Методические разработки
по разделу «Электродинамика»
(предназначены для 10 класса
с профильным обучением)
Авторы: студент
Кемеровского Государственного
университета
физического факультета
Пфау Владислав Сергеевич;
студентка
Кемеровского Государственного
Университета
физического факультета
Понаморева Юлия Сергеевна.
Год издания:2015.
Для заметок:
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Основы электродинамики.
1. Наука о свойствах и закономерностях поведения особого вида материи – электромагнитного поля, осуществляющего взаимодействие между электрически заряженными телами или частицами называется:
а) электростатика;
б) электродинамика;
в) электричество и магнетизм;
г) электричество.
2. В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц:
а) всегда увеличивается;
б) всегда уменьшается;
в) неизменна;
г) может уменьшаться, может увеличиваться.
3. Заряд, проходящий за 1с. через поперечное сечение проводника при силе тока 1А. называется:
а) вольт;
б) ватт;
в) кулон;
г) джоуль.
4. Допишите недостающие слова.
«Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению _____________ и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними».
5. Допишите недостающие слова.
«Принцип _____________ гласит: если в данной точке пространства различные заряженные частицы создают электрические поля, напряженности которых , и т.д., то результирующая напряженность равна __________ этих напряженностей».
6. Дайте определение потенциала электрического поля.
7. Дайте определение электроемкости.
8. Записать формулы:
а) электроемкость плоского конденсатора;
б) закон Кулона;
в) напряженность поля;
г) энергия заряженного конденсатора.
9. Сопоставьте физические величины и их единицы измерения:
1) напряжение а) фарад
2) напряженность б) вольт
3) электроемкость в) кулон
4) заряд г) вольт/метр
Сила тока. Электрический ток.
1 вариант.
1. За направление тока принимают направление движения:
А. Электронов
Б. Нейтральных частиц
В. Положительных частиц
Г. Все выше указанные.
2. Сила тока не зависит:
А. от числа заряженных частиц
Б. от площади сечения
В. от скорости электронов
Г. от длины проводника
3. Ток оказывает действие:
А. Механическое
Б. Тепловое
В. Физиологическое
Г. Ни какого действия не оказывает.
4. Условия существования тока:
А. Свободные заряженные частицы.
Б. Скорость электронов >10-5 м/с.
В. Направляющая сила.
Г. Большая длина проводника.
5. Через спираль электроплитки за 2 мин. прошел заряд в 600 Кл. Какова сила тока в спирали?
А. 5А.
Б. 0,5А.
В. 300 А.
Г. 0,006 А.
2 вариант.
1. Формула силы тока:
А. I=Δq*Δt
Б. I=Δq*(Δt)2
В. I=Δq/Δt
Г. I=Δt/Δq
2. Сила тока зависит:
А. от площади поверхности
Б. от площади сечения
В. от силы Кулона
Г. от концентрация зарядов
3. Ток оказывает действие:
А. Механическое
Б. Магнитное
В. Тепловое
Г. Ни какого действия не оказывает.
4. Условия существования тока:
А. Свободные частицы.
Б. Магнитное поле.
В. Направляющая сила.
Г. Постоянная разность потенциалов
5. Через спираль электроплитки за 2 мин. прошел заряд в 600 Кл. Какова сила тока в спирали?
А. 5А.
Б. 0,5А.
В. 300 А.
Г. 0,006 А.
Сопротивление проводников.
1) Единицы измерения напряжения:
А. А*Ом.
Б. Кл*с.
В. А*с.
Г. А/Ом.
2) Единицы измерения силы тока:
А. Кл*с.
Б. А,
В. Кл/с.
Г. Вт/Ом.
3) 1 м2. равен:
А. 106 мм2.
Б. 104 мм2.
В. 104 см2.
Г. 106 см2.
4) 1 мм. Равен:
А. 10-3 м.
Б. 10-2 см.
В. 10-1 см.
Г. 10-2 м.
5) Единица измерения удельного сопротивления:
А. Ом*м.
Б. Ом*мм2*м.
В. Ом.
Г. Ом*мм2*м.
6) Единица измерения потенциала:
А. А.
Б. В.
В. Кл.
Г. Ом.
7) 1 Ом*м равен:
А. 10-3 Ом*мм2/м.
Б. 103 Ом*мм2/м.
В. 106 Ом*мм2/м.
Г. 10-6 Ом*мм2/м.
Последовательное и параллельное соединение проводников.
Вариант 1
1. При последовательном соединении проводников общее значение силы тока...
А. Равно сумме сил токов на отдельных проводниках.
Б. Имеет одно и тоже значение.
В. Равно сумме обратных величин сил токов на отдельных проводниках.
Г. Среди ответов нет верного.
2. При параллельном соединении проводников общее напряжение на участке цепи...
А. Больше, чем напряжение на отдельных проводниках.
Б. Одинаково на всех проводниках.
В. Равно сумме напряжений на отдельных проводниках.
Г. Среди ответов нет верного.
3. Чему равно общее сопротивление трех резисторов, соединенных последовательно, если их сопротивления равны R 1 = 24 Ом, R 2 = 3 Ом, R 3 = 4 Ом?
А. 31 Ом. В. 2 Ом. Б. 1\31 Ом. Г. 4 Ом.
4. Каково общее сопротивление двух параллельно соединенных резисторов, если их сопротивления равны R 1 = 8 Ом, R 2 = 2 Ом?
А. 8 Ом. В. 1/3 Ом.
Б. 10 Ом. Г. 1,6 Ом.
5. Поставить соответствие между физическими величинами и единицами измерений физических величин:
а) напряжение ; 1.Ом;
б) сопротивление; 2.Джоуль;
в) сила тока. 3.Вольт;
4.Кулон;
5.Ампер.
