Публикации Практические работы по физике

Всероссийский сборник статей и публикаций института развития образования, повышения квалификации и переподготовки.

Язык издания: русский
Периодичность: ежедневно
Вид издания: сборник
Версия издания: электронное сетевое
Публикация: Практические работы по физике
Автор: Тиунова Дарья

ГБПОУ «САМАРСКИЙ ТОРГОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙПО ДИСЦИПЛИНЕ «ФИЗИКА»Самара, 2024 г. Практическая работа № 1:Тема :Решение задач на равномерное и равноускоренное движение(д.з нет)Цель работы: - научиться применять формулы различных видов движения; - научиться вычислять кинематические характеристики (скорость, ускорение, путь) движения; - закрепить знания кинематических величин; Материально – техническое обеспечение: Методические указания по выполнению работ, справочники по формулам, опорные конспекты. 1 мин = 60 с; 1 ч = 3600 с; 1 км = 1000 м; 1 м/с = 3,6 км/ч.Задача № 1. Автомобиль, двигаясь с ускорением –0,5 м/с2, уменьшил свою скорость от 54 до 18 км/ч. Сколько времени ему для этого понадобилось?Задача № 2. При подходе к станции поезд начал торможение с ускорением 0,1 м/с2, имея начальную скорость 90 км/ч. Определите тормозной путь поезда, если торможение длилось 1 мин.Задача № 3. По графику проекции скорости определите: 1) начальную скорость тела; 2) время движения тела до остановки; 3) ускорение тела; 4) вид движения (разгоняется тело или тормозит); 5) запишите уравнение проекции скорости; 6) запишите уравнение координаты (начальную координату считайте равной нулю).Задача № 4. Движение двух тел задано уравнениями проекции скорости:v1x(t) = 2 + 2tv2x(t) = 6 – 2tВ одной координатной плоскости постройте график проекции скорости каждого тела. Что означает точка пересечения графиков?Задача № 5. Движение тела задано уравнением x(t) = 5 + 10t — 0,5t2. Определите: 1) начальную координату тела; 2) проекцию скорости тела; 3) проекцию ускорения; 4) вид движения (разгоняется тело или тормозит); 5) запишите уравнение проекции скорости; 6) определите значение координаты и скорости в момент времени t = 4 с. Сравним уравнение координаты в общем виде с данным уравнением и найдем искомые величины.Задача № 6. Вагон движется равноускоренно с ускорением -0,5 м/с2. Начальная скорость вагона равна 54 км/ч. Через сколько времени вагон остановится? Постройте график зависимости скорости от времени.Задача № 7. Самолет, летевший прямолинейно с постоянной скоростью 360 км/ч, стал двигаться с постоянным ускорением 9 м/с2 в течение 10 с в том же направлении. Какой скорости достиг самолет и какое расстояние он пролетел за это время? Чему равна средняя скорость за время 10 с при ускоренном движении?Практическая работа №2:Тема Решение задач на законы НьютонаЦель: научиться применять законы Ньютона, закон Гука, закон всемирного тяготения и формулы силы тяжести и силы трения при решении задач. Место проведения: учебная аудитория. Средства обучения: − методические рекомендации к практической работе ; − линейка и карандаш; − калькулятор. Виды работы: Решение тренировочных заданий. Краткая теория Первый закон Ньютона: существуют такие системы отсчета, которые называются инерциальными, относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела или действие других сил скомпенсированно. Второй закон Ньютона: Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе: Третий закон Ньютона: Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению. Связь между силой упругости и упругой деформацией тела (при малых деформациях) была экспериментально установлена современником Ньютона английским физиком Гуком. Математическое выражение закона Гука для деформации одностороннего растяжения (сжатия) имеет вид: Fупр=-kx, где Fупр - сила упругости; х - удлинение (деформация) тела; k - коэффициент пропорциональности, зависящий от размеров и материала тела, называемый жесткостью. Закон Гука для одностороннего растяжения (сжатия) формулируют так: сила упругости, возникающая при деформации тела, пропорциональна удлинению этого тела. Закон всемирного тяготения: любые две материальные частицы притягиваются друг к другу с силой, пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Эту силу называют силой тяготения (или гравитационной силой). 2 1 2 R m m F G = , G = 6,67·10-11 Нм2/кг2 – гравитационная постояннаяФормулы, используемые на уроках «Задачи на Законы Ньютона с решениями».Задача № 1. Какое ускорение приобретет тело массой 500 г под действием силы 0,2 Н?Задача № 2. Сила 30 Н сообщает телу ускорение 0,4 м/с2. Какая сила сообщит тому же телу ускорение 2 м/с2 ?Задача № 3. Какую скорость приобретает тело массой 3 кг под действием силы, равной 9 Н, по истечении 5 с?Задача № 4. Сколько времени потребуется автомобилю массой 700 кг, чтобы разогнаться из состояния покоя до скорости 72 км/ч, если сила тяги двигателя 1,4 кН? Задача № 5. Поезд массой 500 т, трогаясь с места, через 25 с набрал скорость 18 км/ч. Определите силу тяги.Практическая работа № 3 Решение задач на законы сохранения импульса и энергииЦель: применить справедливость закона сохранения импульса тел при прямом упругом соударении для решения задачТеория Величина, равная произведению массы материальной точки на ее скорость, называется импульсом.p=mυ p — импульс телаm — масса телаυ — скорость тела Импульс тела направлен в ту же сторону, что и скорость тела. Единицей измерения импульса в СИ является 1 кг·м/с. Изменение импульса тела происходит при взаимодействии тел, например, при ударах. Для системы материальных точек полный импульс равен сумме импульсов. При этом следует иметь в виду, что импульс – это векторная величина, и поэтому в общем случае импульсы складываются как векторы, т.е. по правилу параллелограмма. Если на систему тел не действуют внешние силы со стороны других тел, такая система называется замкнутой. Замкнутая система – это система тел, которые взаимодействуют только друг с другом. Закон сохранения импульса: в замкнутой системе векторная сумма импульсов всех тел, входящих в систему, остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.m1, m2 — массы взаимодействующих тел, кгυ1, υ2 — скорости тел до столкновения, м/сυ'1, υ'2 — скорости тел после столкновения, м/сФормулы, используемые на урокеЗадача № 1. Определите массу автомобиля, имеющего импульс 2,5•104 кг•м/с и движущегося со скоростью 90 км/ч.Задача № 2. Тележка массой 40 кг движется со скоростью 4 м/с навстречу тележке массой 60 кг, движущейся со скоростью 2 м/с. После неупругого соударения тележки движутся вместе. В каком направлении и с какой скоростью будут двигаться тележки ?Задача № 3. Снаряд, выпущенный вертикально вверх, разорвался в верхней точке траектории. Первый осколок массой 1 кг приобрел скорость 400 м/с, направленную горизонтально. Второй осколок массой 1,5 кг полетел вверх со скоростью 200 м/с. Какова скорость третьего осколка, если его масса равна 2 кг?Задача № 4. К стене прикреплен шланг с насадкой, изогнутой под прямым углом (см. рисунок). Из шланга вытекает вода со скоростью v = 10 м/с. Найдите горизонтальную составляющую силы, с которой шланг давит на стену. Площадь сечения шланга S = 10 см2.F = 1000 (кг/м3) • 0,001 (м2) • 100 (м2/с2) = 100 (кг/м•с2)Ответ: 100 Н.Задача № 5. Какую силу тяги развивает реактивный двигатель, выбрасывающий каждую секунду 10 кг продуктов сгорания топлива со скоростью 3 км/с относительно ракеты?Практическая работа № 4: Решение задач на основы МКТЦель работы: научиться применять полученные теоретические знания для решения графических и вычислительных задач по теме «Основы молекулярно-кинетической теории» Молекулярно-кинетическая теория (МКТ) — это область физики, описывающая свойства веществ, основываясь на представлениях об их молекулярной структуре. МКТ позволяет понять, как и почему вещества ведут себя определённым образом при изменении различных параметров, связывая эти явления с движением и взаимодействием молекул.Название «молекулярно-кинетическая теория» происходит от ключевых идей, лежащих в её основе:Молекулярная часть названия указывает на то, что теория рассматривает вещество как совокупность огромного числа частиц — атомов или молекул.Кинетическая часть связана с движением: в рамках теории считается, что частицы находятся в постоянном беспорядочном движении, которое и определяет макроскопические свойства вещества.Основы МКТ были заложены в 17–19 веках, когда учёные, такие как Михаил Васильевич Ломоносов, Роберт Бойль, Джеймс Клерк Максвелл и Людвиг Больцман, начали формулировать законы, связывающие движение частиц и давление, температуру и другие макропараметры.Зачем нужна МКТМКТ — фундаментальная теория, которая объясняет поведение газа, жидкости и твёрдых тел на молекулярном уровне. Она позволяет понять такие явления, как:Температура как мера средней кинетической энергии частиц.Давление газа через удары молекул о стенки сосуда.Изменение состояния вещества (например, плавление, кипение) при нагревании или охлаждении.Диффузия и осмос, т.е. процессы проникновения молекул одного вещества в другое.Кроме того, МКТ — это основа для понимания термодинамики и поведения веществ при высоких давлениях и температурах. 1.Теоретическая часть. Масса молекулы вещества:Число NA называется постоянной Авогадро ( NA = 6,02∙1023 моль-1)Число молекул любого количества вещества массой m и молярной массой М равно:Количество вещества равно отношению массы вещества к его молярной массе:Практические заданияОпределить малярную массу серной кислоты (Н2СО3)Определить массу молекулы азота (N2)Найти число молекул в 3 кг ацетилена (С2Н2)Определить количество вещества в 2 кг водородаКакое количество вещества содержится в алюминиевой отливке массой 5,4 кгПрактическая работа № 5: Тема Решение задач на законы идеального газаЦели работы:Образовательная – закрепить на практике знание уравнение Менделеева - Клапейрона, газовых законов, научиться использовать теоретические знания для решения практических задачВоспитательная – воспитывать самостоятельность, ответственностьРазвивающая – развивать навыки решения задач, логическое мышление Зaдaчa1. Boздуx cocтoит из cмecи гaзoв (aзoтa, киcлopoдa и т. д.). Плoтнocть вoздуxa ρ0 пpи нopмaльныx уcлoвияx (тeмпepaтуpa t0 = 0 °C и aтмocфepнoe дaвлeниe p0 = 101 З25 Пa) paвнa 1,29 кг/мЗ. Oпpeдeлитe cpeднюю (эффeктивную) мoляpную мaccу M вoздуxa. Зaдaчa2. Oпpeдeлитe тeмпepaтуpу киcлopoдa мaccoй 64 г, нaxoдящeгocя в cocудe oбъёмoм 1 л пpи дaвлeнии 5 • 106 Пa. Moляpнaя мacca киcлopoдa M = 0,0З2 кг/мoль. P e ш e н и e. Coглacнo уpaвнeнию Meндeлeeвa—Kлaпeйpoнa Oтcюдa тeмпepaтуpa киcлopoдa ЗaдaчaЗ. Oпpeдeлитe плoтнocть aзoтa пpи тeмпepaтуpe З00 K и дaвлeнии 2 aтм. Moляpнaя мacca aзoтa M = 0,028 кг/мoль. P e ш e н и e. Зaпишeм уpaвнeниe Meндeлeeвa—Kлaпeйpoнa: Paздeлив нa oбъём лeвую и пpaвую чacти paвeнcтвa, пoлучим Зaдaчa4. Oпpeдeлитe, нa cкoлькo мacca вoздуxa в кoмнaтe oбъёмoм 60 мЗ зимoй пpи тeмпepaтуpe 290 K бoльшe, чeм лeтoм пpи тeмпepaтуpe 27 °C. Дaвлeниe зимoй и лeтoм paвнo 105 Пa. Практическая работа № 6: Определение неизвестных величин в уравнении теплового балансаЦель изучения темы: научить применять уравнение теплового баланса при теплообмене в теплоизолированной системе.Формулы, используемые на уроках «Задачи на количество теплоты,удельную теплоемкость».1 г = 0,001 кг; 1 т = 1000 кг; 1 кДж = 1000 Дж; 1 МДж = 1000000 ДжЗадача № 1. В железный котёл массой 5 кг налита вода массой 10 кг. Какое количество теплоты нужно передать котлу с водой для изменения их температуры от 10 до 100 °С?При решении задачи нужно учесть, что оба тела — и котёл, и вода — будут нагреваться вместе. Между ними происходит теплообмен. Их температуры можно считать одинаковыми, т. е. температура котла и воды изменяется на 100 °С — 10 °С = 90 °С. Но количества теплоты, полученные котлом и водой, не будут одинаковыми. Ведь их массы и удельные теплоёмкости различны.Задача № 2. Смешали воду массой 0,8 кг, имеющую температуру 25 °С, и воду при температуре 100 °С массой 0,2 кг. Температуру полученной смеси измерили, и она оказалась равной 40 °С. Вычислите, какое количество теплоты отдала горячая вода при остывании и получила холодная вода при нагревании. Сравните эти количества теплоты.Задача № 3. Стальная деталь массой 3 кг нагрелась от 25 до 45 °С. Какое количество теплоты было израсходовано?Задача № 4. В сосуде содержится 3 л воды при температуре 20 °С. Сколько воды при температуре 45 °С надо добавить в сосуд, чтобы в нём установилась температура 30 °С? Необходимый свободный объём в сосуде имеется. Теплообменом с окружающей средой пренебречьЗадача № 5. На сколько градусов изменилась температура чугунной детали массой 12 кг, если при остывании она отдала 648000 Дж теплоты?Задача № 6. По графику определите удельную теплоёмкость образца, если его масса 50 г.Практическая работа № 7 Применение в повседневной жизни физических знаний о свойствах газов, жидкостей и твердых тел Цель : раскрыть сущность понятия «Агрегатные состояния вещества», расширить знания о механических свойствах твердых тел, жидкостей и газов на основе представлений о молекулярном строении вещества.Задачи урока: обеспечить усвоение знаний о физических особенностях отдельных агрегатных состояниях веществ; формировать умение решать задачи с применением знаний об агрегатных состояниях вещества.Планируемые результатыПредметные: научиться доказывать наличие различия в молекулярном строении твердых тел, жидкостей и газов; приводить примеры практического использования свойств веществ в различных агрегатных состояниях вещества.Метапредметные: формировать умение анализировать факты при наблюдении и объяснении явлений, при работе с текстом учебника, использование умений и навыков различных видов познавательной деятельности, использование основных интеллектуальных операций: формулирование гипотез, анализ и синтез, сравнение, обобщение, систематизация, выявление причинно-следственных связей, поиск аналогов, формирование умения генерализовать идеи и определить средства, необходимые для их реализации, развивать умение определять цели и задачи деятельности, выбирать средства реализации цели и применять их на практике, использовать различные источники для получения информации.Личностные: формирование умений управлять своей учебной деятельностью, подготовка к осознанию выбора дальнейшей образовательной траектории, формирование интереса к физике при анализе физических явлений.Методы обучения: репродуктивный, проблемный, эвристический.Формулы, используемые на уроках «Задачи на плавление и отвердевание».Задача № 1. Для приготовления чая турист положил в котелок лёд массой 2 кг, имеющий температуру 0°С. Какое количество теплоты необходимо для превращения этого льда в кипяток при температуре 100°С? Энергию, израсходованную на нагревание котелка, не учитывать.Задача № 2. Сколько энергии нужно затратить, чтобы расплавить лёд массой 4 кг при температуре 0°С?Задача № 3. Сколько энергии требуется затратить, чтобы расплавить свинец массой 20 кг при температуре плавления? Сколько энергии понадобится для этого, если начальная температура свинца 27 °С?Задача № 4. Какую энергию нужно затратить, чтобы расплавить кусок льда массой 5 кг, взятый при температуре -10 °С?Задача № 5. Какую энергию нужно затратить, чтобы расплавить кусок меди массой 2 кг, взятый при температуре 25 °С?Задача № 7. Во сколько раз плавление куска железа массой 1 кг требует больше энергии, чем плавление той же массы белого чугуна, серебра, серого чугуна и ртути, нагретых до своей температуры плавления?Практическая работа № 8: Изучение процессов испарения и кипенияЦель: Выполнить практические упражнения, проанализировать, охарактеризовать и обосновать процессы нагрева и закипания рабочей жидкости, подготовить график зависимости температурных значений воды от времени.ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ: Кипением называется интенсивное парообразование по всему объёму сосуда, при котором внутри жидкости растут и поднимаются вверх пузырьки пара. Состояние кипения воды имеет несколько стадийРазделение процесса кипения по стадиям.Кипячение воды представляет собой сложный процесс, состоящий из четырех ясно отличимых одна от другой стадий.Первая стадия начинается с проскакивания со дна чайника маленьких пузырьков воздуха, а также появления групп пузырьков на поверхности воды у стенок чайника.Вторая стадия характеризуется увеличение объема пузырьков. Затем постепенно количество пузырьков, возникающих в воде и рвущихся на поверхность, всё более увеличивается. На первой стадии кипения слышим тонкий, едва различимый сольный звук.Третья стадия кипения характерна массовым стремительным подъёмом пузырьков, которые вызывают сначала легкое помутнение, а затем даже “побеление” воды, напоминая собой быстро бегущую воду родника. Это так называемое кипение “ белым ключом”. Оно — крайне непродолжительное. Звук становится похожим на шум небольшого пчелиного роя.Четвертая — это интенсивное бурление воды, появление на поверхности больших лопающихся пузырей, а затем брызганьем. Брызги будут означать, что вода очень сильно перекипела. Звуки резко усиливаются, но их равномерность нарушается, они как бы стремятся опередить друг друга, нарастают хаотически. Формулы, используемые на уроках «Задачи на парообразование и конденсацию».Задача № 1. Какое количество энергии требуется для обращения воды Задача № 2. Какое количество энергии требуется для превращения воды массой 2 кг, взятой при температуре 20 °С, в пар? Задача № 3. Какое количество энергии нужно затратить, чтобы воду массой 5 кг, взятую при температуре 0 °С, довести до кипения и испарить её?Задача № 4. Какую энергию нужно затратить, чтобы расплавить кусок свинца массой 8 кг, взятый при температуре 27 °С?Задача № 5. Какое количество энергии требуется для превращения в пар спирта массой 200 г, взятого при температуре 18 °С?Практическая работа № 9: Изучение свойств твердых телЦели и задачи урока:1.Дать представление о твердых телах, их физических свойствах, особенностях внутреннего строения, различиях в свойствах кристаллических и аморфных тел.2.Развивать у учащихся наблюдательность, способность анализировать и делать выводы из наблюдаемых явлений, способность обобщать полученные результаты.Формулы, используемые на уроках по теме «ЗАДАЧИ на давление твердых тел»:Задача № 1. Рассчитайте давление, которое оказывает станок массой 800 кг, если площадь его опоры 400 см2 Задача № 2. Рассчитать давление, производимое бетонной плитой, масса которой 780 кг, а площадь опоры 2 м2.Задача № 3. Какое давление на дорогу оказывает автомобиль «Волга», если его масса 1420 кг, а площадь соприкосновения одного колеса с дорогой 900 см2?Задача № 4. Ширина лезвия коньков равна 5 мм, а длина той части лезвия, которая опирается на лед, составляет 17 см. Вычислите давление, производимое коньками на лед, если масса стоящего на коньках мальчика равна 55 кг. Задача № 5. Какое давление оказывает острие шила, если сила давления равна 20 Н, а площадь острия — 0,1 мм2 ?Задача № 6. На какую площадь опирается лыжник массой 78 кг, если он оказывает давление 2,5 кПа?Практическая работа № 10 Определение влажности воздухаЦель : Научиться определять влажность воздуха.Пояснение к занятию:Наличие водяного пара в воздухе показывает влажность воздуха.Для определения содержания влаги в воздухе используют понятия абсолютной и относительной влажности.Отношение давления водяных паров к давлению насыщенного водяного пара при данной температуре, выраженное в процентах, называется относительной влажностью воздуха:φ =·100%ρа- абсолютная влажность.ρн- плотность насыщенного водяного пара.Если влажный воздух охлаждать, то при некоторой температуре находящийся в нём пар можно довести до насыщения. При дальнейшем охлаждении водяной пар начнёт конденсироваться в виде росы, может появиться туман.Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.Задача 1.Найти относительную влажность воздуха φ,при t=40C если в одном кубическом метре воздуха содержится 3,2 грамма воды. Плотность насыщенного пара при насыщенногогмt=40C,ρнасыщенного=6,4г/м3Задача 2. Найти относительную влажность воздуха φ,при t=120C если в 1 кубическом метре воздуха содержится 3,2 грамма воды. Плотность насыщенного пара при насыщенногогмt=120C,ρнасыщенного=10,7г/м3Задача 3. Найти относительную влажность воздуха φ,при t=40C если в 1 кубическом метре воздуха содержится 3,84 грамма воды. Плотность насыщенного пара при насыщенногогмt=40C,ρнасыщенного=6,4г/м3Задача 4. Найти относительную влажность воздуха φ,при t=40C если в двух кубических метрах воздуха содержится 3,84 грамма водяных паров. Плотность насыщенного пара при насыщенногогмt=40C,ρнасыщенного=6,4г/м3Задача 5. Плотность водяного пара в воздухе городской квартиры гмρ=1,94г/м3. Температура в этой квартире составляет t=220C.Плотность насыщенного пара при этой температуре насыщенногогмρнасыщенного=19,4г/м3.Определить относительную влажность воздуха в этой квартире.Практическая работа № 11: Изучение фазовых переходовЦель : повторение и закрепление знаний по теме «Фазовые переходы».Теория Термодинамическое понятие «фаза» обозначает, как правило, равновесное состояние вещества, отличающееся по своим физическим свойствам от других возможных состояний (фаз) того же вещества. Если ограничиться рассмотрением только магнитных свойств вещества, то можно говорить о магнитных фазах. Переход из одного состояния в другое при изменении внешних условий, называемый фазовым переходом, подразумевает качественное изменение свойств вещества.Различают два рода фазовых переходов. При фазовом переходе первого рода скачком меняются такие термодинамические характеристики вещества как плотность, концентрация компонентов, в единице массы выделяется или поглощается вполне определенное количество теплоты (теплота фазового перехода). Для фазового перехода первого рода характерно наличие области метастабильного существования фаз или гистерезиса перехода при изменении внешних термодинамических параметров (температура, давление и др.). При этом новая фаза с полностью сформированными свойствами зарождается в недрах старой фазы. В качестве примера магнитного фазового перехода первого рода можно рассматривать опрокидывание (спин-флоп) магнитных подрешеток анизотропного антиферромагнетика под действием внешнего поля. До определенного критического значения магнитное поле, приложенное вдоль оси легкого намагничивания, не изменяет магнитную структуру антиферромагнетика, и результирующая намагниченность отсутствует. В большем поле скачком возникает неколлинеарная (угловая) магнитная структура с симметричным расположением подрешеточных намагниченностей относительно поля. Они дают ненулевую проекцию намагниченности на направление поля. Спин-флоп имеет полевой гистерезис.Фазовый переход второго рода характеризуется тем, что некоторая физическая величина, равная нулю с одной «стороны» от точки фазового перехода постепенно изменяется при удалении от точки перехода в другую «сторону». При этом отсутствует теплота перехода, плотность вещества изменяется непрерывно. Существенно и то, что по обе стороны от точки перехода может существовать лишь одна из фаз, другая не может существовать даже как метастабильное состояние. Это исключает гистерезис фазового перехода. Типичным фазовым переходом второго рода является превращение парамагнетик - ферромагнетик. Выше некоторой температуры (температуры Кюри - Тс) локальные магнитные моменты в магнетике распределены хаотически, соответственно отсутствует и спонтанная намагниченность. Ниже Тс магнитные моменты имеют преимущественную ориентацию, в результате чего возникает спонтанная намагниченность, которая монотонно увеличивается по мере понижения температуры.В общей феноменологической теории фазовых переходов второго рода Ландау физическое свойство, появляющееся при фазовом переходе определяется как параметр порядка. В приведенных выше примерах в качестве параметра порядка может быть выбрана намагниченность. При спин-флопе в критическом магнитном поле намагниченность возрастает от нуля до конечной величины, т.е. параметр порядка изменяется скачком. И наоборот при переходе от высоких температур через Тс намагниченность монотонно увеличивается от нуля т.е. параметр порядка в Тс не имеет разрыва.Задачи 1.Определить абсолютную влажность воздуха, если парциальное давление пара в нём 1,4*104 Па, а температура до 600 С. 2.Определить абсолютную влажность, если его температура 150 С, а относительная влажность 80%. 3.Литр воздуха насыщенного водяным паром при 500 С, имеет массу 1,04 кг при нормальном атмосферном давлении. Определить абсолютную влажность. 4.В сосуде находится воздух, относительная влажность которого при температуре 100 С равна 60%. Определить относительную влажность воздуха после уменьшения его объёма в 3 раза и нагревания до температуры 1000 С. 5.Определить абсолютную и относительную влажность воздуха, если его температура 180 С, а точка росы 80 С.Практическая работа № 12 Решение задач по теме «Молекулярная физика и термодинамика»Цель урока: обобщение и систематизация знаний по разделу "Основы молекулярной физики и термодинамики", закрепление умения решать задачи.Задачи урока:

