3.

конец В станет северным магнитным полюсом, а А – южным;

4. А и В станут однополярными.

А11. Как располагаются железные опилки в магнитном поле прямого тока?

1. беспорядочно;

2. по прямым линиям вдоль проводника;

3. по прямым линиям перпендикулярно проводнику;

4. по замкнутым кривым, охватывающим проводник.

А12. Отклонение магнитной стрелки вблизи проводника …

1. говорит о существовании вокруг проводника электрического поля;

2. говорит о существовании вокруг проводника магнитного поля;

3. говорит об изменении в проводнике силы тока;

4. говорит об изменении в проводнике направления тока.

А13. Поворот магнитной стрелки вблизи проводника в противоположную сторону …

  1. говорит о существовании вокруг проводника электрического поля

  2. говорит о существовании вокруг проводника магнитного поля

  3. говорит об изменении в проводнике силы тока

  4. говорит об изменении в проводнике направления тока

А14. Сторона стрелки, указывающая на южный магнитный полюс Земли, 

  1. является северным магнитным полюсом.

  2. называется силовой линией магнитного поля.

  3. называется полюсом магнита.

  4. является южным магнитным полюсом.

Часть В.

В1. На рисунке изображены условные обозначения, применяемые на схемах. Какой буквой обозначены…

1. амперметр;

2. резистор;

3. выключатель;

4. плавкий предохранитель

5. звонок

6. пересечение проводов.

В2. Установите соответствие между понятиями левого и правого столбца:

1. притяжение металлических опилок к магниту А.единицы измерения.

2.вольтметр, амперметр  Б. физические явления.

3.ампер, вольт  В. физические понятия.

4.напряжение, сопротивление  Г.измерительные приборы..

Д. физические величины

Часть С.

С. Электрический паяльник рассчитан на напряжение 220 В и силу тока 0,3 А.Вычислите мощность тока в паяльнике.

Контрольная работа по физике 11 класс «Электромагнетизм»

Контрольная работа № 3

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

Вариант 1

ЧАСТЬ А Выберите один верный ответ

  1. Магнитное поле создается

  1. Магнитными зарядами

  2. Движущимися электрическими зарядами

  3. Электрическими зарядами

  4. Любым зарядом

  1. Прямолинейный проводник с током I находится между полюсами магнита (проводник расположен перпендикулярно плоскости листа, ток течет от читателя). Сила Ампера, действующая на проводник, направлена…

    1. Влево 

    2. Вправо 

    3. Вниз 

    4. Вверх 

  2. Линии магнитной индукции вокруг проводника с током правильно показаны в случае

    1. А

    2. Б

    1. В

    2. Г

  3. Траектория полета электрона, влетевшего в однородное магнитное поле под углом 300

    1. Прямая

    2. Парабола

    1. Винтовая линия

    2. Окружность

  4. Какой из нижеперечисленных процессов объясняется явлением электромагнитной индукции:

  1. Взаимодействие проводников с током;

  2. Отклонение магнитной стрелки при прохождении тока по проводнику;

  3. Возникновение силы, действующей на прямой проводник с током;

  4. Возникновение электрического тока в замкнутой катушке при увеличении силы тока в катушке, находящейся рядом с ней.

  1. На рисунке приведен график зависимости силы тока в катушке индуктивности от времени. Модуль ЭДС самоиндукции принимает наибольшее значение в промежутке времени:

    1. от 0 с до 1 с

    2. от 1 с до 5 с

    3. от 5 с до 6 с

    4. от 6 с до 8 с

  2. Легкое проволочное кольцо подвешено на нити. При вдвигании в кольцо магнита северным полюсом оно будет:

  1. Неподвижным

  2. Отталкиваться от магнита

  3. Притягиваться к магниту

  4. Сначала отталкиваться, затем притягиваться

ЧАСТЬ В

Решите задачи

  1. В направлении, перпендикулярном линиям индукции, влетает в магнитное поле электрон со скоростью 10 Мм/с. Найти индукцию поля, если электрон описал в поле окружность радиусом 1 см.

  2. Определите работу, совершаемую силой Ампера при перемещении проводника длиной 0,2м с током  5А в однородном магнитном поле на расстояние 0,5 м. Индукция магнитного поля В = 0,1 Тл, Провод расположен перпендикулярно линиям  индукции магнитного поля и движется в направлении силы Ампера.

ЧАСТЬ С

Решите задачу

  1. Виток выполнен из нихромового провода длиной 30 см и пло­щадью поперечного сечения 0,55 мм2. Определите силу индукцион­ного тока, возникающего в витке, если скорость изменения магнит­ного потока сквозь виток 30 мВб/с. Удельное сопротивление нихрома 1,1 Ом • мм2/м.

Контрольная работа № 3

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

Вариант 2

ЧАСТЬ А Выберите один верный ответ

  1. Движущийся электрический заряд создает

  1. Только магнитное поле

  2. Только электрическое поле

  3. Только гравитационное поле

  4. Как электрическое, так и магнитное поле

  1. На проводник с током, внесенный в магнитное поле, действует сила, направленная…

    1. Влево 

    2. Вверх 

    3. От нас перпендикулярно плоскости чертежа

    4. К нам перпендикулярно плоскости чертежа

  2. На рисунке изображен цилиндрический проводник, по которому идет электрический ток. Направление тока указано стрелкой. Как направлен вектор магнитной индукции в точке С?

    1. В плоскости чертежа вверх

    2. В плоскости чертежа вниз

    3. От нас перпендикулярно плоскости чертежа

    4. К нам перпендикулярно плоскости чертежа

  3. Скорость электрона направлена перпендикулярно магнитной индукции. Сила Лоренца направлена…

    1. Влево 

    2. Вправо 

    3. Вниз 

    4. Вверх 

  4. Легкое металлическое кольцо подвешено на нити. При выдвигании из кольца постоянного магнита оно притягивается к нему. Это объясняется

  1. Намагничиванием кольца;

  2. Электризацией кольца;

  3. Возникновением в кольце индукционного тока;

  4. Возникновением в катушке индукционного тока;

  1. Магнитный поток пронизывающий катушку, изменяется со временем так, как показано на рисунке. В каком случае индукционный ток в рамке максимален?

    1. В первом

    2. Во втором

    3. В третьем

    4. Одинаков во всех случаях

  2. В проволочное алюминиевое кольцо, висящее на нити, вносят полосовой магнит: сначала южным полюсом, затем северным. Кольцо при этом:

  1. В обоих случаях оттолкнется от магнита

  2. В обоих случаях притянется к магниту

  3. В первом случае притянется, во втором — оттолкнется

  4. Во втором случае притянется, в первом — оттолкнется

ЧАСТЬ В

Решите задачи

  1. В направлении, перпендикулярном линиям индукции, влетает в магнитное поле электрон со скоростью 20 Мм/с. Найти индукцию поля, если электрон описал в поле окружность радиусом 2 см.

  2. Определите работу, совершаемую силой Ампера при перемещении проводника длиной 0,4 м с током  10А в однородном магнитном поле на расстояние 0,25 м. Индукция магнитного поля В = 0,2 Тл, Провод расположен перпендикулярно линиям  индукции магнитного поля и движется в направлении силы Ампера.

ЧАСТЬ С

Решите задачу

  1. Виток выполнен из никелинового провода длиной 10 см и пло­щадью поперечного сечения 2,1мм2. Определите силу индукцион­ного тока, возникающего в витке, если скорость изменения магнит­ного потока сквозь виток 10 мВб/с. Удельное сопротивление алюми­ния 0,42 Ом • мм2/м.

Контрольная работа № 3

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

Вариант 4

ЧАСТЬ А Выберите один верный ответ

  1. Движущийся электрический заряд создает

  1. Только электрическое поле

  2. Только магнитное поле

  3. Как электрическое, так и магнитное поле

  4. Только гравитационное поле

  1. На проводник с током, внесенный в магнитное поле, действует сила, направленная…

    1. От нас перпендикулярно плоскости чертежа

    2. К нам перпендикулярно плоскости чертежа

    3. Влево 

    4. Вверх 

  2. На рисунке изображен цилиндрический проводник, по которому идет электрический ток. Направление тока указано стрелкой. Как направлен вектор магнитной индукции в точке С?

    1. От нас перпендикулярно плоскости чертежа

    2. К нам перпендикулярно плоскости чертежа

    3. В плоскости чертежа вверх

    4. В плоскости чертежа вниз

  3. Скорость электрона направлена перпендикулярно магнитной индукции. Сила Лоренца направлена…

    1. Вниз 

    2. Вверх 

    3. Влево 

    4. Вправо 

  4. Легкое металлическое кольцо подвешено на нити. При вдвигании в кольцо постоянного магнита оно отталкивается от него. Это объясняется

  1. Электризацией кольца;

  2. Намагничиванием кольца;

  3. Возникновением в катушке индукционного тока;

  4. Возникновением в кольце индукционного тока;

  1. Магнитный поток пронизывающий катушку, изменяется со временем так, как показано на рисунке. В каком случае индукционный ток в рамке минимален?