Вариант 2
1. При последовательном соединении проводников общее сопротивление...
А. Равно сумме сопротивлений на отдельных проводниках.
Б. Равно сумме обратных величин сопротивлений на отдельных проводниках.
В.Имеет одно и тоже значение.
Г.Среди ответов нет верного.
2. При параллельном соединении проводников общая сила тока в цепи...
А. Больше, чем сила тока в отдельных проводниках.
Б. Равна сумме обратных величин сил токов в отдельных проводниках.
В. Такая же, как сила тока в отдельных проводниках.
Г. Равна сумме сил токов в отдельных проводниках.
3. Чему равно сопротивление трех резисторов, соединенных последовательно, если R 1 = 6 Ом, R 2 = 6 Ом, R 3 = 3 Ом?
А. 2 Ом. В. 1\15 Ом.
Б. 15 Ом. Г. 22 Ом.
4. Каково сопротивление трех параллельно соединенных резисторов, если R 1 = 10 Ом, R 2 = 15 Ом, R 2 = 15 Ом.
А. 25 Ом. Б. 6 Ом.
В.7/30 Ом. Г. 30/7 Ом.
5. Поставить соответствие между физическими величинами и формулами:
А)напряжение; 1.A\q;
Б)сопротивление; 2.U\I;
В)сила тока. 3.U*I;
4. q/t;
5.pl\S.
Интересные задачи по электродинамике.
Задача №1.
Смоделируйте ситуацию. У Вас имеется проводник длиной l, с площадью сечения S. В объеме этого проводника имеется n зарядов. Определите сопротивление проводника, если разность потенциалов между его концами постоянна и равна U. Скорость зарядов постоянна и равна v. За единичный заряд считаем заряд электрона.
Задача №2.
Имеется моток медной проволоки, площадь поперечного сечения которой S = 0,10 мм2. Масса всей проволоки m = 0,30 кг. Определить сопротивление проволоки. Удельное сопротивление меди, плотность Р = 8,9·103 кг/м3.
Задача №3.
Определите сопротивления медного и алюминиевого проводников, если их длины и площади сечения одинаковы и равны соответственно 1 м. и 10 мм2. Объясните, какие провода наиболее выгодно использовать в электроцепях?
Задача №4.
Определите силу тока в цепи, если напряжение в этой сети 220 В. Проводник в сети сделан из меди и имеет длину 100 метров и площадь поперечного сечения 5 мм2.
Задача №5.
Определите общий заряд в молнии, если сила тока в ней 106А, а время движения молнии – 0,01 сек.
Задача №6.
Скорость распространения зарядов в молнии – 140*103 км/с. Площадь соприкосновения молнии с землей составляет 1 м. Сила тока молнии достигает до 106А. Определите концентрацию зарядов в молнии, если за нулевой заряд берем электрон.
Задача 1. Рассчитайте сопротивление в цепи, если сопротивление первого проводника равно 5 Ом, сопротивление второго проводника равно 4 Ом и сопротивление третьего – 3 Ом.
[pic] Задача №7.
Рассчитайте силу тока в цепи (иллюстрация 2), если напряжение на концах цепи равно 62 В. Проводники имеют сопротивление R1=24 Ом, R2=18 Ом, R3=6 Ом. Четвертый проводник сделан в виде лампы накаливания из вольфрама длиной 2 см. и площадью сечения 11*10-5 мм2.
[pic]
Задача №8.
Рассчитайте напряжение в цепи (иллюстрация 3), если сила тока на её входе равна 30А. Сопротивление первого резистора равно 5 Ом, сопротивление второго резистора – 3 Ом. Резисторы №3, №4, №5 абсолютно идентичны друг другу и имеют сопротивление в 7,5 Ом.
[pic]
Задача №9.
Определите общее сопротивление цепи (иллюстрация 4), если проводники 1 и 5 сделаны из алюминия, проводники 2 и 4 – из меди, а проводник 3 сделан из серебра. Длина проводников 1 и 4 составляет 100 см, длина проводников 2 и 5 – 200 см, а длина 3 проводника равна 200 см. Площадь сечения всех проводников равна 6*10-4 мм2.
[pic]
Задача №10.
Рассчитайте силу тока в цепи (иллюстрация 5), если напряжение на проводнике №1 равно 220В. Сопротивления проводников №1, №2, №3, №4 соответственно равны 20 Ом, 10 Ом, 15 Ом, 25 Ом.
[pic]
Задача №11.
К источнику тока подключили цепь, состоящую из разных ламп (иллюстрация 6). Рассчитайте напряжение в данной цепи, если R1=10 Ом, R2=20 Ом, R3=30 Ом, R4=5 Ом, R5=15 Ом, R6=25 Ом. Считаем, что электроны выходят из источника тока со скоростью v=7*105 м/с и концентрацией 200*1018 1/м3. Площадь сечения проводов, соединяющих лампы, равна 1 мм2.
[pic]
Задача №12.
Кипятильник с КПД 80% изготовлен из нихромовой проволоки сечением S = 0,84 мм2 и включен в сеть с напряжением U = 220 В. За t = 20 мин с его помощью было нагрето V = 4,0 л воды от tH = 10°С до tK = 90°С. Какова длина проволоки, из которой изготовлен кипятильник?
Задача №13.
При пропускании тока через раствор медного купороса за t = 15 мин на катоде выделилась медь массой т = 1,485 г. Определите потребляемую мощность, если сопротивление раствора R = 0,8 Ом. (При силе тока 1 А выделяется в 1 с медь массой 0,33 мг.).
Задача №14.
Из какого материала изготовлена спираль нагревательного элемента мощностью Р = 480 Вт, если его длина равна L = 16 м, сечение S = 0,24 мм2 и напряжение в сети U = 120 В?