образовательные: выявить качество и уровень овладения знаниями и умениями, полученными при изучении раздела "Основы молекулярной физики и термодинамики", обобщить материал как систему знаний;

воспитательные: воспитывать общую культуру, создать условия для реальной самооценки обучающегося, реализации его как личности;

развивающие: развивать коммуникативные навыки при работе в группах, развивать познавательный интерес; развивать умение применять знания на практике.

Молекулярная физика – раздел физики, в котором изучаются физические свойства и строение вещества в различных агрегатных состояниях на основе их микроскопического (молекулярного) строения.Молекулярно-кинетическая теория строения вещества – раздел молекулярной физики, в котором изучаются свойства тел на основе представлений об их молекулярном строении.Статистическая физика – раздел молекулярной физики, в котором изучаются свойства и движения не отдельных молекул (частиц), а совокупности частиц, характеризующихся средними величинами.Термодинамика – наука, в которой изучаются свойства физических систем вне связи с их микроскопическим строением.Молекула – наименьшая часть вещества, обладающая его основными химическими свойствами и состоящая из атомов, соединенных между собой химическими связями.Атом – наименьшая частица химического элемента (микрочастица), обладающая его свойствами. Атомы в разных сочетаниях входят в состав молекул разных веществ.Относительная атомная масса – отношение массы данного атома к 1/12 массы изотопа углерода с массовым числом 12 (12С).Относительная молекулярная масса – отношение массы данной молекулы к 1/12 массы атома 12С.Моль – количество вещества, в котором содержится число частиц, равное числу атомов в 0,012 кг изотопа углерода С12.Число Авогадро – число атомов или молекул в моле любого вещества: NА = 6,021023 моль-1.Молярная масса – масса вещества, взятого в количестве одного моля: = m0NА.Идеальный газ – теоретическая модель газа, в которой не учитывается взаимодействие его частиц (средняя кинетическая энергия частиц много больше энергии их взаимодействия). Размеры молекул идеального газа малы по сравнению с расстояниями между ними. Суммарный собственный объем молекул такого газа мал по сравнению с объемом сосуда. Силы взаимодействия между молекулами настолько малы, что движение молекул от столкновения до столкновения происходит по прямолинейным отрезкам. Число ежесекундных столкновений молекул велико.Задача 1: Определение количества молей газаУсловие: В контейнере содержится 0,4 м³ идеального газа при температуре 300 K. Давление газа составляет 1,5 атм. Найдите количество молей газа.Задача 2: Определение количества теплотыУсловие: 2 кг воды нагревают от 25 °C до 75 °C. Найдите, сколько теплоты необходимо для этого, если удельная теплоемкость воды \( c = 4184 Задача 3: Работа идеального газа в изобарном процессУсловие: Рассмотрим 3 моля идеального газа, нагреваемого в изобарном процессе при давлении 2 атм. Начальная температура 300 K, конечная температура 600 K. Найдите работу, совершенную газом.Задача 4: Изменение внутренней энергии в изохорном процессеУсловие: В изохорном процессе 1 моль идеального газа при температуре 300 K получает 500 Дж теплоты. Найдите изменение внутренней энергии газа.5.Практическая работа № 13 Решение задач по электростатикеЦель : формирование ключевых компетенций обучающихся по теме «Электростатика».Задачи урока:

Образовательная: систематизировать знания по разделу «Электростатика», научить применять систему знаний на расчет величин, описывающих электростатическое поле; приобрести опыт решения задач повышенного и высокого уровней по электростатике.