    1. Одинаков во всех случаях

    2. В первом

    3. Во втором

    4. В третьем

  2. В проволочное алюминиевое кольцо, висящее на нити, вносят полосовой магнит: сначала северным полюсом, затем южным. Кольцо при этом:

  1. В обоих случаях притянется к магниту

  2. В обоих случаях оттолкнется от магнита

  3. Во втором случае притянется, в первом — оттолкнется

  4. В первом случае притянется, во втором — оттолкнется

ЧАСТЬ В

Решите задачи

  1. В направлении, перпендикулярном линиям индукции, влетает в магнитное поле электрон со скоростью 10 Мм/с. Найти индукцию поля, если электрон описал в поле окружность радиусом 2 см.

  2. Определите работу, совершаемую силой Ампера при перемещении проводника длиной 0,4 м с током  5 А в однородном магнитном поле на расстояние 0,5 м. Индукция магнитного поля В = 0,2 Тл, Провод расположен перпендикулярно линиям  индукции магнитного поля и движется в направлении силы Ампера.

ЧАСТЬ С

Решите задачу

  1. Виток выполнен из медного провода длиной 20 см и пло­щадью поперечного сечения 0,9 мм2. Определите силу индукцион­ного тока, возникающего в витке, если скорость изменения магнит­ного потока сквозь виток 20 мВб/с. Удельное сопротивление меди 0,018 Ом • мм2/м.

Контрольная работа № 3

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

Вариант 3

ЧАСТЬ А Выберите один верный ответ

  1. Магнитное поле создается

  1. Электрическими зарядами

  2. Магнитными зарядами

  3. Движущимися электрическими зарядами

  4. Любым зарядом

  1. Прямолинейный проводник с током I находится между полюсами магнита (проводник расположен перпендикулярно плоскости листа, ток течет к читателю). Сила Ампера, действующая на проводник, направлена…

    1. Вниз 

    2. Вверх 

    3. Влево 

    4. Вправо 

  2. Линии магнитной индукции вокруг проводника с током правильно показаны в случае

    1. А

    2. Б

    1. В

    2. Г

  3. Траектория полета электрона, влетевшего в однородное магнитное поле под углом 450

    1. Парабола

    2. Прямая

    1. Окружность

    2. Винтовая линия

  4. Какой из нижеперечисленных процессов объясняется явлением электромагнитной индукции:

  1. Отклонение магнитной стрелки при прохождении тока по проводнику;

  2. Возникновение электрического тока в замкнутой катушке при увеличении силы тока в катушке, находящейся рядом с ней.

  3. Возникновение силы, действующей на прямой проводник с током;

  4. Взаимодействие проводников с током;

  1. На рисунке приведен график зависимости силы тока в катушке индуктивности от времени. Модуль ЭДС самоиндукции принимает наименьшее значение в промежутке времени:

    1. от 0 с до 1 с

    2. от 1 с до 5 с

    3. от 5 с до 6 с

    4. от 6 с до 8 с

  2. Легкое проволочное кольцо подвешено на нити. При выдвигании из кольца магнита южным полюсом оно будет:

  1. Отталкиваться от магнита

  2. Притягиваться к магниту

  3. Сначала отталкиваться, затем притягиваться

  4. Неподвижным

ЧАСТЬ В

Решите задачи

  1. В направлении, перпендикулярном линиям индукции, влетает в магнитное поле электрон со скоростью 20 Мм/с. Найти индукцию поля, если электрон описал в поле окружность радиусом 1 см.

  2. Определите работу, совершаемую силой Ампера при перемещении проводника длиной 0,2 м с током  10А в однородном магнитном поле на расстояние 0,5 м. Индукция магнитного поля В = 0,2 Тл, Провод расположен перпендикулярно линиям  индукции магнитного поля и движется в направлении силы Ампера.

ЧАСТЬ С

Решите задачу

  1. Виток выполнен из алюминиевого провода длиной 10 см и пло­щадью поперечного сечения 1,4 мм2. Определите силу индукцион­ного тока, возникающего в витке, если скорость изменения магнит­ного потока сквозь виток 10 мВб/с. Удельное сопротивление алюми­ния 0,028 Ом • мм2/м.

Контрольная работа по теме Электромагнетизм 11 класс. 1 вариант

Отложенные задания (23)

Отложенные задания (23) Виток провода находится в магнитном поле, перпендикулярном плоскости витка, и своими концами замкнут на амперметр. Магнитная индукция поля меняется с течением времени согласно графику

Подробнее

ФИЗИКА ЗАДАЧИ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ОКР 2

ФИЗИКА ЗАДАЧИ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ОКР 2 1.1. По мере удаления от заряда напряженность поля, создаваемого им, А) усиливается; В) не изменяется; Б) ослабевает; Г) однозначного ответа нет. 1.2. Движение каких

Подробнее

2,5 2,5. a x, м/с 2 2,5

Часть 1 Ответами к заданиям 1 4 являются цифра, число или последовательность цифр. Запишите ответ в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите в БЛАНК ОТВЕТОВ 1 справа от номера соответствующего задания,

Подробнее

Вариант 1 Часть

Вариант 1 При выполнении заданий части 1 запишите номер выполняемого задания, а затем номер выбранного ответа или ответ. Единицы физических величин писать не нужно. 1. По проводнику течѐт постоянный электрический

Подробнее

Отложенные задания (25)

Отложенные задания (25) В области пространства, где находится частица с массой 1 мг и зарядом 2 10 11 Кл, создано однородное горизонтальное электрическое поле. Какова напряжённость этого поля, если из

Подробнее

Решение задач ЕГЭ части С: Магнетизм

С1.1. Рамку с постоянным током удерживают неподвижно в поле полосового магнита (см. рисунок). Полярность подключения источника тока к выводам рамки показана на рисунке. Как будет двигаться рамка на неподвижной

Подробнее

Задачи. Принцип суперпозиции.

Задачи. Принцип суперпозиции. 1. В вершинах квадрата находятся одинаковые заряды Q = 0, 3 нкл каждый. Какой отрицательный заряд Q x нужно поместить в центре квадрата, чтобы сила взаимного отталкивания

Подробнее

Решение задач по теме «Магнетизм»

Решение задач по теме «Магнетизм» Магнитное поле- это особая форма материи, которая возникает вокруг любой заряженной движущейся частицы. Электрический ток- это упорядоченное движение заряженных частиц

Подробнее

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 3 МАГНЕТИЗМ

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 3 МАГНЕТИЗМ 1-1. Определить величину индукции магнитного поля, создаваемого горизонтальным отрезком проводника длиной l = 10 см с током i = 10 А в точке над ним на высоте 5 м. Найти

Подробнее

Магнитное поле. Тест 1

Магнитное поле. Тест 1 1. Магнитное поле: чем создается, чем обнаруживается. 1.1 Магнитное поле создается (выберите правильные варианты ответа): 1) заряженными частицами 2)!!! постоянными магнитами 3)!!!

Подробнее

ЗАДАНИЙ ЧАСТЬ «МАГНИТНОЕ ПОЛЕ».

ФИЗИКА 11.1 класс. Профиль. БАНК ЗАДАНИЙ ЧАСТЬ 2 «МАГНИТНОЕ ПОЛЕ». 1. Подберите наиболее правильное продолжение фразы «Магнитные поля создаются…»: A. атомами железа. Б. электрическими зарядами. B. магнитными

Подробнее

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 3 ВАРИАНТ 1

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 3 ВАРИАНТ 1 1. Три источника тока с ЭДС ξ 1 = 1,8 В, ξ 2 = 1,4 В, ξ 3 = 1,1 В соединены накоротко одноименными полюсами. Внутреннее сопротивление первого источника r 1 = 0,4 Ом, второго

Подробнее

Электромагнитная индукция

Вариант 1. 1. Определить среднее значение ЭДС индукции в контуре, если магнитный поток, пронизывающий контур, изменяется от 0 до 40мВб за время 2 мс. (20В) 2. На картонный каркас длиной 50см и площадью

Подробнее

Отложенные задания (40)

Отложенные задания (40) На рисунках изображены постоянные магниты с указанием линий магнитной индукции полей, создаваемых ими, и магнитные стрелки. На каком из рисунков правильно изображено положение магнитной

Подробнее

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 3 ВАРИАНТ 1

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 3 ВАРИАНТ 1 1. Четыре одинаковых заряда Q 1 = Q 2 = Q 3 = Q 4 = 40 кнл закреплены в вершинах квадрата со стороной а = 10 см. Определить силу F, действующую на каждый из этих зарядов

Подробнее

Задание 1. Ответ: 31.

