- •Ббк 22.334я73
- •1. Рабочая программа дисциплины «физика»
- •2. Методические рекомендации
- •3. Пример решения и оформления задачи
- •4. Задачи по основным разделам электромагнетизма
- •4.1. Магнитное поле. Магнитная индукция. Принцип суперпозиции магнитных полей
- •4.2. Сила Ампера. Сила Лоренца
- •4.3. Поток вектора магнитной индукции. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле
- •4.4. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея-Ленца
- •4.5. Индуктивность соленоида. Энергия магнитного поля
- •Справочные сведения
- •Ответы к задачам
- •644046, Г. Омск, пр. Маркса, 35
1. Рабочая программа дисциплины «физика»
по разделу «ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ»
Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Элемент тока. Закон Био-Савара-Лапласа.
Принцип суперпозиции магнитных полей. Линии магнитной индукции. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля.
Циркуляция вектора индукции магнитного поля. Магнитное поле соленоида.
Движение заряженных частиц в магнитном поле. Сила Лоренца.
Проводник с током в магнитном поле. Сила Ампера. Рамка с током в магнитном поле. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.
Магнитный момент витка с током. Магнитное поле в веществе. Магнитная проницаемость среды. Напряженность магнитного поля.
Диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики. Домены. Гистерезис. Остаточная индукция, коэрцитивная сила. Точка Кюри.
Явление электромагнитной индукции. Основной закон электромагнитной индукции (закон Фарадея-Ленца). Токи Фуко.
Явление самоиндукции. Индуктивность. Токи при замыкании и размыкании цепи. Взаимная индукция. Трансформатор. Энергия магнитного поля.
Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля.
2. Методические рекомендации
к решению задач на электромагнетизм
Для приобретения навыков применения основных законов и формул электромагнетизма (табл. 1) решать конкретные физические задачи необходимо в следующем порядке:
1) внимательно прочтите условие задачи;
2) выпишите в тетрадь условие задачи полностью (без каких-либо сокращений);
3) кратко запишите условие задачи в буквенных обозначениях с указанием единиц измерений, которые даны в условии задачи;
4) значения величин переведите в единицы СИ (например, 1 мТл = 103 Тл);
5) сделайте поясняющий рисунок, если это возможно;
6) проанализируйте условие задачи, определите закон, которому подчиняется рассматриваемое в данной задаче явление;
7) решайте сначала задачу в общем виде, т. е. преобразуйте исходные уравнения в буквенных обозначениях так, чтобы в конечном виде в них входили лишь заданные в условии задачи величины и табличные данные;
8) решение задачи сопровождайте текстовыми пояснениями (особенно это важно при написании «экспресс-опросов» и контрольных работ);
9) полученную расчетную формулу по возможности проверьте на правильность единиц измерений (табл. 2). Если получилась неверная единица измерения, то это первый признак наличия ошибки в решении;
10) произведите вычисления и запишите ответ с указанием единиц измерения.
Таблица 1
Основные формулы и законы электромагнетизма
Название закона, физической величины |
Расчетная формула |
1 |
2 |
Закон Био-Савара-Лапласа |
где |
Принцип суперпозиции магнитных полей |
|
Индукция магнитного поля прямого тока | |
Индукция магнитного поля бесконечно длинного прямого проводника с током | |
Индукция магнитного поля в центре кругового тока | |
Индукция магнитного поля на оси кругового тока | |
Индукция магнитного поля внутри бесконечно длинного соленоида | |
Окончание табл. 1 | |
1 |
2 |
Закон Ампера | |
Сила Ампера | |
Сила Лоренца | |
Поток вектора магнитной индукции для однородного поля для неоднородного поля |
ФВ = BScos |
Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле | |
Закон Фарадея-Ленца |
E |
ЭДС индукции, возникающая в рамке, имеющей N витков |
E |
ЭДС индукции в движущихся проводниках |
E |
Индуктивность бесконечно длинного соленоида | |
Энергия магнитного поля |
Таблица 2
Единицы измерения основных физических величин в СИ
Наименование и обозначение физической величины |
Единица измерения |
1 |
2 |
Путь S |
м |
Скорость |
м/с |
Время t |
с |
Ускорение a |
м/с2 |
Масса m |
кг |
Сила F |
Н |
Окончание табл. 2 | |
1 |
2 |
Импульс тела p |
кгм/с |
Энергия W |
Дж |
Работа силы A |
Дж |
Мощность P |
Вт |
Заряд q |
Кл |
Напряженность электрического поля E |
В/м |
Разность потенциалов |
В |
Сила тока I |
А |
Электродвижущая сила E |
В |
Индукция магнитного поля B |
Тл |
Магнитный поток |
Вб |
Индуктивность контура L |
Гн |