Развивающая: способствовать развитию умения анализировать, выдвигать гипотезы, предположения, строить прогнозы, наблюдать и экспериментировать; способствовать развитию логического мышления; развитие умения выражать речью результаты собственной мыслительной деятельности.

Воспитательная: формирование умений критически и объективно оценивать предметы, явления, поступки и действия (свои и чужие), совершенствовать коммуникативные умения и информационно-познавательную компетентность учащихся.

Электростатика – раздел электродинамики, в котором рассматриваются свойства и взаимодействие неподвижных в инерциальной системе отсчета электрически заряженных тел или частиц, обладающих электрическим зарядом. Электрический заряд. Закон КулонаЭлектрический заряд (q) – неотъемлемое свойство некоторых элементарных частиц (протонов, электронов и т.д.), определяющее их взаимодействие с внешним электромагнитным полем.30.1Свойства электрического заряда1.Электрический заряд существует в двух видах: положительный и отрицательный. Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются.2.Существует минимальный электрический заряд, который называют элементарным. Носитель элементарного отрицательного заряда – электрон, положительного – протон. Заряд элементарных частиц одинаков по величине.qe = e =1,6 10−19 Кл.3.Электрический заряд дискретен, т.е. заряд любого тела образуется совокупностью элементарных зарядов и является величиной, кратной е.4.Электрический заряд подчиняется закону сохранения заряда: Алгебраическая сумма зарядов электрически изолированной системы заряженных тел остается величиной постоянной.5.Электрический заряд инвариантен, т.е. его величина не зависит от того, движется заряд или нет.30.2Закон КулонаЗакон, который позволяет найти силу взаимодействия точечных зарядов, установлен экспериментально в 1785 году Ш. Кулоном.Точечный заряд – это заряженное тело, размерами которого можно пренебречь по сравнению с расстоянием от этого тела до других заряженных тел.Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов пропорциональна величине этих зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и зависит от среды, в которой находятся заряды:72Задача 1Полый шарик массой г с зарядом нКл движется вгоризонтальномоднородном электрическом поле, угол траекторииравен . Найдите чему равна напряженность электрического поляЗадача 2Отрицательно заряженная пластина, создающая вертикально направленное однородное электрическое поле напряженностью В/м, укреплена на горизонтальной плоскости. На нее с высоты см падает шарик массой г, имеющий положительный заряд Кл. Какой импульс шарик передаст пластине при абсолютно упругом ударе?Задача 3Шарик массой 5 г с зарядом 2 мКл подвешен на нити длиной 1 м в горизонтальном электрическом поле с напряженностью 20 В/м. Шарик сначала удерживают в нижнем положении, а затем отпускают. Найдите натяжение нити (в мН) в тот момент, когда шарик поднимется на 20 см выше начального положения. Задача 4Две заряженные частицы помещены в однородное электрическое поле напряженностью . Частица массой несет отрицательный заряд , а частица массой – положительный заряд . На каком расстоянии друг от друга нужно расположить частицы, чтобы при их движении из состояния покоя расстояние между частицами оставалось неизменным?Показать ответ и решениеКритерии оценкиЗадача 5На тонкий гладкий горизонтальный диэлектрический стержень надеты две маленькие бусинки с зарядами мкКл и мкКл, скрепленные между собой диэлектрической пружиной. Вся система находится в однородном электростатическом поле напряженностью кВ/м, силовые линии которого параллельны стержню. При этом пружина не деформирована. Если изменить направление поля на противоположное, оставив неизменной величину его напряженности , то длина пружины при равновесии уменьшится в 2 раза. Пренебрегая поляризацией диэлектриков, найти коэффициент жесткости пружины.Практическая работа № 14 Определение электрической емкости конденсаторов цель: Определить ёмкость конденсатора. Проверить законы последовательного и параллельного соединения конденсаторов задачи: определение ёмкости конденсатора методом измерения накопленного конденсатором заряда Краткая теория Определение 1Конденсатор – это совокупность двух любых проводников, заряды которых одинаковы по значению и противоположны по знаку.Его конфигурация говорит о том, что поле, созданное зарядами, локализовано между обкладками. Тогда можно записать формулу электроемкости конденсатора:C=qφ1−φ2=qUC=qφ1-φ2=qU.Значением φ1−φ2=Uφ1-φ2=U обозначают разность потенциалов, называемую напряжением, то есть UU. По определению емкость положительна. Она зависит только от размерностей обкладок конденсатора их взаиморасположения и диэлектрика. Ее форма и место должны минимизировать воздействие внешнего поля на внутреннее. Силовые линии конденсатора начинаются на проводнике с положительным зарядом, а заканчиваются с отрицательным. Конденсатор может являться проводником, помещенным в полость, окруженным замкнутой оболочкой.Выделяют три большие группы: плоские, сферические, цилиндрические. Чтобы найти емкость, необходимо обратиться к определению напряжения конденсатора с известными значениями зарядов на обкладках.Плоский конденсаторОпределение 2Плоский конденсатор – это две противоположно заряженные пластины, которые разделены тонким слоем диэлектрика, как показано на рисунке 11.Формула для расчета электроемкости записывается какC=εε0SdC=εε0Sd, где SS является площадью обкладки, dd – расстоянием между ними, εε - диэлектрической проницаемостью вещества. Меньшее значение dd способствует большему совпадению расчетной емкости конденсатора с реальной.Рисунок 11При известной электроемкости конденсатора, заполненного NN слоями диэлектрика, толщина слоя с номером ii равняется didi, вычисление диэлектрической проницаемости этого слоя εiεi выполняется, исходя из формулы:C=ε0Sd1ε1+d2ε2+...+dNεNC=ε0Sd1ε1+d2ε2+...+dNεN.Сферический конденсаторОпределение 3Когда проводник имеет форму шара или сферы, тогда внешняя замкнутая оболочка является концентрической сферой, это означает, что конденсатор сферический.Он состоит из двух концентрических проводящих сферических поверхностей с пространством между обкладками, заполненным диэлектриком, как показано на рисунке 22. Емкость рассчитывается по формуле:C=4πεε0R1R2R2−R1C=4πεε0R1R2R2-R1, где R1R1 и R2R2 являются радиусами обкладок.Рисунок 2Нужна помощь преподавателя?Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!Описать заданиеЦилиндрический конденсаторЕмкость цилиндрического конденсатора равняется:C=2πεε0lln(R2R1)C=2πεε0llnR2R1, где ll - высота цилиндров, R1R1 и R2R2 - радиусы обкладок. Данный вид конденсатора имеет две соосные поверхности проводящих цилиндрических поверхности, как показано на рисунке 33.Рисунок 3Определение 4Важной характеристикой конденсаторов считается пробивное напряжение - напряжение, при котором происходит электрический разряд через слой диэлектрика. Задачи Задача 1Плоский конденсатор емкостью 16 мкФ разрезают на 4 равные части вдоль плоскостей, перпендикулярных обкладкам. Полученные конденсаторы соединяют последовательно. Чему равна емкость батaреи конденсаторов?Задача №2 на энергию плоского конденсатораПлоский конденсатор заполнили диэлектриком с диэлектрической проницаемостью, равной 2. Энергия конденсатора без диэлектрика равна 20 мкДж. Чему равна энергия конденсатора после заполнения диэлектриком? Считать, что источник питания отключен от конденсатора.Задача №3 на последовательное и параллельное соединение конденсаторовНа рисунке изображена батарея конденсаторов. Каждый конденсатор имеет емкость 1 мкФ. Найдите емкость батареи.Задача №4 на пролет частицы в конденсатореЗаряд конденсатора равен 0,3 нКл, а емкость – 10 пФ. Какую скорость приобретет электрон, пролетая в конденсаторе от одной пластины к другой. Начальная скорость электрона равна нулю. Задача №5 на вычисление энергии электрического поля конденсатораКонденсатор подключен к источнику постоянного напряжения U=1 кВ. Емкость конденсатора равна 5 пФ. Как изменяться заряд на обкладках конденсатора и его энергия, если расстояние между обкладками уменьшить в три раза.Практическая работа № 15 Решение задач на закон Ома для участка цепи Цель работы: установить на опыте зависимость силы тока от напряжения и сопротивления. Ход работы.Краткие теоритические сведения Электрический ток - упорядоченное движение заряженных частиц Количественной мерой электрического тока служит сила тока I Сила тока - – скалярная физическая величина, равная отношению заряда q, переносимого через поперечное сечение проводника за интервал времени t, к этому интервалу времени:Задача № 1. Какова сила тока в резисторе, если его сопротивление 12 Ом, а напряжение на нем 120 В?Задача № 2. Сопротивление проводника 6 Ом, а сила тока в нем 0,2 А. Определите напряжение на концах проводника.Задача № 3. Определите сопротивление проводника, если при напряжении 110 В сила тока в нем 2 А.Задача № 4. По графикам зависимости силы тока от напряжения определите сопротивление каждого проводника. Задача № 5. Чему равна сила тока в электрической лампе карманного фонаря, если сопротивление нити накала 16,6 Ом и лампа подключена к батарейке напряжением 2,5 В?Практическая работа № 16 Определение удельного сопротивления проводникаЦель урока: познакомить учащихся с понятиями сопротивление проводника, удельное сопротивление проводника, единицами измерения, с методами расчета сопротивления проводников.Формулы, используемые на уроках «Задачи на сопротивление проводников»:Задача № 1. Длина алюминиевого провода 500 м, площадь его поперечного сечения 4 мм2 , Чему равно сопротивление провода?Задача № 2. Медный провод с площадью поперечного сечения 0,85 мм2 обладает сопротивлением 4 Ом. Какова длина провода?Задача № 3. Длина серебряного провода 0,6 м, а сопротивление 0,015 Ом. Определите площадь поперечного сечения провода.Задача № 4. Жила алюминиевого провода, используемого для электропроводки, имеет площадь поперечного сечения 2 мм2. Какой площадью поперечного сечения должен обладать никелиновый провод, чтобы длина и сопротивление линии не изменились?Задача № 5. Площади поперечных сечений стальных проволок с одинаковыми длинами равны 0,05 и 1 мм2. Какая из них обладает меньшим сопротивлением; во сколько раз?Практическая работа № 17 Исследование зависимости мощности лампы накаливания от напряжения на её зажимахУчебные цели занятия: Научиться опытным путем определять значение мощности лампы накаливания и исследовать зависимость мощности от напряжения.Задачи занятия:Образовательная:· экспериментально определить зависимости мощности потребляемой лампой накаливания, от напряжения на ее зажимах· продолжить формирование умений и навыков собирать простейшие электрические цепи, а также пользоваться измерительными приборами (амперметром и вольтметром).Развивающая:

развитие памяти и внимания;

развитие применения знаний при решении задач

Формулы 1 мин = 60 с; 1 ч = 60 мин; 1 ч = 3600 с.Задача № 1. Определить мощность тока в электрической лампе, если при напряжении 110 В сила тока в ней 200 мА.Задача № 2. Определить мощность тока в электрической лампе, если сопротивление нити акала лампы 400 Ом, а напряжение на нити 100 В.Задача № 3. Определить силу тока в лампе электрического фонарика, если напряжение на ней 6 В, а мощность 1,5 Вт.Задача № 4. В каком из двух резисторов мощность тока больше при последовательном (см. рис. а) и параллельном (см. рис. б) соединении? Во сколько раз больше, если сопротивления резисторов R1 = 10 Ом и R2 = 100 Ом?Задача № 5. Ученики правильно рассчитали, что для освещения елки нужно взять 12 имеющихся у них электрических лампочек. Соединив их последовательно, можно будет включить их в городскую сеть. Почему меньшее число лампочек включать нельзя? Как изменится расход электроэнергии, если число лампочек увеличить до 14?Практическая работа № 18 Определение КПД электроплиткиЦели:

вычислить значение коэффициента полезного действия электрического нагревательного прибора при различной нагрузке (мощности),

исследовать зависимость коэффициента полезного действия от мощности электрического нагревательного прибора (электрического чайника типа TEFAL).