Задание 1. Установите соответствие между физическими величинами, описывающими протекание постоянного тока через резистор, и формулами для их расчёта. В формулах использованы обозначения: R сопротивление

Подробнее

Сила Лоренца и сила Ампера

Вариант 1. 1. С какой силой действует магнитное поле индукцией 1Тл на отрезок прямого провода длиной 2м, расположенного перпендикулярно линиям индукции, если по проводу течет ток 1кА? (2кН) 2. Рамка гальванометра

Подробнее

/10. 1) к нам 2) от нас 3) вверх 4) вниз

Направление магнитного поля 1. По двум тонким прямым проводникам, параллельным друг другу, текут одинаковые токи I (см. рисунок). Как направлен вектор индукции создаваемого ими магнитного поля в точке

Подробнее

Часть А. n n A A 3) A

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА Кириллов А.М., учитель гимназии 44 г. Сочи (http://kirilladrey7.arod.ru/) Данная подборка тестов сделана на основе учебного пособия «Веретельник В.И., Сивов Ю.А., Толмачева Н.Д., Хоружий

Подробнее

Вариант 1 I 3 I 1 I 2 I 4

Вариант 1 1. В некоторой системе отсчета электрические заряды q 1 и q 2 неподвижны. Наблюдатель А находится в покое, а наблюдатель В движется с постоянной скоростью. Одинакова ли по величине сила взаимодействия

Подробнее

Контрольная работа 2 Вариант 1

Вариант 1 1. Заряды по 10 нкл расположены на расстоянии 6 см друг от друга. Найти напряженность поля и потенциал в точке, удаленной на 5 см от каждого заряда. 2. Два заряда по +2нКл каждый находятся на

Подробнее

Контрольная работа 3 ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

Кафедра физики, контрольные для заочников 1 Контрольная работа 3 ЭЛЕКТРИЧЕСТВО 1. Два одинаково заряженных шарика подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины. При этом нити разошлись на угол α. Шарики

Подробнее

9 класс Тесты для самоконтроля ТСК

ТСК 9.3.21 1.Выберите верное(-ые) утверждение(-я). А: магнитные линии замкнуты Б: магнитные линии гуще располагаются в тех областях, где магнитное поле сильнее В: направление силовых линий совпадает с

Подробнее

Ответ: 35. Ответ: 21.

Задачи по теме «Электродинамика» (тексты Демидовой М.Ю. ЕГЭ-2017) Вариант 1 Задание 14. Пять одинаковых резисторов с сопротивлением 1 Ом соединены в электрическую цепь, через которую течёт ток I = 2 А

Подробнее

Электричество и магнетизм

Электричество и магнетизм Электростатическое поле в вакууме Задание 1 Относительно статических электрических полей справедливы утверждения: 1) поток вектора напряженности электростатического поля сквозь

Подробнее

Движение зарядов и токов в магнитном поле

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) Кафедра физики Утверждаю Зав. каф. Физики Е.М. Окс 2012г. ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ Часть 2 Движение

Подробнее

11 класс. 1 полугодие

Обязательный минимум по предмету физика 11 класс 1 полугодие Основные понятия: Магнитное поле. Взаимодействие токов. Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Сила Ампера. Сила Лоренца. Электромагнитная

Подробнее

Тема 9. Электромагнетизм

1 Тема 9. Электромагнетизм 01. Магнитное поле создается постоянными магнитами и движущимися зарядами (токами) и изображается с помощью силовых линий линий вектора магнитной индукции. Рис. 9.1 Силовые линии

Подробнее

4. Электромагнитная индукция

4 Электромагнитная индукция 41 Закон электромагнитной индукции 1 Электрические токи создают вокруг себя магнитное поле Существует и обратное явление: магнитное поле вызывает появление электрических токов

Подробнее

Постоянные магниты.

Магнитное поле

КОНТРОЛЬ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ 1 ВАРИАНТ 1 Постоянные магниты. Магнитное поле 1 На рис. 1 показано взаимодействие двух полосовых магнитов. Укажите неизвестные полюса магнитов. 2 Отметьте один правильный

Подробнее

Задания А13 по физике

Задания А13 по физике 1. Прямой тонкий провод длиной 1,5 м находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,4 Тл. По проводу течет постоянный электрический ток силой 5 А. Чему может быть равна по модулю

Подробнее

VIII. Электромагнетизм

VIII. Электромагнетизм 48.1. Два одинаковых круговых проволочных витка расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях так, что центры витков совпадают. По виткам текут токи I 1 и I 2. Как следует

Подробнее

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ И манит за собой Загадочный магнит. .. Д. Долинин 5. МАГНИТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ Fa = BII sina, = qvb sina УСТНАЯ РАЗМИНКА 5.1. На какие частицы или тела действует электрическое

Подробнее

9.Электродинамика. Магнетизм.

9.Электродинамика. Магнетизм. 005 1.Силу Лоренца можно определить по формуле А) F = q υ Bsinα. B) F = I Δ l Bsinα. C) F = qe. D) F = k. E) F = pgv..токи, возникающие в массивных проводниках, называют А)

Подробнее

1) к нам 2) от нас 3) вверх 4) вниз

Направление магнитного поля 1. По двум тонким прямым проводникам, параллельным друг другу, текут одинаковые токи I (см. рисунок). Как направлен вектор индукции создаваемого ими магнитного поля в точке

Подробнее

Контрольная работа №1 «Электромагнетизм» 11 кпасс | Материал для подготовки к ЕГЭ (ГИА) по физике (11 класс) на тему:

Контрольная работа №1 «Электромагнетизм»

Вариант 1

№1. На рисунке изображен проволочный виток, по которому идет электрический ток в направлении, указанном стрелкой. Виток расположен в плоскости чертежа. В центре витка вектор индукции магнитного поля тока направлен

  1. к нам перпендикулярно плоскости чертежа
  2. от нас перпендикулярно плоскости чертежа
  3. вправо
  4. влево

№2. С какой силой действует однородное магнитное поле с индукцией 2,5 Тл на проводник длиной 50 см, расположенный под углом 300 к вектору индукции, при силе тока в проводнике 0,5 А?

                                

№3.Как направлена сила Ампера, действующая на проводник №1 со стороны двух других (см. рисунок), если все проводники тонкие, лежат в одной плоскости, параллельны друг другу и расстояние между соседними проводниками одинаковы?

1) к нам          3) вверх        

2) от нас         4) вниз

        

№4. На рисунке показаны два способа вращения рамки в однородном магнитном поле.

Ток в рамке

  1. возникает в обоих случаях
  2. не возникает ни в одном из случаев
  3. возникает только в первом случае
  4. возникает только во втором случае

№5. При движении проводника в однородном магнитном поле в проводнике возникает ЭДС индукции ε1. При уменьшении скорости движения проводника в два раза ЭДС индукции ε2 будет равна

1) 2ε1                        2) ε1                         3) 0,5ε1                4) 0,25ε1

№6. В проводнике индуктивностью 5 мГн сила тока в течение 0,2 с равномерно возрастает с 2 А до какого-то конечного значения. При этом в проводнике возникает ЭДС самоиндукции 0,2 В. Определите конечное значение силы тока в проводнике.

№7. Нейтрон и протон влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции на расстоянии  L друг от друга с одинаковыми скоростями υ. Отношение модуля силы, действующей со стороны магнитного поля на нейтрон, к модулю силы, действующей на протон, в этот момент времени равно

№8. Две частицы с одинаковыми зарядами и отношением масс m2/ m1= 2 влетели в однородные магнитные поля, векторы индукции которых перпендикулярны их скорости: первая – в поле с индукцией В1, вторая – в поле с индукцией В2. Определите отношение кинетических энергий частиц W2/ W1, если радиусы их траекторий одинаковы, а отношение модулей индукции В2/В1 = 2.

№9. Горизонтально расположенный проводник длиной 1 м движется равноускоренно в вертикальном однородном магнитном поле, индукция которого направлена перпендикулярно проводнику и скорости его движения (см. рисунок). При начальной скорости проводника, равной нулю, и ускорении 8 м/с он переместился на 1 м. Какова индукция магнитного поля, в котором двигался проводник, если ЭДС индукции на концах проводника в конце движения равна 2 В ?

Контрольная работа №1 «Электромагнетизм»

Вариант 2

№1. На рисунке изображен проволочный виток, по которому идет электрический ток в направлении, указанном стрелкой. Виток расположен в горизонтальной плоскости. В центре витка вектор индукции магнитного поля тока направлен

  1. вертикально вверх
  2. горизонтально влево
  3. горизонтально вправо
  4. вертикально вниз

№2. Участок проводника длиной 10 см находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, 10 А. Какую работу совершает сила Ампера при перемещении проводника на 8 см в направлении своего действия? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

                                

№3. На проводник №3 со стороны двух других проводников действует сила Ампера(см. рисунок). Все проводники тонкие, лежат в одной плоскости, параллельны друг другу и расстояние между соседними проводниками одинаковы. Сила Ампера в этом случае

1) направлена вверх        

2) направлена вниз

3) направлена к нам

4) равна нулю

№4. На рисунке показаны два способа вращения рамки в однородном магнитном поле, линии индукции которого идут в плоскость чертежа. Вращение происходит вокруг оси NМ.

Ток в рамке

  1. существует в обоих случаях
  2. не существует ни в одном из случаев
  3. существует только в первом случае
  4. существует только во втором случае

№5. При движении проводника в однородном магнитном поле в проводнике возникает ЭДС индукции ε1. Чему станет равной ЭДС индукции ε2 при увеличении скорости движения проводника в два раза ?

1) ε2 =2ε1                        2) ε2 =ε1                         3)  ε2=0,5ε1                4) ε2 =4ε1

№6. Индуктивность катушки увеличили в 2 раза, а силу тока в ней уменьшили в 2 раза. Энергия магнитного поля катушки при этом

  1. увеличилась в 8 раз
  2. уменьшилась в 2 раза
  3. уменьшилась в 8 раз
  4. уменьшилась в 4 раза

 

№7. Электрон и протон влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции на расстоянии  L друг от друга с одинаковыми скоростями υ. Отношение модулей сил, действующих на них со стороны магнитного поля в этот момент времени равно

№8. Две частицы, имеющие отношение  зарядов q1/q2=2,  отношение масс m1/ m2= 4 влетели в однородное магнитное поле,  перпендикулярно его линиям и движутся по окружностям с отношением радиусов r1/r2=2. Определите отношение кинетических энергий  этих частиц W1/ W2.