Формулы, используемые на уроках «Задачи на Закон Джоуля-Ленца»Задача № 1. Какое количество теплоты выделит за 20 мин спираль электроплитки сопротивлением 25 Ом, если сила тока в цепи 1,2 А?Задача № 2. Какое количество теплоты выделит за 30 мин спираль электроплитки, если сила тока в цепи 2 А, а напряжение 220 В?Задача № 3. Сколько времени нагревалась проволока сопротивлением 20 Ом, если при силе тока 1 А в ней выделилось 6 кДж теплоты.Задача № 4. Электрическая плитка при силе тока 5 А за 30 мин потребляет 1080 кДж энергии. Рассчитайте сопротивление плитки.Задача № 5. Какое количество теплоты выделится за 25 мин в обмотке электродвигателя, если ее активное сопротивление равно 125 Ом, а сила тока, протекающего в ней, равна 1,2 А?Практическая работа № 19 Изучение законов последовательного и параллельногосоединений проводниковЦель работы: проверить законы последовательного и параллельного соединения проводниковФормулы, используемые на уроках «Задачи на Последовательное соединение проводников»Задача № 1. Два проводника сопротивлением 2 Ом и 3 Ом соединены последовательно. Сила тока в цепи 1 А. Определить сопротивление цепи, напряжение на каждом проводнике и полное напряжение.Задача № 2. Два проводника сопротивлением 20 Ом и 30 Ом соединены последовательно. Напряжение на концах первого проводника 12 В. Определить сопротивление цепи, силу тока в цепи, напряжение на втором проводнике и полное напряжениеЗадача № 3. Два резистора соединены последовательно. Сопротивление первого 12 Ом, полное сопротивление 30 Ом. Сила тока в цепи 2 А. Определить сопротивление второго резистора, напряжение на каждом проводнике и полное напряжение.Задача № 4. В каких пределах можно менять сопротивление в цепи, если сопротивление реостата R имеет пределы 0…10 Ом? Сопротивление резистора R1 равно 20 Ом.Задача № 5. Последовательно с нитью накала радиолампы сопротивлением 3,9 Ом включен резистор, сопротивление которого 2,41 Ом. Определите их общее сопротивление.Практическая работа №20 «Электрическое поле. Законы постоянного тока»Цели:

Образовательная: Создание ситуаций, позволяющих использовать в процессе игры, знания, полученные в процессе изучения тем “Электрическое поле”, “Законы постоянного тока”.

Воспитательная: Стремиться воспитать чувство коллективизма, взаимопомощи, через работу в группах малого состава.

Развивающая: Создание условий для развития интеллекта, кругозора. Создание условий для формирования умений выделять главные логические составляющие заданий; развития внимательности и наблюдательности; для творческой деятельности.

Задачи:

Продолжить формирование практических навыков и интеллектуальных умений находить физические величины, характеризующие электрические явления;

Содействовать сознательному выбору профессии;

Развивать креативное мышление студентов, формировать чувство эмпатии;

Развивать у студентов способность обобщать и систематизировать, формировать выводы и заключения, подбирать доказательства для выдвигаемых положений;

Продолжить развитие коммуникативных качеств личности над заданиями в группах;

Обеспечить условия как для самостоятельного получения значимой для всей группы информации, так и для выработки общего вывода из предложенного задания.

Краткая теория Электрический ток в металлах, в электролитах, газах, в вакуумеЭлектрический ток, как и вещество, определяется средой, в которой он проходит. Вот как происходит передача электрического тока в различных средах:1. Металлы: В металлах электрический ток передается свободными электронами - электронами, которые находятся внутри металлической решетки, но не привязаны к отдельным атомам. Под действием электрического поля электроны начинают перемещаться вдоль металла, создавая электрический ток.2. Электролиты: В электролитах электрический ток передается с помощью ионов, которые заряжены либо положительно (катионы), либо отрицательно (анионы). Когда электрическое поле приложено к электролиту, ионы начинают двигаться в направлении электрического поля, создавая электрический ток.3. Газы: В газах электрический ток может передаваться различными способами, включая ионизацию газов и движение электронов или ионов. В условиях высокого напряжения или высокой частоты, газ может ионизироваться, что приводит к появлению электрического тока.4. Вакуум: В вакууме передача электрического тока происходит путем эмиссии и движения электронов. Электроны могут быть высвобождены из нагретого катода или из материала с фотоэффектом и двигаться к аноду под действием электрического поля, создавая электрический ток.Таким образом, электрический ток в различных средах может происходить за счет свободных электронов, ионов или эмиссии электронов, в зависимости от свойств среды и условий.Задача на постоянный ток №1УсловиеК источнику тока с ЭДС 1,5 В присоединили катушку с сопротивлением 0,1 Ом. Амперметр показал силу тока, равную 0,5 А. Когда к источнику тока присоединили последовательно еще один источник тока с такой же ЭДС, то сила тока в той же катушке оказалась равной 0,4 А. Определить внутренние сопротивления первого и второго источников тока.РешениеИзобразим первоначальную схему:Задача на постоянный ток №2. Мощность токаУсловиеДва медных проводника одинаковой длины соединены последовательно и подключены к источнику тока, внутренним сопротивлением которого можно пренебречь. При протекании тока в первом проводнике выделяется мощность P1. Какая мощность P2 выделяется в проводниках при их параллельном соединении, если площадь сечения второго проводника вдвое больше площади сечения первого проводника?Задача на постоянный ток №3. Взаимодействие токовУсловиеОпределите модуль силы, действующей на единицу длины второго проводника с током со стороны двух других проводников. Токи в проводниках равны I1=2А, I2=3А, I3=2А. Расстояние l=10 см.Задача на постоянный ток №4. Короткое замыканиеУсловиеОпределить силу тока короткого замыкания в цепи, если при силе тока 2 А мощность тока во внешней цепи равна 10 Вт, а при силе тока 5 А мощность тока во внешней цепи равна 15Вт.Задача на постоянный ток №5. Закон ОмаУсловиеОпределить силу тока, проходящего через сопротивление 7 Ом, если напряжение на нем составляет 21 В.Практическая работа № 22 Решение задач на закон электролизаЦели:

Образовательные: использовать свои знания для решения задач.

Воспитательные: расширить кругозор учащихся и повысить познавательный интерес к изучению химии и физики; способствовать осознанию материального единства явлений;

Развивающие: развивать логическое мышление учащихся посредством анализа, сравнения, обобщения изучаемого материала;

Задача на ток в электролитах №1УсловиеПроводящая сфера радиусом R = 5 см помещена в электролитическую ванну, наполненную раствором медного купороса. Насколько увеличится масса сферы, если отложение меди длится 30 минут, а электрический заряд, поступающий на каждый квадратный сантиметр поверхности сферы за 1 секунду, равен 0,01 Кл? Молярная масса меди М = 0,0635 кг/моль.УсловиеЭлектролиз длился один час при силе тока, равной 5 А. Чему равна температура выделившегося атомарного водорода, если при давлении, равном 10^5 Па, его объём равен 1,5 л? Электрохимическии эквивалент водорода принять равным k=1*10^-8 кг/Кл.РешениеСогласно первому закону Фарадея, масса выделившегося водорода определяется по формуле:Также эту массу можно выразить из уравнения Клапейрона-Менделеева:Задача на ток в электролитах №3УсловиеВ процессе электролиза под действием тока плотностью 300 А/м^2 на электроде выделился слой меди толщиной 0,03 мм. В течении какого времени протекал электролиз?РешениеВремя электролиза определим из закона Фарадея:Масса равна плотности, умноженной на объем. Объем меди можно вычислить, зная толщину слоя и плотность. Запишем:Силу тока выразим через плотность тока и площадь:Задача на ток в электролитах №4УсловиеЗная электрохимический эквивалент серебра, определите электрохимический эквивалент золота.Решение Для решения данной задачи будем применять второй закон Фарадея. Валентость золота и серебра, а также молярные массы этих элементов возьмем из таблицы Менделеева. Запишем известные величины:Теперь запишем второй закон Фарадея для золота и серебра:Задача на ток в электролитах №5УсловиеСколько электрической энергии понадобилось для получения серебра массой 0,2 кг, если КПД установки равен 0,8? Электролиз проводят при напряжении 20 В. Электрохимический эквивалент серебра возьмите из предыдущей задачи.РешениеЭнергия, которая идет только на электролиз, равна:По закону Фарадея:Полная затраченная энергия и энергия, затраченная только на электролиз, связаны выражением:Практическая работа № 23 Составление таблицы видов газовых разрядовЦель: Научиться применять газовые законы при решении задач.Краткая теорияСостояние некоторой массы газообразного вещества характеризуют зависимыми друг от друга физические величины, называемые параметрами состояния. К ним относятся объём V, давление р, температура T.Всякое изменение состояния тела (системы тел) называется термодинамическим процессом.Для изучения и сравнения различных термодинамических процессов их изображают графически.Изопроцессами называют термодинамические процессы, протекающие в системе с неизменной массой при постоянном значении одного из параметров состояния системы.Процесс, протекающий в газе, при котором объём остаётся постоянным, называется изохорным.Закон Шарля: давление газа данной массы при постоянном объёме возрастает линейно с увеличением температурПроцесс, протекающий в газе, при котором давление остаётся постоянным, называется изобарным.Закон Гей-Люссака: объем газа данной массы при постоянном давлении возрастает линейно с увеличением температуры.Процесс, протекающий в газе, при котором температура остаётся постоянным, называется изотермическим.Закон Бойля-Мариотта: давление газа данной массы при постоянной температуре убывает с увеличением объема.Для произвольной массы m газа с молярной массой M справедливо уравнение Менделеева-Клапейрона:R=8,31 — молярная (универсальная) газовая постоянная.В другом виде уравнение состояния идеального газа можно записать в виде:р=nkT,где n= — концентрация газа, то есть число частиц в единице объёма газа,NA – постоянная Авогадро,k – постоянная Больцмана.Закон Бойля-Мариотта: P1V1 = P2V2Закон Гей-Люссака: V1/T1 = V2/T2Закон Шарля: P1/T1 = P2/T2Задания для практической работы1. Воздух под поршнем насоса имел давление 105 Па и объем 200 см³. При каком давлении этот воздух займет объем 130 см³, если его температура не изменится?2. Газ занимает объем 2 м³ при температуре 273ºС. Каков будет его объем при температуре 546 ºС и прежнем давлении?3. 10 г кислорода находятся под давлением 0.303 МПа при температуре 10ºС. После нагревания при постоянном давлении кислород занял объем 10 л. Найти начальный объем и конечную температуру газа.4. Газ находится в баллоне при температуре 288К и давлении 1.8 МПа. При какой температуре давление газа станет равным 1.55 МПа? Объем баллона считать неизменным.5. В одном сосуде вместимостью V1 = 2 л давление газа р1 = 3.3·105 Па, а в другом вместимостью V2 = 6 л давление того же газа р2 = 6.6·105 Па. Какое давление р установится в сосудах, если их соединить между собой? Процесс считать изотермическим.Практическая работа № 24 Решение графических задач на магнитное полеЦель работы; Решение выполненных заданий практической работы.Оценка за выполнение практических работ выставляется по пятибалльной системе и учитывается как показатель текущей успеваемости студентов.Задача на магнитное поле №1Какова магнитная индукция в центре кругового проводника радиусом 20 см, если сила тока в проводнике равна 4 A. Проводник находится в вакууме.Задача на магнитное поле №2Через контур проводника сопротивлением 0,06 Ом проходит магнитный поток, который за 4 секунды изменился на 0,012 Вб. Найдите силу тока в проводнике, если изменение потока происходит равномерно.Задача на магнитное поле №3Заряд 0,004 Кл, движется в магнитном поле с индукцией 0,5 Тл со скоростью 140 м/с под углом 45 градусов к вектору магнитной индукции. Какая сила действует на зарядЗадача на магнитное поле №4Соленоид длиной l=0,4 м содержит 800 витков, сопротивление его обмоток равно 120 Ом, а напряжение на концах обмотки равно 60В. Какова магнитная индукция поля внутри соленоида?Задача на магнитное поле №5С какой силой однородное магнитное поле действует на проводник длиной 10 см, если сила тока в нем 150 мА. Проводник расположен под углом 45 градусов к вектору магнитной индукции. Магнитная индукция составляет 0,4 Тл.Практическая работа № 25 Решение задач на силу Ампера и силу Лоренца( Составить таблицу материалов и их свойств)Цель урoка: сфoрмирoвать представление o воздействии магнитнoго пoля на проводник с током и простейшие заряженные частицы.Задачи урoка.Образовательные:

Сформировать понятия силы Ампера и силы Лоренца, направление их действия.

Сформировать умение решать задачи с использованием формул для расчета силы Ампера и силы Лоренца.

Проконтролировать степень усвоения знаний, умений и навыков по данной теме.

Задача 1Определить силу, с которой однородное магнитное поле действует на проводник длиной 20 см, если сила тока в нем 300 мА, расположенный под углом 45 градусов к вектору магнитной индукции. Магнитная индукция составляет 0,5 Тл.Задача 2Проводник с током 5 А находится в магнитном поле с индукцией 10 Тл. Определить длину проводника, если магнитное поле действует на него с силой 20Н и перпендикулярно проводнику.Задача 3Определить силу тока в проводнике длиной 20 см, расположенному перпендикулярно силовым линиям магнитного поля с индукцией 0,06 Тл, если на него со стороны магнитного поля действует сила 0,48 Н.Задача 4Проводник длиной 20см с силой тока 50 А находится в однородном магнитном поле с индукцией 40 мТл.Какую работу совершит источник тока, если проводник переместится на 10 см перпендикулярно вектору магнитной индукции (вектор магнитной индукции перпендикулярен направлению тока в проводнике).Задача 5Проводник длиной 0,15 м перпендикулярен вектору магнитной индукции однородного магнитного поля, модуль которого В=0,4 Тл. Сила тока в проводнике 8 А. Найдите работу, которая была совершена при перемещении проводника на 0,025 м по направлению действия силы Ампера. Практическая работа № 26 Изучение магнитных свойств различных металловЦель работы: получение зависимостей индукции магнитного поля, намагниченности и магнитной проницаемости ферромагнетика от напряженности магнитного поля; наблюдение петли гистерезиса для различных ферромагнетиков; изучение магнитных цепей.1. Двухпроводная линия находится в среде с магнитной проницаемостью и состоит из двух медных проводов радиусом м. Расстояние между осями проводов м . Определите индуктивность L l единицы длины такой линии.2. Катушка длиной м и диаметром м с магнитным сердечником проницаемостью имеет витков намотанной проволоки. По катушке идет ток . Найти индуктивность катушки, напряженность магнитного поля и полный магнитный поток , пронизывающий плоскость ее поперечного сечения.3. На замкнутый сердечник (тороид) длиной м и площадью поперечного сечения см2 намотана катушка, содержащая витков. Определите напряженность, магнитный поток и индуктивность сердечника, если по его обмотке течет ток силой А. Магнитная проницаемость сердечника равна .4. Площадь поперечного сечения соленоида с железным сердечником см2. Длина соленоида м. Определите напряженность магнитного поля и магнитную проницаемость материала сердечника, если магнитный поток, пронизывающий поперечное сечение соленоида, равен Вб. Число витков . Индуктивность соленоида Гн.Практическая работа № 27 Изучение явления электромагнитной индукции (д.зСоставить словарик терминов)Цель работы: изучить условия возникновения индукционного тока, ЭДС индукции. Оборудование: катушка, два полосовых магнита, миллиамперметр. Теория Взаимная связь электрических и магнитных полей была установлена выдающимся английским физиком М. Фарадеем в 1831 г. Он открыл явление электромагнитной индукции. Многочисленные опыты Фарадея показывают, что с помощью магнитного поля можно получить электрический ток в проводнике. Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего контур. Ток, возникающий при явлении электромагнитной индукции, называют индукционным. В электрической цепи (рисунок 1) возникает индукционный ток, если есть движение магнита относительно катушки, или наоборот. Направление индукционного тока зависит как от направления движения магнита, так и от расположения его полюсов. Индукционный ток отсутствует, если нет относительного перемещения катушки и магнита.Рисунок 1. Строго говоря, при движении контура в магнитном поле генерируется не определенный ток , а определенная э. д. с. Рисунок 2. Фарадей экспериментально установил, что при изменении магнитного потока в проводящем контуре возникает ЭДС индукции Eинд, равная скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой со знаком минус: Задача №1 на закон электромагнитной индукцииУсловиеПроводник, свитый в 5 витков, находится в магнитном поле. Магнитный поток через поверхность витка изменяется по закону Фt=50-3t (Вб) . Определить направление и силу индукционного тока в проводнике, если его сопротивление равно 5 Ом.Задача №2 на закон электромагнитной индукцииУсловиеПо катушке индуктивностью L=8 мкГн течет ток I=6 А. Определить среднее значение ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре, если сила тока изменяется практически до нуля за время ∆t=5 мс.Задача №3 на закон электромагнитной индукцииУсловиеМагнитный поток через контур проводника сопротивлением 0,04 Ом за 3 секунды изменился на 0,013 Вб. Найдите силу тока в проводнике, если изменение потока происходило равномерно.Задача №4 на закон электромагнитной индукцииУсловиеПрямой проводящий стержень длиной 40 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл. Концы стержня замкнуты гибким проводом, находящимся вне поля. Сопротивление всей цепи 0,5 Ом. Какая мощность потребуется для равномерного перемещения стержня перпендикулярно линиям магнитной индукции со скоростью 10 м/с?Задача №5 на закон электромагнитной индукцииУсловиеВ проволочное кольцо, присоединенное к баллистическому гальванометру, вставили прямой магнит. При этом по цепи прошел заряд q=50мкКл. Определить изменение магнитного потока через кольцо, если сопротивление цепи гальванометра R=10 Oм.Практическая работа № 28 Решение задач по теме Электромагнитные явленияЦели урока:Образовательные:

повторение основных понятий, связанных с темой электромагнитные явления;

решение задач в соответствии с кодификатором ГИА по данной теме.

Развивающие:

развивать познавательный интерес учащихся;

умение логически мыслить и обобщать;

развивать мотивы учения и интерес к физике.

Воспитательные:

воспитывать любовь к ученическому труду, умение работать в группах;

воспитывать культуру публичных выступлений. Краткая теория Что такое электромагнитные явления в физикеВпервые электромагнитными явлениями заинтересовался Фарадей. С того времени электромагнетизм в естествознании и физике изучается достаточно долго. Однако принципы взаимодействия электролитов и электромагнитного поля начали исследовать сравнительно недавно ученые астрофизики. По их предположению, вся масса космической материи состоит из высокоионизированного газа, то есть плазмы. С помощью научных исследований удалось получить большое количество знаний, относительно электромагнитной динамики.ОпределениеЭлектромагнетизм является разделом физики, изучающим электромагнитные силы, возникающие между электрически заряженными частицами.Роль электромагнетизма в физике космоса сложно переоценить. Это связано с наличием массы магнитных полей, которые оказывают влияние на движение зарядов. В определенных обстоятельствах сила электромагнетизма превосходит силу гравитации. В XIX веке был создан телеграф, как пример применения электромагнетизма для передачи информации на расстояние. Телеграфия основана на том, что любые данные в виде цифр или букв перемещаются с помощью закодированных знаков.Со временем в процессе изучения электромагнитных явлений в природе ученые определили ряд закономерностей, которые являются их характеристиками и отличаются от закономерностей, описывающих механику. В электронике электромагнетизм описывают по средствам сложных взаимодействий величин, определяемых временем и координатами в пространстве. Изучая непростые электронные устройства, ученые сталкиваются с обширными описаниями.Электромагнетизм исследуют не автономно. В процессе изучения явлений ученые сделали вывод о том, что они связаны с механикой. На основании комплексных исследований была сформулирована теория относительности, где четырехмерное пространство со временем было представлено в виде единого многообразия, а время и пространство разделялись условно. Важным свойством, характерным для электромагнитных явлений, является изменение параметров образцов, начиная от полностью ферромагнитных и заканчивая вовсе немагнитными.Исследования в области электромагнетизма продолжаются в настоящее время. Сформировать корректное материалистическое понимание явлений можно на основании отечественной литературы по физике. Изучение электромагнетизма позволило ученым определить, что пространство, которое окружает проводник с электрическим током, представлено в виде магнитного поля. Таким образом, при наличии электрического тока обязательно возникнет магнитное поле.Развитие электромагнитной теории связано с исследованиями Фарадея и Максвелла. Ученым удалось сформулировать основополагающие понятия в этой области. Фарадей открыл электромагнитную индукцию, что позволило Максвеллу выдвинуть теорию электромагнитного поля. Исследования заключались в проведении опытов с магнитной стрелкой, которую помещали около заряженного проводника.В результате экспериментов был сделан вывод о воздействии на магнитную стрелку особого состояния окружающей среды, а не конкретно движущихся по проводнику зарядов. С помощью данных наблюдений было введено понятие магнитного поля, которое состоит из магнитных линий, пронизывающих окружающее пространство и способных индуцировать электрический ток.Задача № 1. Радиостанция работает на волне длиной 25 м. Какова частота излучаемых колебаний?Задача № 2. Определите расстояние от Земли до Луны в момент локации, если посланный сигнал вернулся через 2,56 с.Задача № 3. В каком диапазоне длин волн может работать приёмник, если ёмкость конденсатора в его колебательном контуре плавно изменяется от C1 = 50 пФ до С2 = 500 пФ, а индуктивность катушки постоянна и равна L = 20 мкГн?Задача № 4. ОГЭ На каком расстоянии s от антенны радиолокатора А находится объект С, если отражённый от него радиосигнал возвратился обратно через промежуток времени τ = 200 мкс?Задача № 5. ЕГЭ Каким может быть максимальное число импульсов, испускаемых радиолокатором за время t = 1с, при разведывании цели, находящейся на расстоянии s = 30 км от него?Практическая работа № 29 Изучение характеристик свободных механических колебанийЦели учебного занятияметодическая: методика организации самостоятельной работы студентовобучающая: обеспечение в ходе учебного занятия закрепления и повторения следующих физических понятий: колебательное движение, колебательные системы, физические характеристики колебаний.развивающая: развитие умений определять по графику, уравнению и с помощью приборов период, частоту, амплитуду колебаний, развивать практические навыки проведения экспериментальных работ, навыки решения задач, использовать полученные знания для объяснения физических процессов, развивать умение выделять главное, обобщать.воспитательная: способствовать овладению необходимыми навыками самостоятельной учебной деятельности, аккуратности и внимательности при выполнении эксперимента на уроке.Тип учебного занятия: урок закрепления знаний Краткая теория Колебание – это периодическое изменение любой физической величины: колебания температуры, колебания цвета светофора и т. д. (рис. 1).Рис. 1. Примеры колебанийКолебания – самый распространенный вид движения в природе. Если касаться вопросов, связанных с механическим движением, то это самый распространенный вид механического движения. Обычно говорят так: движение, которое с течением времени полностью или частично повторяется, называется колебанием. Механические колебания – это периодические изменение физических величин, характеризующих механическое движение: положения тела, скорости, ускорения.Примеры колебаний: колебание качелей, шевеление листьев и качание деревьев под воздействием ветра, маятник в часах, движение человеческого тела.Рис. 2. Примеры колебанийНаиболее распространенными механическими колебательными системами являются:

Грузик, закрепленный на пружине – пружинный маятник. Сообщая маятнику начальную скорость, его выводят из состояния равновесия. Маятник совершает колебания вверх-вниз. Для совершения колебаний в пружинном маятнике имеет значение количество пружин и их жесткость.

Рис. 3. Пружинный маятник

Математический маятник – твердое тело, подвешенное на длинной нити, совершающее колебание в поле тяготения Земли.

Рис. 4. Математический маятникУсловия существования колебаний

Наличие колебательной системы. Колебательная система – это система, в которой могут существовать колебания.

Рис. 5. Примеры колебательных системЗадача 1 Шарик на нити совершил 60 колебаний за 2 мин. Определите период и частоту колебаний шарика.Задача № 2 Амплитуда незатухающих колебаний точки струны 2 мм, частота колебаний 1 кГц. Какой путь пройдет точка струны за 0,4 с? Какое перемещение совершит эта точка за один период колебаний?Задача №3 Пользуясь графиком изменения координаты колеблющегося телаот времени, определить амплитуду, период и частоту колебаний. Записать уравнение зависимости x(t) и найти координату тела через 0,1 и 0,2 с после начала отсчета времени.Задача № 4 Какова длина математического маятника, совершающего гармонические колебания с частотой 0,5 Гц на поверхности Луны? Ускорение свободного падения на поверхности Луны 1,6 м/с2.Практическая работа № 30 Определение периода колебаний математического маятникаЦель урока: проведение с использованием модели нитяного математического маятникаЦель работы: определить зависимость периода колебаний нитяного маятника от его длины.Задачи урока:Обобщить материал тем: механические колебания, период колебаний; Повторить основные понятия, формулы и законы и закрепить основные умения по данным темам. Учащиеся должны знать:Понятия:свободные колебания, амплитуда, период, частота. Учащиеся должны уметь:измерять период колебаний с помощью маятника, рассчитывать его. Дидактическая структура урока.Организационный момент:цели урока инструкции по выполнению практической работыМатематический маятник — что это такое? ОпределениеМаятник — твердое тело, которое совершает под действием приложенных сил механические колебания около неподвижной точки или оси.Простейший маятник состоит из небольшого груза массой m, подвешенного на невесомой нити или тонком стержне длиной l и совершающего колебания под воздействием земного притяжения. Если нить считать нерастяжимой, размер груза незначительным по сравнению с длиной нити, а массу нити незначительной по сравнению с массой груза, то груз можно считать материальной точкой массой m, находящейся на постоянном расстоянии l от точки подвеса. Такой маятник называют математическим.Определение модели системыМатематические модели динамических систем часто используют для анализа самых разных технических, социально-экономических, естественнонаучных систем, в которых происходят циклические процессы. Существуют различные классификации динамических процессов. Одна из них изображена на схеме:Маятник ФукоМаятник Фуко — подвес, плоскость колебаний которого со временем изменяется. Он был создан для экспериментальной демонстрации суточного вращения Земли. Впервые опыт, доказывающий, что Земля вращается, был проведен французским ученым Жаном Фуко в 1851 году в Парижской обсерватории. Маятник имел вид металлического шара массой 28 кг, подвешенного на нити длиной 67 м. Период его колебаний составлял 16,4 с.Наблюдая за его колебаниями, можно было заметить, что плоскость, в которой они происходят, медленно поворачивается, причем в разных местах земного шара с различной скоростью. Она минимальна, т. е. равна нулю, на экваторе планеты, а максимальна — на ее полюсах.Отсюда следует, что если бы Земля не вращалась, данного эффекта просто не существовало бы. Это обстоятельство указывает на то, что причиной неинерциальности земной системы отсчета является вращение планеты.ПримечаниеЗадачи Задача 1. Маятник совершил 3 полных колебания за 9 с. Найдите период и частоту его колебаний. Чему равна длина нити, на которой подвешен маятник (ответ дайте в см, с округлением до целых)?Задача 2. Математический маятник колеблется с частотой 20?кГц. Найдите период колебаний и число колебаний в минуту.Задача 3. Расстояние от улья до цветочного поля 600 м. Пчела летит за нектаром со скоростью 8 м/с и машет крылышками с частотой 440 Гц. Возвращаясь в улей с нектаром, пчела летит со скоростью 5 м/с и машет крылышками с частотой 320 Гц. Найдите разность в количестве взмахов Практическая работа № 31 Решение задач на характеристики механических волнЦель урока: продолжить формировать умения решать задачи по данной теме.Задачи урока :1.Образовательная: формирование умений решать задачи по теме «Механические волны»2.Развивающая : развитие операций логического мышления (анализ, синтез, сравнение ) при решении задач; совершенствовать вычислительные навыки3.Воспитательная : воспитание:

самостоятельности

интереса к предмету,

коммуникативных качеств,

формирование умений концентрировать внимание

уверенности в своих силах. Краткая теория Определение Механическая волна — это процесс распространения колебаний в упругой среде (твердой, жидкой, газообразной).Для того чтобы возникала волна, необходимо наличие колеблющегося тела — источника волны. Источник волны осуществляет колебательное движение, тем самым деформируя ближайшие к нему слои среды (сжимает, растягивает, смещает).В результате возникает сила упругости, которая действует на соседние слои среды и заставляет их совершать вынужденные колебания. Эти слои деформируют следующие слои и так далее, пока все слои не будут вовлечены в колебательное движения. Таким образом возникает механическая волна.Необходимым условием возникновения волн является наличие у среды упругих свойств.Виды механических волнВиды волн по отношению к направлению колебаний частиц среды:

Продольные — это волны, в которых частицы среды колеблются вдоль направления распространения волны.