№9. Тонкий алюминиевый брусок прямоугольного сечения, имеющий длину L=0,5м, соскальзывает из состояния покоя по гладкой наклонной плоскости из диэлектрика в вертикальном магнитном поле индукцией В=0,1 Тл.(см. рисунок). Плоскость наклонена к горизонту под углом α=300. Продольная ось бруска при движении сохраняет горизонтальное направление. Найдите величину ЭДС индукции на концах бруска в момент, когда брусок пройдет по наклонной плоскости расстояние  l= 1,6 м.

Бланк ответов

ФИО _________________________________________                        Класс _____________

Вариант ______

№1

№2

№3

№4

№5

№6

№7

№8

№9

Решение задачи №9

Дано:                                         Решение:

Контрольная работа № 3-4 Электромагнетизм вариант 4 | Помощь студентам: заказать контрольную работу, решение задач заочникам

Контрольная работа по физике БГУИР
Электромагнетизм: УМК по курсу «Физика» для студентов всех специальностей  БГУИР заочной  формы обучения. В. В. Аксенов [н др.]. Минск: БГУИР. 2007. — 82 с.
Внимание! У дистанционки другой порядок задач, заказывать им только в ручном режиме, соглосовав вариант.
вариант 4 16 задач
Подробное решение с рисунками
304. В вершинах равностороннего треугольника со стороной  a = 14 см расположены заряды  q1 = 3,2·10-9 Кл, q2 = -3,2·10-9 Кл и  q3 = 4,6·10-9 Кл. Найти величину и направление силы, действующей на заряд q3.
313. По дуге окружности радиусом R = 10 см равномерно распределен заряд с линейной плотностью  λ = 5·10-6 Кл/м. Найти напряженность  и потенциал  φ поля в центре окружности, если длина дуги равна 1/8 длины окружности.
322. Имеется электрическое поле . Выяснить, является ли это поле потенциальным. Если да, то найти выражение для потенциала.
331. Бесконечно длинный цилиндр радиусом R имеет положительный объемный заряд, объемная плотность которого зависит только от расстояния r  до его оси по закону , где ρ0 — константа. Найти напряженность поля  внутри и вне цилиндра как функцию расстояния r от его оси. Диэлектрическая проницаемость внутри и вне цилиндра равна единице.
350. Между пластинами плоского конденсатора находится диэлектрик. На пластины подана разность потенциалов U0 = 200 В. Расстояние между пластинами 1 мм. Если, отключив источник напряжения, вынуть диэлектрик из конденсатора, то разность потенциалов между пластинами возрастет до U1 = 800 В. Найти: а) поверхностную плотность связанных зарядов; б) диэлектрическую проницаемость диэлектрика.
359. Электрон, находящийся в однородном электрическом поле получает ускорение, равное  a = 1012 м/с2. Найти: а) модуль напряженности электрического поля; б) скорость, которую приобретает электрон за 1 мкс своего движения, если начальная скорость его равна нулю; в) работу сил электрического поля, совершенную за это время; г) модуль разности потенциалов, пройденной при этом электроном.
368. Батарея элементов при замыкании на сопротивление 5 Ом дает ток 1 А, ток короткого замыкания равен 6 А. Определить наибольшую полезную мощность, которую может дать батарея.
377. В проводнике сопротивлением 100 Ом ток равномерно нарастает от 0 до 10 А  в течение 30 с. Найти количество теплоты, выделившееся за это время в проводнике.
Вариант 4
 
404. Ток I = 20 А течет по длинному проводнику, согнутому под прямым  углом. Найти модуль вектора индукции магнитного поля в точке, лежащей на биссектрисе этого угла и отстоящей от его вершины  на ℓ = 10 см.
414-415. По тонкому проводнику в виде дуги окружности радиусом R течет постоянный ток I. Найти вектор индукции магнитного поля в точке О в случаях, указанных на (Рис. 4.19) (а — для задачи 414; б — для задачи 415).
       424. Электрон влетел в однородное магнитное поле индукцией В = 0,2 Тл перпендикулярно силовым линиям. Определить модуль силы, действующей на электрон со стороны поля, если радиус кривизны его траектории R = 0,2 см.
434. Прямой провод длиной ℓ = 40 см, по которому течет постоянный ток I = 20 А, помещен в однородное магнитное поле индукцией B = 0,5 Тл перпендикулярно силовым линиям. Какую работу совершат силы, действующие со стороны поля на провод при его перемещении на расстояние а = 40 см перпендикулярно линиям индукции и проводу?
454. Квадратная стальная рамка со стороной 1 см и током 50 А находится в магнитном поле прямого бесконечного тока. Рамка и прямой ток находятся в одной плоскости, а ближайшая сторона рамки, параллельная прямому току, отстоит от него на 0,5 см. Найти силу прямого тока, чтобы рамка «висела» в его магнитном поле. Площадь сечения провода рамки 0,5 мм2, плотность стали 7,8·103 кг/м3.
464. Площадь поперечного сечения железного сердечника тороида равна 4 см2, а его обмотка имеет 10 витков на каждый сантиметр длины. Определить магнитный поток в сердечнике, если по обмотке течет ток 2 А. Как и во сколько раз изменится поток, если ток уменьшится наполовину?
474. Плоский контур с постоянным током I = 50 А расположен в однородном магнитном поле индукцией В = 60 мТл таким образом, что нормаль к контуру перпендикулярна силовым линиям поля. Определить работу, совершаемую силами поля при медленном повороте контура на угол 300 вокруг оси, лежащей в плоскости контура и перпендикулярной линиям поля.
 

контрольная работа 2 (Электромагнетизм).pdf

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА КУРСА ФИЗИКИ ДЛЯ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ

СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ ЗАОЧНЫХ ОТДЕЛЕНИЙ И ВУЗОВ

Электростатика, постоянный ток, электромагнетизм

1.Электрические свойства тел. Элементарный заряд. Закон сохранения электрического заряда.

2.Закон Кулона. Электрическая постоянная.

3.Электрическое поле. Напряженность поля. Принцип суперпозиции полей. Силовые линии поля.

4.Поток вектора напряженности. Теорема Остроградского-Гаусса и ее применение.

5.Работа сил электрического поля при перемещении зарядов.

6.Потенциал электростатического поля. Связь потенциала и напряженности.

7.Вычисление потенциала и разности потенциалов в точках полей создаваемых одним зарядом, заряженной плоскостью, двумя плоскостями.

8. Проводник в электрическом поле.

9.Свободные и связанные заряды. Электрический диполь. Электрический момент диполя. Диполь в однородном электрическом поле. Поляризация диэлектриков. Вектор электрического смещения.

10.Электроемкость проводника. Конденсаторы. Соединения конденсаторов. Энергия системы зарядов, заряженного конденсатора, электрического поля. Объемная плотность энергии.

11.Электрический ток, сила тока, плотность тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление проводников.

12.Источники тока. Электродвижущая сила (ЭДС). Закон Ома для полной цепи. Закон Кирхгофа.

13.Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца. КПД источника тока.

14.Элементарная классическая теория электропроводности металлов.

15.Магнитное поле, магнитная индукция. Силовые линии магнитного поля. Магнитная проницаемость. Принцип суперпозиции магнитных полей.

16.Закон Био-Савара-Лапласа для элемента тока. Поле прямолинейного и кругового токов. Магнитный момент кругового тока. Закон Ампера.

17.Циркуляция вектора магнитной индукции. Магнитный поток. Работа перемещения контура с током в магнитном поле.

18.Магнитное поле движущегося заряда. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в однородном магнитном поле.

19.Отклонение движущихся заряженных частиц электрическим и магнитным полями. Масс-спектрометры.

20.Магнитное поле в веществе. Понятие об элементарных токах. Намагничивание вещества, намагниченность, магнитная проницаемость. Напряженность магнитного поля.

Контрольная работа по физике № 4.ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ.

Фрагмент работы Введение Содержание Список литературы

Контрольная работа по физике № 4. ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ. Вариант №6 Выполнена в Word. Академия МЧС 2 курс

Контрольная работа по физике № 4.ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ.