Поперечные — это волны, в которых частицы среды колеблются перпендикулярно направления распространения волны.

В жидкой и газообразной средах возникают только продольные волны.В твердой среде возникают как продольные волны, так и поперечные.Типы волн в зависимости от физической среды:

Электромагнитные.

Упругие.

Волны в плазме.

Гравитационные.

Объемные.

Волны на поверхности жидкости.

Это лишь некоторые примеры. В действительности существует множество классификаций волн.Характеристики механических волнОсновные определения, обозначения, единицы измерения:

Длина волны — это расстояние между двумя ближайшими точками, которые колеблются в одинаковых фазах. Обозначается λ, измеряется в метрах(м).

Период — это время, за которое совершается одно полное колебание. Обозначается T, измеряется в секундах (с).

Амплитуда — это максимальное смещение колеблющейся точки от равновесного положения. Обозначается A, измеряется в метрах (м).

Скорость — это скорость, с которой распространяется волна. Обозначается V, измеряется в метрах, деленных на секунду (м/с).

Частота — это количество полных колебаний за единицу времени. Обозначается v, измеряется в герцах (Гц).

Задачи Задача № 1. Лодка качается на волнах, распространяющихся со скоростью 4 м/с, и за 10 с совершает 20 колебаний. Каково расстояние между соседними гребнями волн?Задача № 2. Голосовые связки певца, поющего тенором (высоким мужским голосом), колеблются с частотой от 130 до 520 Гц. Определите максимальную и минимальную длину излучаемой звуковой волны в воздухе. Скорость звука в воздухе 330 м/с.Задача № 3. Скорость звука в эбоните 2400 м/с, а в кирпиче — 3600 м/с. В каком веществе звуковому сигналу требуется большее время для распространения? Во сколько раз?Задача № 4. Расстояние между ближайшими гребнями волн в море 6 м. Лодка качается на волнах, распространяющихся со скоростью 2 м/с. Какова частота ударов волн о корпус лодки?Задача № 5. Наблюдатель, находящийся на расстоянии 2 км 150 м от источника звука, слышит звук, пришедший по воздуху, на 4,8 с позднее, чем звук от того же источника, пришедший по воде. Определите скорость звука в воде, если скорость звука в воздухе равна 345 м/с.Практическая работа № 32 Изучение работы генератора переменного токаЦели урока:Обучающая - выяснить условие существования переменного тока; познакомиться с применением переменного тока в быту и технике. Выявить знания учащихся по теме «Электромагнитная индукция»Развивающая – умение анализировать, делать выводы; развивать логическое мышление.Воспитательная – воспитывать умение слушать других.Электрогенератор – устройство, принцип работыГенератор представляет собой установку по выработке электрического тока путем преобразования механической энергии. Независимо от типа, конструкции и энергоресурса, заставляющего привод двигаться, все электрогенераторы работают в соответствии с законом электромагнитной индукции. При этом возможно 2 варианта взаимодействия:1.Через проводник пропускается вращающееся магнитное поле.2.В неподвижном магнитном поле вращается проводник.На практике распространение получил первый вариант. Объясняется это, прежде всего, тем, что ток, получаемый от вращаемого проводника значительно меньше, тока, выдаваемого от неподвижной обмотки. Кроме того, снимать напряжение с неразрывной цепи легче, чем через систему щеток и колец подвижного ротора.Устройство электрогенератора по выработке переменного токаЭлектромеханический индукционный генератор переменного тока по сути состоит из того же, из чего сделан классический электродвигатель (иногда и внешне выглядит также) – неподвижной части или статора и вращаемого вала или ротора, также называемого якорем. При этом каждая его часть имеет свою функцию:

Корпус или рама. К ней крепятся статорные обмотки, а также все остальные элементы механизма. Для обеспечения устойчивости и стабильности работы, а также защиты от внешних факторов кожух изготавливается из прочного толстостенного металла.

Статор. На нем закрепляет обмотка, в которой под действием вращающегося электромагнита возникает электродвижущая сила. Изготавливается из ферромагнитного стального сплава.

Ротор. По сути, представляет собой сердечник с обмоткой, посредством вала приводимый во вращение внешней механической силой. Назначение – создание вращающегося магнитного поля.

Возбудитель. Это блок для питания электромагнита ротора постоянным электротоком.

Малогабаритный бытовой генератор переменного тока внешне напоминает электродвигательИсточник autosshop.ruМаломощные генераторы устроены без электромагнита в роторе – на его месте работает постоянный вращающийся магнит. Благодаря этому конструкция упрощается – кольца и щетки, необходимые для подачи напряжения на роторную обмотку, не применяются.Задача№1. Переменный токУсловиеВольтметр, включённый в цепь переменного тока,показывает напряжение 220 В, а амперметр – ток 10 А.Чему равны амплитудные значения измеряемых величин?Задача№2. Переменный токУсловиеРамка вращается в однородном магнитном поле. ЭДС индукции, возникающая в рамке, изменяется по закону e=80sin25πt. Определите время одного оборота рамки.Задача№3. Переменный токУсловиеСила тока в колебательном контуре изменяется по закону I =0,4sin(400πt) (А). Определите емкосьть конденсатора в контуре, если индуктивность катушки равна 125 мГн.Задача№4. Переменный токУсловиеЧему равна амплитуда силы тока в цепи переменного тока частотой 50 Гц, содержащей последовательно соединенные активное сопротивление 1 кОм и конденсатор емкости С = 1 мкФ, если действующее значение напряжения сети, к которой подключен участок цепи, равно 220 В?Задача№5. Переменный токУсловиеКатушка с ничтожно малым активным сопротивлением включена в цепь переменного тока с частотой 50 Гц. При напряжении 125 В сила тока равна 3 А. Какова индуктивность катушки?Практическая работа № 33 Изучение явления резонансаЦель: познакомить с явлением резонанса; изучить физическое содержание этого явления. На качественном уровне продемонстрировать его разрушающую способность.Задачи:· Образовательная: ввести физическое понятие «механический резонанс»; выяснить условия, при которых наступает явление резонанса; научить решать качественные и количественные задачи на колебательное движение, на резонанс. Мотивация учащихся на самостоятельный поиск фактов применения резонанса в технике, вредного проявления резонанса. Закрепить знания учащихся о колебательном движении.· Развивающая: развивать умение анализировать факты при наблюдении и объяснении явлений, при работе с учебным материалом, выявлять причинно-следственные связи, умения работать в группе (паре). Развивать у учащихся навыки формирования собственного мнения, его высказывания, аргументирования, обогащения своего социального опыта путем включения и переживания тех или иных ситуаций, продуктивного применения учебного материала. Развитие внимания, наблюдательности, аналитического мышления.· Воспитательная: формирование интереса к физике при анализе физических явлений в окружающем мире, культуры поведения и общения на уроке.Задача 1Пружинный маятник совершил за 4 с 16 полных колебаний. Необходимо определить период и частоту колебаний этого маятника. Задача 2Длина океанической волны составляет 270 м, период составляет 13,5 с. Определите скорость распространения волн.Задача 3Определите, во сколько раз будет отличаться длина звуковой волны при переходе из воздуха в воду. Считать, что скорость распространения звука в воздухе 340 м/с, в воде 1450 м/с.Задача 4В результате выстрела было услышано эхо через 20 с после произведенного выстрела. Определите расстояние до преграды, если скорость звука составляла . В данной задаче мы должны учесть, что эхо – это отраженная волна, значит, звук дошел до преграды и вернулся обратно к наблюдателю, т.е. как раз в то место, где и был произведен выстрел. Итак, давайте посмотрим на решение задачи. Посмотрите, пожалуйста, мы запишем, что время от момента выстрела до того момента, когда было услышано эхо, 20 с. Скорость звука составляло. Определить надо расстояние S до преграды.Практическая работа № 34 Решение задач на законы отражения и преломления светаЦель:закрепить понятия «угол падения, угол отражения и угол преломления», научить обучающихся применять знания по физике для объяснения наблюдаемых явлений.Задачи:Образовательные:-применять ранее полученные знания в новой ситуации;- выявить качество и уровень овладения знаниями и навыками по данной теме;- продолжить изучение данной темы;- раскрыть взаимосвязь закона отражения и закона прямолинейного распространения света.Развивающие:- развивать навыки обучающихся решать качественные задачи;- развить умение логически мыслить, и делать выводы из поставленных экспериментов.- формировать умения анализировать, сравнивать, систематизировать;- развивать коммуникативные навыки.Воспитательные:- формирование умений слушать и вступать в диалог, участвовать в коллективном обсуждении проблем;- показать связь физики с окружающим миром.Социализации:- приобретение опыта взаимодействия, совместной деятельности и общения со сверстниками.Методы обучения: репродуктивный, частично-поисковый, исследовательский.Практическая работа № 35 Наблюдение поляризации светаЦель работы – изучение состояния поляризации излучения лазера; экспериментальное определение угла Брюстера и показателя преломления стекла.1. Теоретические основы работыЭлектромагнитные волны поперечны. Это означает, что вектора напряженности электрического поля и магнитного поля электромагнитной волны перпендикулярны вектору ее скорости . В связи с этим возможно такое явление, как поляризация света.Поляризованным называется свет, в котором колебания светового вектора (вектора напряженности электрического поля) каким-либо образом упорядочены. Приборы, которые используются для поляризации света, называются поляризаторами, а приборы, предназначенные для исследования поляризованного света, – анализаторами. Поляризаторы и анализаторы при прохождении через них естественного или поляризованного света пропускают только колебания светового вектора, параллельные определенной плоскости, которая плоскостью поляризатора или анализатора.В линейно поляризованном свете колебания светового вектора происходят в строго определенной плоскости, проходящей через ось светового луча. Эта плоскость называется плоскостью поляризации (в некоторой литературе по историческим причинам эта плоскость называется плоскостью колебаний, а плоскостью поляризации называется перпендикулярная ей плоскость).Для выделения поляризованного света из естественного света используются физические явления, обусловленные взаимодействием электромагнитных волн с веществом:- избирательное поглощение света средами, анизотропными в отношении направления колебания вектора напряженности электрического поля, называемое дихроизмом. На этом явлении основано действие поляроидных пленок или поляроидов. Поляроид представляет собой тонкую пленку (толщиной ~ 0,05 мм), на которую нанесены мелкие, ориентированные вдоль одного направления кристаллы герапатита. Такую пленку помещают между двумя пластинками стекла или прозрачного пластика. Достоинство поляроидов заключаются в том, что они имеют малую толщину и могут иметь большую поверхность;- поляризация при отражении и преломлении света на границе раздела двух диэлектриков. Это явление используется в таких поляризационных приборах, как стопа Столетова и черное зеркало;- явление двойного лучепреломления при прохождении света через анизотропные кристаллы. Поляризационный прибор, в котором используется это явление, называется призмой Николя.При прохождении через идеальный анализатор линейно поляризованного света с амплитудой светового вектора E0 (см. рис. 1), плоскость поляризации которого составляет угол с анализатора, анализатор пропускает только компонент светового вектора E||, параллельный оси пропускания:Как известно, интенсивность света пропорциональна квадрату напряженности электрического поля. Поэтому зависимость интенсивности I линейно поляризованного света, прошедшего через анализатор, от угла φ между плоскостью поляризации и плоскостью анализатора имеет вид (1)где I0 – интенсивность линейно поляризованного света.Задача на поляризацию №1УсловиеПучок естественного света, идущий в воде, отражается от грани алмаза, погруженного в воду. При каком угле падения εB отраженный свет полностью поляризован? Задача на поляризацию №2Условие Пучок естественного света падает на полированную поверхность стеклянной пластины, погруженной в жидкость. Отраженный от пластины пучок света составляет угол φ=97° с падающим пучком. Определить показатель преломления n жидкости, если отраженный свет полностью поляризованАЗадача на поляризацию №3УсловиеНа какой угловой высоте φ над горизонтом должно находиться Солнце, чтобы солнечный свет, отраженный от поверхности воды, был полностью поляризован?Задача на поляризацию №4УсловиеУгол Брюстера εB при падении света из воздуха на кристалл каменной соли равен 57°. Определить скорость света в этом кристалле.Задача на поляризацию №5Условие Анализатор в k=2 раза уменьшает интенсивность света, приходящего к нему от поляризатора. Определить угол α между плоскостями пропускания поляризатора и анализатора. Потерями интенсивности света в анализаторе пренебречь.Практическая работа № 36 Наблюдение явления дисперсии светаЦель работы: изучить явление дисперсии света, провести опыты по ее получению, подтвердить или опровергнуть гипотезу о том, что белый свет содержит смесь всех цветов радуги.Задачи исследования:произвести анализ литературы по данному вопросу;разобраться, как воспринимает цвет человеческий орган зрения;изготовить самостоятельно разноцветный диск в виде вертушки;провести эксперименты в виде практических опытов;сделать выводы. Краткая теория Изучение явленияСложный состав солнечного света был обнаружен Исааком Ньютоном. Он направлял из круглого отверстия на призму тонкий луч белого света, при этом свет разлагался на спектр, и на экране появлялась линия из цветных круглых пятен.Недостаток такого способа состоял в том, что цветные пятна перекрывали друг друга и давали четкий спектр только по краям. Чтобы доказать, что не сама призма окрашивает световые лучи, Ньютон собирал второй призмой разложенные цветные лучи, и получал луч белого цвета. Когда Ньютон направлял на призму монохроматический свет, разложения не происходило.Только в 1802 году английский ученый Уильям Волластон впервые использовал в качестве источника луча не круглое отверстие, а узкую щель, и благодаря этому получил непрерывный четкий спектр.Определение дисперсии света, суть явления, объяснениеОпределение 1Дисперсия света — это совокупность явлений, обусловленных зависимостью абсолютного показателя преломления от частоты колебаний (длины волны) света.Формула 1где n — относительный показатель преломления,с — скорость света в вакууме,v — скорость света данной частоты в среде.Так как скорость распространения волн света в воздухе и вакууме (имеющем абсолютный показатель преломления, равный 1) всегда одинакова, независимо от длины волны и, следовательно, цвета, то относительный показатель преломления зависит от скорости света в среде и обратно пропорционален ей.Обычно, чем меньше длина световой волны, тем больше показатель преломления среды для нее и тем меньше скорость распространения волны в среде:

в видимом спектре красный свет имеет максимальную фазовую скорость распространения в среде и минимальную степень преломления;

у фиолетового цвета фазовая скорость распространения в среде минимальна, а степень преломления — максимальна.