Задача 6.1.
Соленоид длиной l = 0,5 м содержит N = 1000 витков. Определить магнитную индукцию В поля внутри соленоида, если сопротивление его обмотки R = 120 Ом, а напряжение на еѐ концах U = 60 В.
Задача 6.2.
Прямоугольная рамка со сторонами а = 40 см и b = 30 см расположена в одной плоскости с бесконечным прямолинейным проводом с током I = 6 А так, что длинные стороны рамки параллельны проводу. Сила тока в рамке I1 = 1 А. Определить силы, действующие на каждые из сторон рамки, если ближайшая к проводу сторона рамки находится на расстоянии с = 10 см, а ток в ней сонаправлен току I.
Задача 6.3.
Круговой проводящий контур радиусом r = 5 см и током I = 1 А находится в магнитном поле, причем плоскость контура перпендикулярна направлению поля. Напряженность поля равна 10 кА/м. Определить рабо Показать все ту, которую необходимо совершить, чтобы повернуть контур на 90° вокруг оси, совпадающей с диаметром контура.
Задача 6.4.
Протон, ускоренный разностью потенциалов U = 0,5 кВ, влетая в однородное магнитное поле с магнитной индукцией В = 2 мТл, движется по окружности. Определить радиус этой окружности.
Задача 6.5.
В случае эффекта Холла для натриевого проводника при плотности тока
j = 150 А/см2 и магнитной индукции В = 2 Тл напряженность поперечного электрического поля Е = 0,75 мВ/м. Определить концентрацию электронов проводимости, а также ее отношение к концентрации атомов в этом проводнике. Плотность натрия ρ = 0,97 г/см3.
Задача 6.6.
В однородном магнитном поле (В = 0,2 Тл) равномерно вращается прямоугольная рамка, содержащая N = 200 витков, плотно прилегающих друг к другу. Площадь рамки S = 100 см2. Определить частоту вращения рамки, если максимальная Э. Д.С. индуцируемая в ней, εi max = 12,6 В.
Задача 6.7.
В электрической цепи, содержащей резистор сопротивлением R = 20 Ом и катушку индуктивностью L = 0,06 Гн, течѐт ток I0 = 20 А. Определить силу тока I в цепи через Δt = 0,2 мс после еѐ размыкания.
Задача 6.8.
Уравнение изменения со временем разности потенциалов на обкладках конденсатора в колебательном контуре дано в виде U = 50 cos104 πt В. Ёмкость конденсатора 0,1 мкФ. Найти: 1) период колебаний, 2) индуктивность контура,
3) закон изменения со временем силы тока в цепи, 4) длину волны, соответствующую этому контуру Скрыть

В. И. Слуев, В. В. Кузьмин, А. В. Клыгин, А. Н. Крылов
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ФИЗИКА»
направление подготовки «Специалист»
(ЗАОЧНОЕ ОБУЧЕНИЕ)

Магнетизм и электромагнетизм — AP Physics 2

Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает или больше ваших авторских прав, сообщите нам, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее то информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту. Если репетиторы вуза предпримут действия в ответ на ан Уведомление о нарушении, оно предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении может быть направлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как в качестве ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатам), если вы искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права. Таким образом, если вы не уверены, что контент находится на веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.

Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись владельца авторских прав или лица, уполномоченного действовать от их имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного расположения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам университетских школ найти и точно идентифицировать этот контент; например нам требуется а ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; и Ваше заявление: (а) что вы добросовестно считаете, что использование контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство, что вы либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:

Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105

Или заполните форму ниже:

Физлет Физика: Электромагнетизм

Глава 22: Электростатика

Заряд, который несет объект, столь же фундаментален, как и масса этого объекта. На самом деле это может быть более фундаментальным. Хотя Альберт Эйнштейн предсказал, а эксперимент позже подтвердил, что масса может быть преобразована в энергию и, следовательно, не сохраняется строго, физики никогда не наблюдали событие, которое не сохраняло бы заряд. Теория, предсказывающая электростатические (и электродинамические) взаимодействия, является одной из самых точных и успешных из когда-либо разработанных теорий. Хотя кажется, что заряд может появляться и исчезать в повседневных экспериментах, на самом деле вы наблюдаете только перестановку существующих зарядов.Каждый раз, когда на объекте появляется заряд, другой объект получает такой же заряд противоположного знака. Когда заряд исчезает, вы рекомбинируете заряды противоположного знака.

Глава 23: Электрические поля

В предыдущей главе вы исследовали закон Кулона, закон, описывающий силу между зарядами. В этой главе мы описываем, что происходит с пространством вокруг электрического заряда; в частности, создается электрическое поле. Полевой подход позволяет описать силу, с которой сталкивается заряженная частица, как следствие наличия электрического поля, создаваемого соседними зарядами.С практической точки зрения электрическое поле — это просто описание силы (величины и направления), которую может испытать положительно заряженный объект, деленной на его заряд ( E = F / q). В процессе представления этого векторного поля мы будем использовать векторы поля, силовые линии и «пробные заряды» (заряды, которые только ощущают силу, создаваемую другими зарядами, но не изменяют внешнее электрическое поле).

Глава 24: Закон Гаусса

Электрические поля уменьшаются с удалением от источника как 1 / r 2 .Сравните площадь поверхности кубического ящика со сторонами длиной r со сферой радиуса r. Их площади поверхности равны 6r 2 и 4πr 2 соответственно. Хотя константы различаются, каждая площадь поверхности увеличивается на r 2 по мере увеличения размера объекта. Наблюдение за тем, что напряженность поля уменьшается пропорционально увеличению площади, приводит к закону Гаусса. Физики XIX века любили аналогии между полями и потоками жидкости. Если жидкость течет из источника, то количество жидкости, протекающей через любую поверхность, которая окружает этот источник, должно быть постоянным, независимо от формы этой поверхности.Количество жидкости, проходящей через поверхность, иногда называют потоком. Хотя было бы неправильно думать об электрическом и гравитационном полях как о жидкости, математический аппарат идентичен, и нам нужно будет вычислить величину, известную как электрический поток, которая является произведением напряженности поля и площади поверхности.

Глава 25: Электрический потенциал

В механике было два основных подхода к проблемам с точки зрения силы или энергии. То же самое и в электростатике, но вместо сил и потенциальной энергии мы обычно используем электрические поля (сила / заряд) и электрические потенциалы (потенциальная энергия / заряд). Как и раньше, изменение потенциальной энергии является отрицательной величиной работы, необходимой для перемещения объекта (в данном случае заряженного объекта). Вместо электрического поля (вектора) мы говорим об электрическом потенциале (скаляре). Электрический потенциал измеряется в вольтах, и, как и в случае с потенциальной энергией, точка нулевого электрического потенциала является произвольной. Обычно принято называть Землю (и любые проводники, подключенные к Земле) нулевым вольт или устанавливать ноль электрического потенциала на очень большом расстоянии (бесконечности) от распределения заряда.

Глава 26: Емкость и диэлектрики

Теперь, когда вы развили понимание электрических полей и электрических потенциалов, у вас есть инструменты, необходимые для понимания конденсатора. Конденсатор с параллельными пластинами состоит из двух проводящих листов, расположенных достаточно близко друг к другу, чтобы они могли хранить равный и противоположный заряд с разностью потенциалов между ними. Количество заряда, которое накапливает конденсатор с параллельными пластинами при определенном напряжении, зависит от его геометрии и характеризуется как его емкость или емкость (измеряется в фарадах = 1 кулон / вольт).Распространенный способ увеличения емкости конденсатора — это поместить диэлектрик (непроводящий провод) между проводящими пластинами. Заряды в диэлектрике являются связанными зарядами (не могут свободно перемещаться из определенного места в материале) по сравнению со свободными электронами проводника (которые перемещаются в присутствии электрического поля).

Глава 27: Магнитные поля и силы

Токи (движущиеся заряды) создают магнитные поля. У знакомого магнитного холодильника есть движущиеся заряды, которые создают его магнитное поле (электроны вращаются вокруг ядра атома), но у нас нет полного понимания того, почему разные материалы имеют разные магнитные свойства.В этой главе мы не будем беспокоиться о том, что создает магнитное поле, и вместо этого сосредоточимся на i. ) Описании магнитных полей (с векторами поля, компасом и силовыми линиями) и ii.) Влиянии магнитных полей на заряженные частицы ( сила Лоренца). Мы нанесем на карту линии магнитного поля, потому что это говорит нам о силах между магнитами (которые, как полюса, отталкиваются). Далее мы исследуем силу, которую заряженная частица испытывает в магнитном поле. Эта сила зависит не только от величины магнитного поля, но и от скорости частицы, а также от ее ориентации в магнитном поле.

Глава 28: Закон Ампера

В предыдущей главе мы нанесли на карту магнитные поля и исследовали силу магнитных полей на движущиеся заряды и токи. В этой главе мы сосредоточимся на причине возникновения магнитных полей (движущихся зарядов) и на том, как рассчитать поля, создаваемые токоведущими проводами. Мы будем использовать закон Ампера для расчета магнитного поля и правила правой руки, чтобы предсказать направление магнитного поля по совокупности токоведущих проводов. Как и в случае с законом Гаусса, чтобы использовать закон Ампера, мы зависим от симметрии конфигурации, чтобы внести необходимые упрощения в вычисления. Когда у нас есть выражения для полей от токоведущих проводов, мы можем исследовать взаимодействия между проводами. Поскольку токоведущий провод создает магнитное поле, он может воздействовать силой (сила Лоренца: F = q v x B = I L x B ) на носители тока в соседнем проводе.

Глава 29: Закон Фарадея

Движущиеся заряды создают магнитное поле (представьте себе ток в проводе). Создают ли изменяющиеся магнитные поля электрическое поле? Ответ — да, и закон Фарадея точно описывает, что происходит.Изменяющееся магнитное поле индуцирует ток в проводнике. Точно так же, если проводник входит и выходит из поля, тот же эффект описывается законом Фарадея: изменяющийся магнитный поток (магнитное поле, умноженное на площадь поперечного сечения) индуцирует ЭДС (напряжение), которая вызывает ток в замкнутом пространстве. петля. Закон Ленца (который является частью закона Фарадея) говорит вам, что индуцированный ток течет в направлении, противодействующем изменению потока.


Обзор TOC

Магниты и электромагнетизм — практические контрольные вопросы и экзамен по главе

Стр. 1

Вопрос 1 1.A (n) ___ преобразует ___ в ___.

Ответы:
  • Генератор

    , AC, DC

  • генератор, электрическая энергия, механическая энергия

  • генератор, механическая энергия, электрическая энергия

  • userAnswerIds.indexOf(668566) > -1, ‘correct-answer’ : practiceExamCtrl.correctOptionIds.indexOf(668566) > -1}»>

    двигатель, постоянный, переменный ток

  • двигатель, электромагнитная индукция, электрическая энергия

вопрос 2 2.Какие из следующих утверждений верно?

Ответы:

Вопрос 3 3. Электромагнитная индукция была открыта

Ответы:

Вопрос 4 4. Первичная обмотка трансформатора имеет 5000 витков и рассчитана на мощность 100000 Вт.Какова мощность вторичной катушки, если она имеет 10 000 витков?

Ответы:

Вопрос 5 5.
Какой термин используется для описания способности выполнять работу?

Ответы:

Стр. 2

Вопрос 6 6.Что делает электрические трансформаторы достаточно эффективными при передаче энергии?

Ответы:

Вопрос 7 7. Какая связь между магнитной силой, магнитными полями и токами?

Ответы:

Вопрос 8 8.В первом правиле для правой руки, если большой палец указывает в направлении тока, а пальцы — в направлении магнитного поля, в каком направлении действует магнитная сила?

Ответы:

Вопрос 9 9. Каков основной принцип правил правой руки?

Ответы:

Вопрос 10 10.
Материал считается ферромагнитным, если:

Ответы:

Стр. 3

Вопрос 11 11. Расстояние между линиями поля:

Ответы:

Вопрос 12 12.Направление магнитного поля:

Ответы:

Вопрос 13 13. Что из следующего описывает генератор?

Ответы:

Вопрос 14 14. Что из следующего описывает двигатель?

Ответы:

Вопрос 15 15.Что из следующего описывает электромагнит?

Ответы:

Стр. 4

Вопрос 16 16.
Что из следующего является определением соленоида?

Ответы:

Вопрос 17 17.Что из перечисленного НЕ используется для соленоидов?

Ответы:

Вопрос 18 18. Что из перечисленного описывает микрофон?

Ответы:

Вопрос 19 19.Какое из следующих утверждений описывает принцип работы электродвигателя?

Ответы:

Вопрос 20 20. Какая передача энергии происходит в электродвигателях?

Ответы:

Стр. 5

Вопрос 21 21.Стационарный заряд создает электрическое поле, движущийся заряд создает () ____________ поле.

Ответы:

Вопрос 22 22. Объекты, которые не действуют как магниты, могут быть притянуты к постоянному магниту, потому что:

Ответы:

Вопрос 23 23.Атомы могут действовать как крошечные магниты, потому что:

Ответы:

Вопрос 24 24. Если разрезать магнит на части:

Ответы:

Вопрос 25 25. Как действует сила на провод с током в магнитном поле?

Ответы:

Стр.6

Вопрос 26 26.Какое правило используется для определения направления магнитной силы или тяги на провод, по которому проходит ток в магнитном поле?

Ответы:
Вопрос 27 27.
На диаграмме мы смотрим на установку. Ток движется по катушке по часовой стрелке. В какую сторону вращается катушка? Ответы:

Вопрос 28 28.В каком из следующих условий отрицательно заряженные частицы, называемые электронами, накапливаются в определенной области, а затем могут внезапно высвобождаться?

Ответы:

Вопрос 29 29. Когда электромагнитная сила проявляется как магнитное поле?

Ответы:

Вопрос 30 30.В каком смысле связаны электричество и магнетизм?

Ответы:
Глава «Магниты и электромагнетизм» Инструкции по экзамену

Выберите ответы на вопросы и нажмите «Далее», чтобы просмотреть следующий набор вопросов. Если хотите, можете пропустить вопросы и прийти назад к ним позже с помощью кнопки «Перейти к первому пропущенному вопросу». Когда вы сдали пробный экзамен, появится зеленая кнопка отправки. появляться.Щелкните его, чтобы увидеть свои результаты. Удачи!

Сравнительные измерения в электромагнетизме | Физический факультет



Школа физики использовала Краткую оценку электричества и магнетизма (BEMA) для оценки качественного понимания, полученного студентами вводного курса электромагнетизма (E&M). BEMA — это тест с множественным выбором из 30 пунктов, посвященный основным концепциям E&M. Он содержит общие для обоих курсов предметы, включая электростатику, цепи постоянного тока, магнитостатику и закон Фарадея.Копию оценки можно получить, отправив электронное письмо Дэнни Кабальеро.

Студенты, обучающиеся по курсу M&I, превосходят BEMA по сравнению с когортами их стандартного курса (TRAD). Недавняя работа исследовала эти различия в производительности. Препринт публикации, принятой Phys. Rev. доступен здесь. За дополнительной информацией об этой работе обращайтесь к Дэнни Кабальеро.

Средние баллы по BEMA после обучения в четырех академических учреждениях — средние баллы по тестам BEMA показаны для студентов, которые завершили семестровый курс E&M по традиционному (TRAD) или Matter & Interactions (M&I) учебному плану.Количество студентов, прошедших тестирование по каждой учебной программе в каждом учебном заведении, указано на рисунке. Границы ошибок представляют собой 95% доверительные интервалы оценки среднего балла.

Улучшение понимания студентами E&M в четырех академических учреждениях — Увеличение понимания студентами в результате односеместрового традиционного курса (TRAD) или курса «Материя и взаимодействие» (M&I) измеряется с использованием среднего нормализованного прироста g. Количество студентов, прошедших тестирование по каждой учебной программе в каждом учреждении, составляет: GT M&I: N = 297, GT Trad.: N = 887, Purdue M&I: N = 76, Purdue Trad .: N = 79, NCSU M&I: N = 79, NCSU Trad .: N = 48, CMU M&I: N = 73, CMU Trad .: N = 116. Границы ошибки представляют собой 95% доверительные интервалы оценки нормализованного усиления. Для оценок g требуются средние баллы BEMA для поступающих студентов I; для результатов NCSU и CMU я был рассчитан иначе, чем для результатов GT и Purdue. (Средний входящий балл относительно стабилен, то есть не очень сильно меняется в данном учреждении.Было получено входящее среднее значение, которое использовалось для NCSU и CMU для всех тестируемых семестров.)

Распределение баллов BEMA перед тестированием для Технологического института Джорджии и Purdue — Распределение баллов теста BEMA для студентов до завершения курса E&M по традиционному (пунктирная линия) или учебному плану M&I (сплошная линия) показано для данных из (a ) GT (N = 1319 для традиционных студентов, N = 321 для студентов M&I) и (б) Purdue (N = 78 для традиционных студентов, N = 76 для студентов M&I).Графики построены на основе данных с интервалами, ширина которых равна примерно 6,7% от максимально возможной оценки BEMA (100%).

Распределение баллов BEMA после обучения в четырех академических учреждениях — процент студентов с заданным баллом теста BEMA нанесен на график для студентов, которые завершили курс E&M либо по традиционной (пунктирная линия), либо по учебной программе M&I (сплошная линия) на (a) GT, (b) Purdue, (c) NCSU и (d) CMU. Стрелки указывают расположение средней оценки для каждого распределения.Самая правая стрелка на каждом подфигуре соответствует курсу M&I. Общее количество студентов, прошедших тестирование по каждой учебной программе в каждом учебном заведении, такое же, как на первом рисунке. Графики построены на основе данных с интервалами, ширина которых равна примерно 6,7% от максимально возможной оценки BEMA (100%).

Средние баллы BEMA по разделам в Технологическом институте Джорджии — показаны средние баллы по BEMA в конце семестра для 11 традиционных (T #) и 5 ​​M&I (M #) разделов в GT. Границы ошибок указывают 95% доверительные интервалы оценок среднего для каждого раздела. Количество студентов, прошедших тестирование в конкретном разделе, указано в Nm в таблице ниже.

Частичная разница в успеваемости по подтемам E&M — Относительная разница в успеваемости ΔGi / ΔG между M&I и традиционными студентами в GT показана для каждого вопроса в BEMA. Положительный (отрицательный) ΔGi / ΔG указывает на превосходную успеваемость учащихся M&I (традиционных). Цифровые метки указывают соответствующий номер вопроса в порядке появления в BEMA. ΔGi / ΔG сгруппированы в одну из четырех тем: электростатика (ES), цепи постоянного тока (DC), магнитостатика (MS) или закон и индукция Фарадея (FL).

Результаты теста

Georgia Tech BEMA показаны для пяти разделов «Материя и взаимодействия» (M1-M5) и одиннадцати традиционных разделов (T1-T11). Различные преподаватели выделяются уникальной буквой в столбце L. (Обратите внимание, что лектору B в M3 помогал лектор A.) Средний балл O BEMA для НИКАКИХ студентов, завершающих курс, показан для всех разделов. Кроме того, в тех разделах, где доступны данные, указывается средний балл BEMA I для студентов NI, поступающих на курс. Nm — это количество студентов в данном разделе, которые прошли BEMA как в начале, так и в конце курса E&M.GPA — это входящий совокупный средний балл учащихся по данному разделу.

Результаты BEMA (осень 2008 г.)

Пожалуйста, прочтите всю подпись для объяснения. Условия тестирования были заметно разными.