Дисперсионный спектр выглядит растянутым в коротковолновой части. Это связано с тем, что волны разной длины проходят разный путь сквозь призму. Наибольшие отклонение и путь внутри призмы имеют лучи с высокой частотой: соответственно, дисперсионный спектр растянут в фиолетовой части. Дисперсия света: примеры в природе

Радуга — это результат отражения и дисперсии света в капельках воды. Именно дисперсия ответственна за то, что радуга имеет вид спектра, а не белой дуги. Так как капельки воды могут отличаться только размерами, то расположение радуги всегда примерно одинаково. Центр окружности, которую описывает радуга, всегда лежит на прямой, проходящей через Солнце и глаз наблюдателя, то есть одновременно видеть солнце и радугу без использования зеркал невозможно.Задачи 1.Какие частоты колебаний соответствуют крайним красным (λ= 0,76 мкм) и крайним фиолетовым (λ = 0,4 мкм) лучам видимой части спектра2.Сколько длин волн монохроматического излучения с частотой 600 ТГц укладывается на отрезке 1 м3.Вода освещена красным светом, для которого длина волны в воздухе 0,7 мкм. Какой будет длина волны в воде? Какой цвет видит человек, открывший глаза под водой4.Для данного света длина волны в воде 0,46 мкм. Какова длина волны в воздухе5.Показатель преломления для красного света в стекле (тяжелый флинт) равен 1,6444, а для фиолетового 1,6852. Найти разницу углов преломления в стекле данного сорта, если угол падения равен 80°6.Какими будут казаться красные буквы, если их рассматривать через зеленое стекло7.Через призму смотрят на большую белую стену. Будет ли эта стена окрашена в цвета спектра

Практическая работа № 37 Определение элемента по его спектруЦель урока:– обобщить знания учащихся по спектрам химических веществ и практическим применением спектрального анализа в астрофизике, медицине, металлургии и других отраслях.Планируемые образовательные результатыМетапредметные:развивать представление о процессе научного познания, обеспечить развитие аналитических умений, применять знания в конкретных ситуациях.Личностные:воспитание и формирование коммуникативных качеств, прививать культуру умственного и практико-деятельностного труда, повышать практический познавательный интерес к предмету, профессиям. Краткая теория Если пропустить солнечный свет через стеклянную призму или дифракционную решётку, то на экране получится хорошо известный нам спектр. Спектр, который вы видите ниже, называется непрерывным спектром. Он представляет собой сплошную полосу, состоящую из разных цветов, плавно переходящих друг в друга.Непрерывный (сплошной) спектр — разновидность спектра, в которой присутствуют все длины волн видимого диапазона (от красной границы до фиолетовой).Излучения, обладающие непрерывным спектром:

свет, излучаемый Солнцем;

искусственный свет от лампы дневного освещения;

любые твердые и жидкие тела, плотные газы, нагретые до высокой температуры.

Пример №1. Будет ли излучать свет в непрерывном спектре спираль работающей электроплиты?В данном случае да, поскольку спирать — твердое тело, нагретое до высокой температуры.Линейчатый спектр и его видыКартина резко меняется, когда мы наблюдаем свечение, излучаемое разреженными газами. Спектр перестает быть непрерывным: в нём появляются разрывы, которые увеличиваются по мере разрежения газа. В предельном случае чрезвычайно разреженного атомарного газа спектр становится линейчатым.Линейчатый спектр — спектр, который состоит из отдельных достаточно тонких линий.Линейчатый спектр бывает двух видов:

спектр испускания;

спектр поглощения.

Спектр испусканияПредположим, что газ состоит из атомов некоторого химического элемента и разрежен настолько, что атомы почти не взаимодействуют друг с другом. Раскладывая в спектр излучение такого газа (нагретого до очень высокой температуры), мы сможем наблюдать такую картину, как на картинке ниже.Спектр испускания — линейчатый спектр, который состоит из тонких изолированных разноцветных линий, соответствующих тем длинам волн света, который излучается атомами.Любой атомарный разреженный газ излучает свет с линейчатым спектром. Но наибольшую важность имеет то, что для любого химического элемента спектр испускания является уникальным. Поэтому по нему можно устанавливать, какой химический элемент находится перед нами. Он является своего рода идентификатором.Поскольку газ разрежен и атомы мало взаимодействуют друг с другом, мы можем сделать следующий вывод:Свет излучают атомы сами по себе. Следовательно, каждый атом характеризуется дискретным, строго определённым набором длин волн излучаемого света. У каждого химического элемента этот набор свой.Задачи Задача 2. Свет мощностью 0,5 кВт с длиной волны 20 нм падает перпендикулярно к поверхности площадью 100 см2. Сколько фотонов ежесекундно падает на 1 см2 этой поверхности? Задача 3. На пластинку, которая отражает 70 % и поглощает 30 % падающего света, каждую секунду перпендикулярно подают 3 • 1020 одинаковых фотонов, которые оказывают на пластинку действие силой 0,675 мкН. Определите длину волны падающего света. Задача 4. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла 497 нм. Какова скорость электронов, выбиваемых из пластины светом с длиной волны 375 нм? Задача 5. Найдите задерживающую разность потенциалов для фотоэлектронов, вырываемых с поверхности натрия светом с длиной волны 400 нм. Задача 6. Мощность излучения абсолютно черного тела равна 34 кВт. Найти температуру этого тела, если известно, что площадь его поверхности равна 0,6 м2.Практическая работа № 38 Изучение свойств различных излучений( Нарисовать шкалу электромагнитных излучений)Цель работы: изучение свойств электромагнитных волн и методов их индикации.Теоретическое введение Максвелл теоретически доказал (основываясь на работах Ампера и Фарадея), что между электрическим и магнитным полем существует теснейшая связь, что наглядно отображено в системе уравнений Максвелла. Всякое изменение магнитного поля вызывает появление в пространстве изменяющегося электрического поля (закон Фарадея). Аналогично, при всяком изменении электрического поля в окружающем пространстве появляется изменяющееся магнитное поле. В отличие от поля неподвижных зарядов, силовые линии электрического поля, связанного с изменяющимся магнитным, замкнуты. Взаимосвязанные переменные электрическое и магнитное поле образуют в совокупности электромагнитное поле. Такое объединение двух полей в одно оправдано тем, что переменное электрическое поле и переменное магнитное поле не могут существовать порознь, и существуют только вместе, взаимно обуславливая друг друга. Если в какой-либо точке пространства возникает быстроизменяющееся электрическое поле, то одновременно с ним также возникает и магнитное, и эти взаимообусловленные изменения магнитного поля распространяются в пространстве со скоростью света. Существует точная количественная теория этих процессов – электродинамика, основанная на уравнениях Максвелла. Процесс периодически изменяющегося электромагнитного поля представляет собой волновой процесс – электромагнитные волны. Электромагнитная волна (рис. 1) характеризуется вектором Е электрической напряженности и вектором Н – магнитной напряженности. Из уравнений электродинамики следует, что векторы напряженности электрического и магнитного полей в электромагнитной волне перпендикулярны друг другу и направлению распространения, т.е. к скорости .Эти три вектора связаны «правилом буравчика» : направление совпадает с направлением поступательного движения буравчика, если его рукоятка вращается в направлении от Е к Н.Задачи Задача №1 на электромагнитные волныУсловиеРадиостанция работает на частоте 12 МГц. Какова длина излучаемых радиоволн?Задача №2 на электромагнитные волныУсловиеЭлектромагнитная волна с Земли долетает до Марса за 3 минуты и 6 секунд. Каково расстояние до Марса?Задача №3 на электромагнитные волныУсловиеНа каком расстоянии s от антенны радиолокатора А находится объект, если отражённый от него радиосигнал возвратился обратно через промежуток времени τ = 200 мкс?Задача №4 на электромагнитные волныУсловиеОпределить длину электромагнитных волн в воздухе, излучаемых колебательным контуром с емкостью 3 нФ и индуктивностью 0,012 Гн. Активное сопротивление контура принять равным нулю.Практическая работа № 39 Решение задач по теме ОптикаЦель: углубить представления о световых явлениях; формирование умений применять физические законы на практикеПланируемые результатыПредметные:

актуализировать знания, полученные при изучении раздела «Оптика»;

совершенствовать навыки решения задач разного типа и уровня;

получат возможность применять ранее усвоенные знания и умения в новой нестандартной ситуации

Задача по оптике №1 на дифракциюУсловиеНа дифракционную решетку, содержащую 400 штрихов на мм, падает нормально монохроматический свет (600 нм). Найти общее число дифракционных максимумов, которые дает эта решетка.Задача по оптике №2 на поляризациюУсловиеУгол между плоскостями пропускания поляризатора и анализатора равен 30°. Во сколько раз уменьшается интенсивность света, выходящего из анализатора, если угол увеличить до 45°.Задача по оптике №3 (геометрическая оптика)УсловиеНа рассеивающую линзу вдоль главной оптической оси падает параллельный пучок света диаметром 5 см. За линзой на расстоянии 20 см поставлен экран, на котором получается круглое светлое пятно диаметром 150 мм. Определить в см главное фокусное расстояние линзы.Задача по оптике №4 (геометрическая оптика) УсловиеВыпуклый мениск изготовлен из стекла с показателем преломления =1,5. Радиус кривизны выпуклой поверхности =22,4 см, радиус кривизны вогнутой поверхности =46,2 см. Как изменится фокусное расстояние этой линзы в воде по сравнению с фокусным расстоянием в воздухе?Практическая работа № 40 Изучение различных действий светаЦели урока:

Образовательные: систематизировать знания, имеющиеся у учащихся о волновых свойствах световых волн, расширить область знаний о данных понятиях, выработка умения применять изученный материал для решения практических задач.

Развивающие: формирование логического мышления, продолжать развивать навык выполнения практических заданий.

Воспитательные: привития учащимся к доброжелательному общению, взаимопомощи.

Краткая теория Источники светаОбъекты, которые мы видим с помощью органов зрения, либо сами испускают свет, либо отражают свет, попадающий на них от различных источников света. Источники света принято делить на тепловые и холодные. К тепловым можно отнести пламя свечи или костра, нить лампы накаливания, поверхность Солнца и др. Такие источники излучают свет благодаря их высокой температуре. Так, температура пламени свечи составляет около 1 000 °С, а нить лампы накаливания при прохождении через неё электрического тока нагревается до 2 000–3 000 °С.Температура холодных источников слабо отличается от комнатной. Это могут быть различные животные: светлячки, медузы, глубоководные рыбы или растения, например, гнилушки (рис. 1). Свечение животных и растений обусловлено физико-химическими процессами в их организмах.Помимо живых организмов, примерами холодных источников служат полярные сияния, молнии, светодиоды и некоторые виды лазеров. Свечение перечисленных объектов связано с протеканием электрического тока. Тела, которые не способны испускать свет, можно увидеть только при попадании на них световых лучей. Свет от источника попадает на поверхность тела, отражается под определённым углом и попадает на сетчатку глаза. Например, Луна светит отражённым от Солнца светом, но не является источником света.Действия светаСвет способен оказывать тепловое действие: почва, вода и воздух заметно нагреваются при длительном воздействии солнечного света. Одни вещества меняют свои физические свойства, другие способны испускать электроны с поверхности при попадании на них световых лучей. Свет необходим для протекания химической реакции фотосинтеза в листьях растений. Помимо всех перечисленных действий, свет способен оказывать давление. Впервые давление света было экспериментально обнаружено и измерено российским учёным Петром Лебедевым в конце XIX в.Задача №1 на интерференцию светаУсловиеВысота радиомаяка над уровнем моря H = 200 м, расстояние до корабля d = 5,5 км. Определить оптимальную высоту мачты корабля для приема сигналов с длиной волны равной 1,5 м.Задача №2 на интерференцию светаУсловиеИсточник света S с длиной волны 400 нм создает в схеме Юнга два когерентных источника, помещенных в бензол (n = 1,5). В точку А на экране луч от первого источника дошел за t1 =2,0000*10-10 c, а от второго за t2 =2,0002*10-10 c. Определить разность фаз колебаний в точке А и порядок интерференции k.Задача №3 на интерференцию светаУсловиеНайти расстояние от точки 0 на экране P в установке бипризмы Френеля до m-ой светлой полосы, если показатель преломления бипризмы n = 1,5, длина волны 500 нм, преломляющий угол альфа = 3 мин.26сек. (m = 6, а = 0,2 м, в = 1 м).Задача №4 на интерференцию светаУсловиеНа стеклянный клин нормально к поверхности падает пучок света (λ = 582 нм). Угол клина равен 20". Какое число интерференционных полос приходится на единицу длины клина? Показатель преломления стекла равен 1,5.Задача №5 на интерференцию светаУсловие Найти радиус кривизны стеклянной плоско-выпуклой линзы, примененной для получения колец Ньютона, если радиус третьего светлого кольца равен 1,4 мм; длина волны 589 нм. Кольца наблюдаются в отраженном свете.Практическая работа № 41 Изучение законов фотоэффектаЦель: изучить корпускулярные свойства света на примере фотоэффектаЗадачи:Образовательные: выяснить причины фотоэффекта, сформулировать определение фотоэффекта, изучить законы фотоэффектаРазвивающие: развитие логического мышления и умения анализировать результаты экспериментов.Воспитательные: убедить студентов в познаваемости мира и объективности наших знаний о нем.Фотоэффект – это вырывание электронов из вещества под действием света.Внутренний фотоэффект – это эффект, при котором оторванные от своих атомов электроны остаются внутри вещества и становятся свободными. Такой фотоэффект можно наблюдать в полупроводниках и некоторых диэлектриках.Для того чтобы получить о фотоэффекте более полное представление, нужно выяснить:

От чего зависит число вырванных светом с поверхности вещества электронов (фотоэлектронов);

Чем определяется их скорость или кинетическая энергия.