Результаты этого семестра разительно отличались от результатов крупномасштабного BEMA, приведенного выше. На приведенном выше рисунке стандартные участки трассы показаны синими полосами, а секции M&I — красными полосами. Условия, в которых проводилась эта оценка, сильно отличались от описанной выше работы на большой скле.Стандартный курс использовал BEMA как часть Заключительного экзамена по курсу. Курс M&I дал оценку в лаборатории БЕЗ поощрений. Предполагалось, что в этих условиях производительность будет заметно отличаться, и результаты приведены для полноты картины.

Результаты CSEM (весна 2009 г.)

Пожалуйста, прочтите всю подпись для объяснения. Условия тестирования были заметно разными.

Весной 2009 года был использован еще один стандартизированный показатель. Студентам обоих курсов был предоставлен «Концептуальный обзор электричества и магнетизма» (CSEM).Результаты разительно отличались от результатов BEMA. Однако условия, при которых была дана эта оценка, были совершенно другими. В стандартном курсе CSEM использовался как часть заключительного экзамена по курсу. Курс M&I дал оценку в лаборатории БЕЗ поощрений. Предполагалось, что в этих условиях производительность будет заметно отличаться, и результаты приведены для полноты картины.

Ссылки

Есть несколько ссылок, которые следует учитывать при обсуждении BEMA.Эти ссылки перечислены ниже:

  1. Динг, Л. и Чабай, Р., Шервуд, Б. и Бейхнер, Р., Оценка инструмента для оценки электричества и магнетизма: Краткая оценка электричества и магнетизма, Physical Review Special Topics — Physics Education Research, vol. 2, pgs 010105, 2006. [ссылка]
  2. Поллок, SJ, Продольное исследование влияния учебной программы на концептуальное понимание в E&M, Конференция по исследованиям в области физического образования, 2007 г. , т. 951, стр. 172-175, 2007. [ссылка]
  3. Поллок, SJ, Сравнение обучения студентов с многочисленными концептуальными исследованиями, основанными на исследованиях: CSEM и BEMA, Конференция по исследованиям в области физического образования, 2008 г., вып.1064, стр. 171-174, 2008.
  4. Kohlmyer, M.A., Caballero, M.D., и Catrambone, R., и Chabay, R.W., и Ding, L., и Haugan, M.P. и Марр, М.Дж., Шервуд, Б.А. и Schatz, M.F., A Tale of Two Curricula: Performance двух тысяч студентов по вводному электромагнетизму, Accepted to Phys. Ред., Препринт Arxiv arXiv: 0906.0022, 2009. [ссылка]


Физика 2212 является предварительным условием для прохождения вводного курса электромагнетизма ECE 3025 по электротехнике и вычислительной технике, который должны пройти все специалисты по электротехнике и вычислительной технике.Оценки учащихся были получены после завершения курса ECE 3025. Для студентов, которые прошли стандартный курс 2212, средний средний балл по курсу ECE 3025 составил 2,93 +/- 0,15 (N = 144). Для студентов, прошедших курс M&I 2212, средний средний балл по курсу ECE 3025 составил 2,95 +/- 0,28 (N = 24). Распределение оценок как для студентов M&I, так и для студентов стандартных курсов в ECE 3025 было статистически неразличимым. За подробностями обращайтесь к Дэнни Кабальеро.



На вводных курсах физики представлены общие задачи на выпускных экзаменах (свободный ответ).Эрик Мюррей и Дэнни Кабальеро совместно разработали эти вопросы для курсов 2212. Общие вопросы были заданы 2212 студентам в весеннем семестре 2009 г. и осеннем семестре 2008 г. Эти вопросы были оценены в соответствии с оценкой TA для каждого курса. Чтобы сравнить результаты двух курсов, Эрик и Дэнни согласовали пороговую оценку в рамках каждого курса, которая использовалась для определения процента студентов, которые правильно ответили на задачу без небольшой ошибки в расчетах / канцелярской ошибке.Из-за нюансов схемы выставления оценок, используемой в каждом курсе, нельзя сравнивать распределение баллов. Однако обе стороны соглашаются, что хвосты распределения представляют собой ответы одного и того же типа. Ниже приведены ссылки на копии этих задач, а также процент студентов, которые правильно ответили на эти задачи без небольшой ошибки.

Весна 2009 — проблема электростатики

Задача: [pdf]

Процентная корректировка: Традиционная = 10%, M&I = 17%

Осень 2008 г. — Проблема с электростатикой

Задача: [pdf]

Процентная коррекция: Традиционная = 22%, M&I = 39%

Осень 2008 г. — Проблема закона Фарадея

Задача: [pdf]

Процентная коррекция: Традиционная = 20%, M&I = 29%

Электромагнетизм

В 1820 году датский физик Ганс Кристиан Эрстед обнаружил, что ток, проходящий через провод, создает магнитное поле, положив начало современным исследованиям электромагнетизма.

Движущиеся электрические заряды создают магнитные поля. Вы можете проверить это, поместив компас возле токоведущего провода. Компас совпадет с индуцированным магнитным полем.

Чтобы определить направление электрически индуцированного магнитного поля из-за длинного прямого токоведущего провода, используйте первое правило правой руки (RHR), направив большой палец правой руки в направлении положительного тока. Кривая ваших пальцев показывает направление магнитного поля вокруг провода (изображенного справа).

Вы можете получить еще более сильное магнитное поле, намотав катушку с проволокой в ​​ряд петель, известных как соленоид, и пропустив ток через провод. Это называется электромагнитом. Вы можете усилить магнитное поле электромагнита, поместив кусок железа внутрь катушек с проволокой. Второе правило правой руки сообщает вам направление магнитного поля, создаваемого электромагнитом. Оберните пальцы вокруг соленоида в направлении положительного тока.Ваш большой палец будет указывать на северный конец индуцированного магнитного поля, как показано ниже.

Не только движущиеся заряды создают магнитные поля, но и относительное движение между зарядами и магнитным полем может создавать силу. Величина силы (F B ), действующей на заряд (q), движущийся в магнитном поле (B) со скоростью (v), определяется следующим образом: F B = qvBsinθ

В этом уравнении θ — это угол между вектором скорости и направлением магнитного поля.Если скорость заряженной частицы перпендикулярна магнитному полю, sin θ = sin 90 ° = 1, и сила может быть вычислена просто как F B = qvB.

Илл. Дэвида Кроше

Поскольку сила — это вектор, у нее также есть направление. Это направление можно определить с помощью третьего правила правой руки. Направьте пальцы правой руки в направлении скорости положительной частицы (если движущийся заряд отрицательный, укажите пальцами правой руки в направлении, противоположном скорости частицы).Затем согните пальцы на 90 ° в направлении, указанном магнитным полем. Ваш большой палец будет указывать в направлении силы, действующей на заряженную частицу.

Вопрос: Электрон движется со скоростью 2,0 × 10 6 метра в секунду перпендикулярно магнитному полю с плотностью потока 2,0 тесла. Какова величина магнитной силы, действующей на электрон?

Ответ:

Вопрос: Частица с зарядом 6.4 × 10 –19 C испытывает силу 2 × 10 –12 Н при прохождении через магнитное поле 3 тесла под углом 30 ° к полю. Какая скорость частицы?

Ответ:

Вопрос: Воздушный сердечник электромагнита заменен на железный сердечник. По сравнению с силой магнитного поля в воздушном сердечнике, сила магнитного поля в железном сердечнике составляет

.
  1. меньше
  2. больше
  3. то же

Ответ: (2) Железный сердечник, помещенный в электромагнит, усиливает магнитное поле.

Вопрос: На диаграмме ниже показан протон, движущийся со скоростью v, который собирается войти в однородное магнитное поле, направленное на страницу. Когда протон движется в магнитном поле, величина магнитной силы, действующей на протон, составляет F.

Если бы протон был заменен альфа-частицей (заряд + 2e) при тех же условиях, величина магнитной силы, действующей на альфа-частицу, была бы

  1. Ф
  2. 2F
  3. Ф / 2
  4. 4F

Ответ: (2) 2F.Поскольку заряд удваивается, магнитная сила также удваивается.

Когда относительное движение между проводником и магнитным полем создает силу на зарядах в проводнике, в проводнике индуцируется разность потенциалов. Проводник должен пересекать силовые линии магнитного поля, чтобы создать разность потенциалов, и большие разности потенциалов создаются, когда проводник пересекает более сильные магнитные поля или быстрее движется через магнитное поле.

Это явление позволяет вырабатывать полезную и управляемую электрическую энергию. Кинетическая энергия в виде ветра, воды, пара и т. Д. Используется для вращения катушки провода через магнитное поле, вызывая разность потенциалов, которая передается электрической компанией конечным пользователям. Это базовое преобразование энергии лежит в основе гидроэлектрических, ядерных, ископаемых и ветряных электрических генераторов!

Вопрос: На схеме справа показан провод, движущийся вправо со скоростью v через однородное магнитное поле, направленное внутрь страницы.По мере увеличения скорости провода наведенная разность потенциалов будет

.
  1. уменьшение
  2. прибавка
  3. остались прежними

Ответ: (2) индуцированная разность потенциалов будет увеличиваться с увеличением скорости провода.

Вопрос: На схеме ниже изображен проводник RS, расположенный перпендикулярно однородному магнитному полю, направленному внутрь страницы.

Опишите направление, в котором можно перемещать провод для создания максимальной разности потенциалов на его концах, R и S.