Были проведены экспериментальные исследования (рис. 2).Рис. 2. Опыт СтолетоваВ стеклянный баллон, из которого был выкачан воздух, помещаются два электрода. На один из электродов поступает свет через кварцевое окошко, прозрачное не только для видимого света, но и для ультрафиолетового. На электроды подается напряжение, которое можно менять с помощью потенциометра и измерять вольтметром. К освещаемому электроду подключают отрицательный полюс батареи. Под действием света этот электрод испускает электроны, которые образуют электрический ток. При малых напряжениях не все вырванные светом электроны достигают другого электрода. Если, не меняя интенсивности излучения, увеличивать разность потенциалов между электродами, то сила тока возрастает. При некотором значении напряжения она достигает максимального значения, после чего перестает увеличиваться. Ток насыщения – максимальное значение силы тока. Ток насыщения определяется числом электронов, испущенных за 1 секунду освещаемым электродом (рис. 3).Изменяя интенсивность излучения, удалось установить, что сила тока насыщения прямо пропорциональна интенсивности светового излучения, падающего на поверхность тела. При увеличении интенсивности излучения источника света в два раза, сила тока насыщения тоже увеличивается в два раза.Рис. 3. Ток насыщенияПервый закон Столетова:Количество электронов, вырываемых светом с поверхности металла за 1 секунду, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны.Из эксперимента видно, что величина силы фототока отлична от нуля и при нулевом значении напряжения (рис. 4). Это значит, что часть вырванных светом фотоэлектронов достигает анода и при отсутствии напряжения.Рис. 4. Величина силы фототокаЕсли изменить полярность батареи, то сила тока будет уменьшаться, и при некотором напряжении обратной полярности она станет равна нулю (рис. 5).Рис. 5. Опыт Столетова при обратной полярностиЗадача на фотоны и фотоэффект №1УсловиеНайти энергию фотона ε (в Дж) для электромагнитного излучения с частотой ϑ=100·1014Гц.Задача на фотоны и фотоэффект №2УсловиеПри фиксированной частоте падающего света в опытах №1 и №2 получены вольтамперные характеристики фотоэффекта (см. рис.). Величины фототоков насыщения равны I1 и I2, соответственно. Найти отношение числа фотоэлектронов N1 к N2 в этих двух опытах.I1=13,5 мкАI2=10,6 мкАЗадача на фотоны и фотоэффект №3УсловиеЗадача на фотоны и фотоэффект №4УсловиеМаксимальная энергия фотоэлектронов, вылетающих из металла при его освещении лучами с длиной волны 325 нм, равна Tтax=2,3·10-19Дж. Определите работу выхода и красную границу фотоэффекта. Задача на фотоны и фотоэффект №5УсловиеНаибольшая длина волны света λ0, при которой еще может наблюдаться фотоэффект на сурьме, равна 310 нм. Найдите скорость электронов, выбитых из калия светом с длиной волны 140 нм. Практическая работа № 42 Решение задач на дефект массы, энергию связи и устойчивость атомных ядер(д.з Подготовить сообщение по теме)Формулы, используемые на уроках «Задачи на Состав атома, ядерные реакции и энергия связи атомного ядра».Задача № 1. Определите число электронов, протонов и нейтронов в атоме кислорода 8O17.Задача № 2. В результате α-pacnada ядро некоторого элемента превратилось в ядро радона 86Rn222. Что это был за элемент?Задача № 3. На сколько уменьшилась энергия атома, если при переходе из одного энергетического состояния в другое атом излучил свет длиной волны 6,56 • 10–7 м? Задача № 4. В какое ядро превращается торий после трех последовательных α-распадов?Задача № 5. В какое ядро превращается сурьма после четырех β-распадов?Практическая работа № 43 Составление таблицы элементарных частицЦель: дать понятие элементарных частиц, классификацию и свойства Теоретическая справкаТермин элементарная частица первоначально означал простейшие, далее ни на что не разложимые частицы, лежащие в основе любых материальных образований. Позднее физики осознали всю условность термина “элементарный” применительно к микрообъектам. Сейчас уже не подлежит сомнению, что частицы имеют ту или иную структуру, но, тем не менее, исторически сложившееся название продолжает существовать.Основными характеристиками элементарных частиц являются масса, заряд, среднее время жизни, спин и квантовые числаМассу покоя элементарных частиц определяют по отношению к массе покоя электрона. Существуют элементарные частицы, не имеющие массы покоя, –фотоны. Остальные частицы по этому признаку делятся на лептоны– легкие частицы (электрон и нейтрино);мезоны– средние частицы с массой в пределах от одной до тысячи масс электрона; барионы– тяжелые частицы, чья масса превышает тысячу масс электрона и в состав которых входят протоны, нейтроны, гипероны и многие резонансы.Электрический заряд является другой важнейшей характеристикой элементарных частиц. Все известные частицы обладают положительным, отрицательным либо нулевым зарядом. Каждой частице, кроме фотона и двух мезонов, соответствуют античастицы с противоположным зарядом. Приблизительно в 1963–1964 гг. была высказана гипотеза о существовании кварков– частиц с дробным электрическим зарядом. Экспериментального подтверждения эта гипотеза пока не нашла.По времени жизни частицы делятся на стабильные и нестабильные. Задача № 1. Определите число электронов, протонов и нейтронов в атоме кислорода 8O17.Задача № 2. В результате α-pacnada ядро некоторого элемента превратилось в ядро радона 86Rn222. Что это был за элемент?Задача № 3. На сколько уменьшилась энергия атома, если при переходе из одного энергетического состояния в другое атом излучил свет длиной волны 6,56 • 10–7 м? Задача № 4. В какое ядро превращается торий после трех последовательных α-распадов?Задача № 5. В какое ядро превращается сурьма после четырех β-распадов?Практическая работа № 44 Изучение сравнительных характеристик планет Солнечной системы(д.з Нарисовать схему Солнечной системы)Цели изучения сравнительных характеристик планет Солнечной системы:

Ознакомиться с внутренним строением и химическим составом планет земной группы. Научиться описывать характеристики каждой из планет.

Провести сравнительный анализ больших и малых тел Солнечной системы. Например, сравнить большие планеты (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) по таким параметрам, как масса, радиус, место в Солнечной системе, наличие колец и спутников, атмосфера, температура на поверхности и другие.

Краткая теория Изучение Земли как небесного тела относится к области астрономии. Однако общее представление о положении Земли в мировом пространстве и отношении ее с другими космическими телами необходимо и для изучения курса в геологии, так как многие процессы, совершающиеся на поверхности и в глубоких недрах земного шара, тесным образом связаны с влиянием внешней среды, окружающей нашу планету. Например, приливы, отливы, магнитные бури и другие процессы. Познание вселенной проливает свет на проблемы происхождения Земли и ранние стадии ее развития.Земля как космическое тело. Строение солнечной системы и сравнительная характеристика планетСолнечная система, к которой принадлежит Земля, представляет собой сравнительно небольшой участок Вселенной, являясь частью Галактики. Наша Галактика в свою очередь – лишь одна из многих миллионов Галактик, разбросанных в пространстве, на расстоянии, в среднем превышающих их поперечники в 50 раз. По размеру и составу «звездного населения» с нашей Галактикой сходна Галактика Андромеды. Возраст нашей Галактики достигает 10 млрд. лет, возраст нашего Солнца 5 млрд. лет, возраст Солнечной системы 4,6 млрд. лет.Солнце - является центральным телом Солнечной системы, в котором сосредоточено 99,866% всей массы системы. Вокруг него по определенным орбитам обращается 9 больших планет, кольцо астероидов между орбитами Марса и Юпитера и много мелких тел. Их масса составляет всего 0,134% вещества системы. В то же время 98% момента количества движения, т.е. произведения массы на скорость и радиус вращения сосредоточено в планетах. В настоящее время известно более 60 спутников планет, около 100 тыс. астероидов, или малых планет и около 1011 комет, а также огромное количество мелких обломков – метеоритов.Все тела солнечной системы, начиная от мельчайших частиц космической пыли и кончая большими планетами, связаны силами взаимного притяжения и в той или иной мере оказывают влияние друг на друга. Земля, как один из членов этой системы, также испытывает воздействие других небесных тел, степень которого зависит от расстояния тела от Земли, его массы и физического состояния.Наиболее значительное влияние на Землю оказывает Солнце. Оно обладает массой в 330 тыс. раз больше Земли в 750 раз больше массы всех планет и их спутников, и своим притяжением удерживает все небесные тела системы на их орбитах. Солнце – это звезда спектрального класса G2V, довольно распространенного в галактике Млечного Пути. В пределах Солнечной системы Солнце – единственное нагретое тело, источник световой и тепловой энергии, согревающей холодные тела планет.По современным данным, Солнце – огромный шар, состоящий из расплавленных газов. Диаметр Солнца в 109 раз больше диаметра Земли и равняется примерно 1,4 млн. км, плотность оценивается в 1,4 г/см3, хотя в центре она может достигать 160 г/см3. Температура поверхности = 6000оС, температура недр – 20 000 000оС. По данным спектрального анализа химический состав солнечной атмосферы содержит 67 элементов периодической системы Менделеева, по массе 73 % - приходится на водород и 25 % на гелий, а на остальные элементы –2%. В структуре Солнца различают внутреннюю часть, или гелиевое ядро, далее располагается зона лучистого равновесия и зона конвекции, затем фотосфера, хромосфера и солнечная корона (рис. )Рис. . Внутренняя структура Солнца (из работы Н.В.Короновскому, 2002)Выделение энергии Солнцем, как и температура, остается практически неизменным на протяжении около 5,0 млрд. лет, т.е. с момента образования Солнца. Атомного горючего (водорода) на солнце должно хватить, по расчетам, еще на 5 млрд. лет. Когда запасы водорода истощатся, гелиевое ядро будет сжиматься, а внешние слои расширяться, и Солнце сначала превратиться «красного гиганта», а затем – в «белого карлика».Планеты (от греч. блуждающий) отличаются от звезд своими сравнительно малыми размерами и физическим состоянием своего вещества. Все они являются холодными телами, температура поверхности которых зависит почти исключительно от тепла, получаемого от солнца; светятся они, поэтому отраженным светом, в отличие от звезд, вещество которых находится в раскаленном состоянии. Планеты вращаются вокруг солнца по орбитам, близким к круговым и, лежащим почти в одной плоскости. Почти все вращения (вокруг Солнца и вокруг собственной оси) в солнечной системе происходят в одном направлении. В солнечной системе известно 9 планет. Ближе всех к Солнцу находится Меркурий, за ним Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. На астрономическом конгрессе в августе 2006 г. (в Праге) путем голосования решили не считать Плутон планетой, а называть малым планетарным телом (основание – размеры, поведение, строение и т.д.). Расстояния планет от Солнца подчиняются определенной закономерности – каждая следующая планета отстоит от Солнца примерно вдвое дальше, чем предыдущая. Земля находится от Солнца на среднем расстоянии – 149500 тыс. км; самая отдаленная планета Плутон – на расстоянии 5915 млн. км.Рис. 3. Относительные размеры Солнца, планет и их спутников. Показаны только семь самых крупных спутников, остальные выглядели бы на этой схеме просто точками. Показана ориентировка осей вращения планет (если она известна). Расстояние между телами - не в масштабе. (Плоскости орбит планет приблизительно перпендикулярны плоскости чертежа). (Из работы Д.Брауна, А.Массет, 1984).По положению в Солнечной системе, по размерам и особенностям своего физического состояния планеты четко делятся на 2 группы: планеты-гиганты и планеты типа Земли. К планетам-гигантам относятся наиболее удаленные от Солнца планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Их размеры в десятки раз превосходят размеры планет земного типа, а плотность значительно ниже.По современным представлениям плотность внутренней части планет-гигантов > 1. Но твердое ядро их окружено толстой оболочкой льда и замерзших газов, над которыми расположена весьма обширная облачная атмосфера из аммиака NH4 и метана. Вследствие этого средняя плотность планет этого типа, вычисляемая по отношению веса ко всему объему, оказывается близкой к плотности воды. Ввиду удаленности от Солнца планеты-гиганты получают очень мало тепла, и температура их поверхности много ниже 0. Они окружены многочисленными спутниками: у Юпитера – 15, Сатурна > 20, Урана – 10+5. Нептуна – 2 (табл. ). Контрольные вопросы Что называется небесным экватором2 Что такое эклиптика3 Чем отличается геоцентрическая система мира от гелиоцентрической4 Что такое парсек5 Перечислите основные элементы эллиптической орбиты планеты6. Как связаны периоды обращения планет с их средними расстояниями до Солнца7 Сформулируйте первый обобщенный закон Кеплера