Ответ: Провод можно перемещать для создания максимальной разности потенциалов на его концах, R и S, перемещая его по горизонтали (справа налево или слева направо).

PHYS102: Введение в электромагнетизм | Saylor Academy

  • Время: 97 часов

  • Рекомендуется кредит колледжа

  • Бесплатный сертификат

Похоже, что в физике Вселенной преобладают четыре фундаментальных силы: гравитация, электромагнетизм, слабые ядерные силы и сильные ядерные силы. Эти силы управляют тем, как материя, энергия, пространство и время взаимодействуют, создавая наш физический мир. Все остальные силы, такие как сила, которую вы проявляете при вставании, в конечном итоге происходят от этих фундаментальных сил.

У нас есть непосредственный ежедневный опыт взаимодействия с двумя из этих сил: гравитацией и электромагнетизмом. Рассмотрим, например, повседневный вид человека, сидящего на стуле. Сила, удерживающая человека на стуле, является гравитационной, и эта гравитационная сила уравновешивается материальными силами, которые «толкают вверх», чтобы удерживать человека на месте.Эти силы являются прямым результатом действия электромагнитных сил на наноуровне. На более крупном уровне гравитация удерживает небесные тела на их орбитах, в то время как мы видим вселенную посредством электромагнитного излучения (например, света), которым она заполнена. Электромагнитная сила также делает возможными передовые технологии, которые составляют большую часть основы нашей цивилизации. Телевизоры, компьютеры, смартфоны, микроволновые печи и даже скромные лампочки стали возможными благодаря контролю электромагнетизма.Средний специалист по физике потратит больше времени на понимание и применение концепции электромагнитной силы, чем на изучение любого другого типа силы.

Классическая (неквантовая) теория электромагнетизма была впервые опубликована Джеймсом Клерком Максвеллом в его учебнике 1873 года «Трактат об электричестве и магнетизме». Множество ученых в девятнадцатом веке выполнили работу, которая в конечном итоге привела к уравнениям электромагнетизма Максвелла, которые до сих пор считаются одним из триумфов классической физики.Описание Максвелла электромагнетизма, которое демонстрирует, что электричество и магнетизм — это разные аспекты единого электромагнитного поля, актуально и сегодня. Фактически, уравнения Максвелла согласуются с теорией относительности, которая теоретизировалась только через 30 лет после того, как Максвелл завершил свои уравнения.

В этом курсе мы сначала узнаем о волнах и колебаниях в протяженных объектах, используя классическую механику, о которой мы узнали в PHYS101. Мы также установим источники и законы, управляющие статическим электричеством и магнетизмом.Краткий обзор электрических измерений и схем поможет нам понять, как наблюдаются, измеряются и применяются электромагнитные эффекты. Затем мы увидим, как уравнения Максвелла объединяют электрические и магнитные эффекты и как решения уравнений Максвелла описывают электромагнитное излучение, которое послужит основой для понимания всего электромагнитного излучения, от очень низкочастотных длинноволновых радиоволн до самых мощных астрофизических гамма излучение. Мы кратко изучим оптику, используя практические модели, в значительной степени согласующиеся с предсказаниями уравнений Максвелла, но более легкие в использовании.Наконец, в этом курсе дается краткий обзор специальной теории относительности Эйнштейна. Предположим, что у вас есть базовые знания в области математического анализа.

Этот курс потребует от вас решения ряда задач. В отличие от механики, большинство явлений, встречающихся в области электромагнетизма, не встречаются в повседневном опыте — по крайней мере, в той форме, которая проясняет действительную природу явлений. В результате изучение электромагнетизма требует развития интуиции в довольно не интуитивной области физики.В конце концов, развитие физической интуиции — это не столько получение правильного ответа, сколько получение неправильного ответа и затем понимание того, почему он неправильный. В идеальной ситуации этот курс потребует от вас решения проблем, касающихся явлений, и наблюдения за различными важными явлениями в лаборатории. Однако, поскольку это онлайн-курс, мы не можем позволить себе роскошь лабораторных занятий. Чтобы компенсировать это, мы включили ряд интерактивных демонстраций. Когда вы подходите к проблеме, постарайтесь определить размер тех величин, которые проясняют основную природу предложенного вопроса.Восприятие этих чисел как данных идеальной лаборатории поможет вам развить представление о том, как работает электромагнетизм, — ощущение, которое большинство людей не получают из математического описания.

Сначала прочтите программу курса. Затем зарегистрируйтесь на курс, нажав «Записать меня на этот курс». Щелкните Раздел 1, чтобы прочитать введение и результаты обучения. Затем вы увидите учебные материалы и инструкции по их использованию.

Физика измерений электромагнитной совместимости

Описание

Имеет ли значение при измерении излучаемого электромагнитного излучения, аккуратно ли скручен лишний кабель или свернут на полу? Имеет ли значение, где заземлен симулятор электростатического разряда? Почему продукты, которые не соответствуют требованиям ЭМС в Лаборатории A, как правило, лучше работают в Лаборатории B? Этот курс рассматривает оборудование, испытательные установки и основные механизмы связи, связанные с каждым из основных тестов электромагнитной совместимости.Цель курса — дать базовое понимание задействованной физики, чтобы делать более точные, более значимые и более повторяемые измерения.

Основными испытаниями на ЭМС, рассматриваемыми в этом курсе, являются: на кондуктивные и излучаемые излучения, устойчивость к излучению, подачу большого тока, испытания на быстрые электрические переходные процессы и испытания на электростатический разряд. Также будут обсуждаться другие испытания на ЭМС, такие как испытания на устойчивость к ударам молнии, излучение магнитного поля и нарушения питания. Будут рассмотрены коммерческие, автомобильные и военные процедуры испытаний на ЭМС в каждой из этих категорий.Хотя курс будет относиться к отраслевым стандартным тестам, основное внимание уделяется общей физике, а не конкретным требованиям какого-либо стандарта.

Для каждого теста ЭМС в курсе рассматривается тестовое оборудование, настройки тестирования и параметры настройки, которые влияют на результаты измерений. Представлены базовые модели измерений, которые помогают инженерам-испытателям и техническим специалистам точно понять, что именно измеряется. Эти модели показывают, как иногда кажущиеся незначительными решения, связанные с испытательной установкой, могут существенно повлиять на результаты измерения.

Люди, которым может быть полезно пройти этот курс, включают инженеров и техников, которые плохо знакомы с областью EMC и хотят ознакомиться с процедурами тестирования EMC; а также людей, которые много лет проводят тесты на ЭМС и хотят лучше понять физику. Курс также может быть полезен инженерам по продуктам, которые отвечают за согласование планов тестирования EMC и / или, в конечном итоге, обеспечивают соответствие своих проектов требованиям EMC.

Кредит непрерывного образования: 0.6 CEU, 6,0 PDH

Краткое содержание курса

  1. Испытания на излучение
    • Спектральный анализ (временная и частотная области)
    • Биконические, логопериодические, рупорные и стержневые антенны
    • 3-метровые, 10-метровые и 30-метровые измерения
    • Дизайн для соответствия требованиям RE
    • Параметры настройки, влияющие на результаты измерений
  2. ESD Тестирование
    • Заряд, емкость и напряжение
    • Трибоэлектрическая зарядка
    • Моделирование события ESD
    • Пробой диэлектрика в воздухе и в других местах
    • Контакт vs.Бесконтактные разряды
    • Полевая муфта
    • Дизайн для соответствия требованиям ESD
    • Параметры настройки, влияющие на результаты измерений
  3. Испытание подачей объемного тока
    • Цель тестирования BCI
    • Моделирование подачи большого тока
    • Свойства датчиков BCI
    • Дизайн для соответствия BCI
    • Параметры настройки, влияющие на результаты измерений
  4. Тестирование на радиационную невосприимчивость
    • Ячейка ТЕМ, GTEM, Tri-Plate, WOG и испытания в дальнем поле
    • Приемные «Антенны»
    • Закон Фарадея
    • Нелинейное поведение устройства
    • Дизайн для соответствия требованиям RI
    • Параметры настройки, влияющие на результаты измерений
  5. Тестирование электрических быстрых переходных процессов
    • Различия в методах индукции переходных процессов EFT
    • Моделирование источника EFT
    • Определение текущего пути
    • Нелинейное поведение устройства
    • Дизайн для соответствия требованиям EFT
    • Параметры настройки, влияющие на результаты измерений
  6. Проведение испытаний на выбросы
    • LISN
    • Common Mode vs. Выбросы в дифференциальном режиме
    • Дизайн для соответствия CE
    • Диагностика проблемы кондуктивных выбросов
    • Параметры настройки, влияющие на результаты измерений
  7. Обзор других тестов на ЭМС
    • Устойчивость к молнии
    • Излучение магнитного поля
    • Переходные процессы в линии питания
    • Power Drop
    • Тесты на месте
  8. Общие инструкции по тестированию
    • Калибровка с известными источниками и установками
    • План тестирования
    • Отчет об испытаниях
    • Повторяемость теста
    • Интерпретация результатов испытаний

Инструктор курса

Доктор.Тодд Хабинг — почетный профессор электротехники и вычислительной техники в Университете Клемсона и бывший директор лаборатории автомобильной электроники Клемсона. Он имеет более чем 35-летний опыт тестирования на ЭМС; сначала с IBM, затем с Университетом Миссури-Ролла и Клемсоном.

Leave a Reply

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *