Лабораторная работа №1 Что называется измерением?

Лабораторная работа №16

1. 
   Электромагнитное поле. Электростатическое поле. Условие его возникновения.
   
2. 
   Как проводятся силовые линии электростатического поля? Доказать что силовые линии электростатического поля незамкнуты. Вихревое электрическое поле.
   
3. 
   Эквипотенциальные поверхности. Расположение их относительно силовых линий?
   
4. 
   Напряженность электростатического поля - определяющая формула и единицы измерения в системе СИ. Вектор электрического смещения.
   
5. 
   Связь между напряжением и напряженностью.
   
6. 
   Потенциал. Единицы его измерения. Связь с напряженностью электрического поля.
   
7. 
   Закон Кулона.
   
8. 
   Изобразить графически поля: 1) точечного заряда; 2) двух одноименных и разноименных точечных зарядов; 3) двух металлических пластин с разными зарядами.
   
9. 
   Градиент потенциала.
   
10. 
    Диэлектрическая проницаемость среды, ее физический смысл..
    
11. 
    Как определить, что в данной точке пространства существует электростатическое поле?
    
12. 
    Какими двумя способами можно графически изобразить электростатическое поле?
    
13. 
    Укажите два метода расчета величины электростатического поля. Поясните особенности их применения.
    
14. 
    Теорема Гаусса.
    
15. 
    Можно ли применить теорему Гаусса для определения напряженности электростатического поля диполя?
    
16. 
    Если в точке потенциал электростатического поля  = 0, то будет ли в этой точке напряженность E = 0? Если в точке E = 0, то всегда ли  = 0 в этой точке? Приведите примеры.
    
17. 
    Теорема о циркуляции вектора напряженности электростатического поля. Объяснить ее физический смысл.
    
18. 
    Чем отличается поведение проводников и диэлектриков в электростатическом поле?
    
19. 
    Что такое электроемкость? От чего зависит электроемкость уединенного проводника и конденсатора?
    
20. 
    Какие типы диэлектриков Вы знаете? Где они применяются?
    
21. 
    От чего зависит энергия заряженного конденсатора?
    
22. 
    Как соединить три конденсатора, чтобы получить максимальную емкость? максимальное напряжение?
    

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N19

1. 
   Магнитное поле, чем создается, по действию на что проявляется. Вектор магнитной индукции. Напряженность магнитного поля.
   
2. 
   Орбитальный магнитный момент электрона (определение, формула). Спиновый магнитный момент электрона.
   
3. 
   Орбитальный механический момент электрона (определение, формула).
   
4. 
   Магнитный момент электрона в атоме.
   
5. 
   Магнитный момент атомов и молекул.
   
6. 
   Какие вещества относятся к магнетикам?
   
7. 
   Какие вещества относятся к диамагнетикам? Природа диамагнетизма.
   
8. 
   Какие вещества относятся к парамагнетикам? Природа парамагнетизма.
   
9. 
   Какие вещества относятся к ферромагнетикам? Природа ферромагнетизма.
   
10. 
    Явление намагничивания. Намагниченность вещества (определение, формула).
    
11. 
    Как изменяется вектор магнитной индукции в диа-, пара- и ферромагнетиках? Чему равен вектор магнитной индукции результирующего магнитного поля в магнетике?
    
12. 
    Закон полного тока для магнитного поля в веществе.
    
13. 
    Теорема о циркуляции вектора напряженности магнитного поля.
    
14. 
    Относительная магнитная проницаемость среды. Магнитная восприимчивость.
    
15. 
    Остаточная намагниченность.
    
16. 
    Явление гистерезиса. Петля гистерезиса. Магнитное насыщение. Коэрцитивная сила. Остаточная намагничивание.
    
17. 
    Зависит ли величина магнитного насыщения от типа ферромагнетика?
    
18. 
    Мягкие и жесткие ферромагнетики.
    
19. 
    Нарисовать и пояснить графики зависимостей:
    

1- вектора магнитной индукции от напряженности магнитного поля для диа- пара- и ферромагнетиков;
2- магнитной проницаемости среды от напряженности магнитного поля для диа- пара- и ферромагнетиков;
3- намагниченности вещества от напряженности магнитного поля для диа- пара- и ферромагнетиков;
4- магнитной восприимчивости от напряженности магнитного поля для диа- пара- и ферромагнетиков.

20. 
    Как с помощью неоднородного магнитного поля различить одинаковые внешне образцы из диа- и парамагнетика?
    
21. 
    Определить направления индукционного тока в следующих случаях:
    

1-в неоднородном магнитном поле замкнутый проводник движется в сторону более сильного поля;
2- покоящийся замкнутый проводник находится в нарастающем во времени магнитном поле.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N20

1. 
   Электромагнитное поле. Магнитное поле.
   
2. 
   Вектор магнитной индукции. Напряженность магнитного поля.
   
3. 
   Магнитное поле в веществе. Зависимость магнитной проницаемости среды, намагниченности и вектора магнитной индукции от напряженности внешнего магнитного поля. Пояснить.
   
4. 
   Явление электромагнитной индукции.
   
5. 
   Формула Фарадея для ЭДС электромагнитной индукции (вывод).
   
6. 
   Правило Ленца.
   
7. 
   Явление взаимной индукции.
   
8. 
   Взаимная индуктивность контуров (вывод). Наведенная ЭДС.
   
9. 
   Магнитный поток. Единица измерения. Физический смысл.
   
10. 
    Как можно изменить магнитный поток?
    
11. 
    Явление самоиндукции. Направление индукционного тока.
    
12. 
    ЭДС самоиндукции. Индуктивность контура.
    
13. 
    Как связаны между собой величина магнитного потока и сила тока в контуре 1- для явления самоиндукции; 2- для явления взаимной индукции?
    
14. 
    Что является коэффициентом пропорциональности между величиной магнитного потока и силой тока в контуре при взаимной индукции?
    
15. 
    Что называется действующим (эффективным) значением
    

1- силы тока; 2- напряжения? Их физический смысл.

16. 
    Активная и реактивная составляющие полного сопротивления.
    
17. 
    Трансформаторы. Повышающие и понижающие трансформаторы. Коэффициент трансформации.
    
18. 
    Почему сбрасывается алюминиевое кольцо с сердечника катушки при включении тока, текущего по катушке?
    
19. 
    Почему замедляются колебания металлического маятника при включении постоянного магнитного поля?
    
20. 
    Схема состоит из источника ЭДС, лампочки и катушки, подключенной параллельно лампочке. Почему лампочка ярко вспыхивает при резком отключении источника ЭДС?
    
21. 
    Параллельно источнику ЭДС включены две лампочки, но одна – через катушку. Почему при замыкании цепи эта лампочка загорается позже?
    
22. 
    Звуковой генератор, его назначение. Частоту чего он измеряет? Как должен зависеть коэффициент взаимной индукции от частоты?
    
23. 
    Вывод расчетной формулы (пояснить).
    
24. 
    Проанализировать результаты выполненных заданий.
    
25. 
    Как объясняется возникновение ЭДС индукции:
    

1 – в проводнике, движущемся в постоянном магнитном поле;
2 – в неподвижном проводящем контуре, помещенном в переменное магнитное поле?
Пояснить природу сторонних сил в каждом случае.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N21

1. 
   Электромагнитное поле. Магнитное поле, чем создается, по действию на что проявляется. Вектор магнитной индукции. Напряженность магнитного поля.
   
2. 
   Магнитное поле.
   
3. 
   Какое магнитное поле называется однородным?
   
4. 
   Линии магнитной индукции.
   
5. 
   В чём состоит принципиальное отличие линий магнитной индукции стационарных магнитных полей от силовых линий электростатических полей?
   
6. 
   Напряженность магнитного поля. Единица измерения. Физический смысл.
   
7. 
   Формула связи между вектором магнитной индукции и напряженностью магнитного поля (вывод).
   
8. 
   Принцип суперпозиции полей.
   
9. 
   Закон Био-Савара-Лапласа.
   
10. 
    Рассчитать вектор магнитной индукции по закону Био-Савара-Лапласа для предложенного преподавателем случая.
    
11. 
    Что называется соленоидом? Где в основном сосредоточено магнитное поле соленоида?
    
12. 
    Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции.
    
13. 
    Пользуясь теоремой о циркуляции вектора магнитной индукции вывести формулы индукции магнитного поля 1- внутри бесконечно длинного соленоида; 2- внутри тороида; 3- вокруг бесконечно длинного проводника с током.
    
14. 
    Теорема Гаусса для магнитного поля.
    
15. 
    Доказать, что индукция магнитного поля на торце полубесконечного соленоида вдвое меньше, чем внутри бесконечного соленоида.
    
16. 
    Формула для расчета магнитной индукции, создаваемой внутри соленоида конечной длины. Получить из нее формулу для расчета магнитной индукции внутри бесконечно длинного соленоида.
    
17. 
    Индуктивность соленоида (с выводом).
    
18. 
    Эффект Холла (с выводом -?)
    
19. 
    Диа- пара- и ферромагнетики.
    
20. 
    Нарисовать и пояснить графики зависимостей:
    

1- вектора магнитной индукции от напряженности магнитного поля для диа- пара- и ферромагнетиков;
2- магнитной проницаемости среды от напряженности магнитного поля для диа- пара- и ферромагнетиков;
3- намагниченности вещества от напряженности магнитного поля для диа- пара- и ферромагнетиков;
4- магнитной восприимчивости от напряженности магнитного поля для диа- пара- и ферромагнетиков

21. 
    Какие данные о проводниках и полупроводниках можно получить на основе экспериментального изучения эффекта Холла в них?
    
22. 
    Как с помощью эффекта Холла определить знак подвижного носителя заряда?
    
23. 
    Объяснить сущность метода измерения магнитной индукции с помощью датчика Холла.
    

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N22

1. 
   Электромагнитное поле. Магнитное поле. Условие существования и обнаружения.
   
2. 
   Вектор магнитной индукции поля – величина и направление. Линии магнитной индукции.
   
3. 
   В чём состоит принципиальное отличие линий магнитной индукции стационарных магнитных полей от силовых линий электростатических полей?
   
4. 
   Что называется напряженностью магнитного поля? Как связаны напряженность магнитного поля и вектор магнитной индукции (вывод)? Принципиальная разница между ними. Микро- и макротоки.
   
5. 
   Линии напряженности магнитного поля.
   
6. 
   Что называется магнитной проницаемостью среды? Магнитной восприимчивостью? Намагниченностью?
   
7. 
   Диа-, пара- и ферромагнетики.
   
8. 
   Почему наличие полярного сияния доказывает наличие у Земли магнитного поля?
   
9. 
   Как поведение намагниченной стрелки доказывает наличие у Земли магнитного поля?
   
10. 
    Закон Био-Савара-Лапласа. Его применение для расчета магнитных полей а) бесконечно длинного проводника с током; б) отрезка проводника с током; в) бесконечно длинного соленоида; г) на оси кругового витка с током; д) в центре витка с током; д) в центре кривизны полукольца с током; е) другой пример, предложенный преподавателем.
    
11. 
    Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции (закон полного тока для магнитного поля). Ее применение для расчета магнитных полей а) бесконечно длинного проводника с током; б) бесконечно длинного соленоида.
    
12. 
    Формула для расчета магнитного поля соленоида конечной длины.
    
13. 
    Принцип суперпозиции полей.
    
14. 
    Магнитное поле в центре прямоугольного контура с током (вывод)
    
15. 
    Теорема Гаусса для магнитного поля а) в вакууме б) в среде.
    
16. 
    Как вычислить значение магнитной постоянной?
    
17. 
    Определение единицы силы тока – Ампер.
    
18. 
    Вывод расчетной формулы.
    
19. 
    Почему в данной работе измеряется только горизонтальная составляющая магнитного поля Земли? Есть ли на Земле место, где данный эксперимент позволит измерить полный вектор магнитной индукции магнитного поля Земли?
    
20. 
    Как проходит магнитный меридиан? Где находится северный магнитный полюс?
    
21. 
    Какие силы действуют на стрелку тангенс-гальванометра при проведении эксперимента?
    

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N23

1. 
   Вектор магнитной индукции поля. Линии магнитной индукции.
   
2. 
   Напряженность магнитного поля.
   
3. 
   Сила Ампера (величина и направление).
   
4. 
   Закон Ампера (вывод).
   
5. 
   Пояснить действие магнитного поля на помещённый в него замкнутый проводник с током: 1) однородное поле; 2) неоднородное поле.
   
6. 
   Магнитный поток. Потокосцепление.
   
7. 
   Вывести формулу для определения работы, совершаемой магнитным полем по перемещению 1-проводника с током; 2- замкнутого контура с током. Благодаря какому источнику энергии совершают работу силы Ампера при перемещении в магнитном поле проводника или замкнутого контура с током?
   
8. 
   Вывод формулы для нахождения силы Лоренца. Как направлена эта сила?
   
9. 
   Движение заряженных частиц в однородном магнитном поле, если скорость частицы: 1- перпендикулярна силовым линиям; 2- направлена под углом к силовым линиям.
   
10. 
    Движение частиц в неоднородном магнитном поле.
    
11. 
    Заряд влетает перпендикулярно силовым линиям электрического поля. Будет ли сила, действующая на заряд со стороны электрического поля центростремительной?
    
12. 
    Определите траекторию движения заряженной частицы при действии на нее одновременно электрического и магнитного поля в следующих случаях
    

1 - напряженности электрического и магнитного поля параллельны; скорость частицы перпендикулярна им;
2 - напряженности электрического и магнитного поля перпендикулярны; скорость частицы перпендикулярна и напряженности магнитного поля, и напряженности электрического поля
3 - другой пример, предложенный преподавателем.

13. 
    Для случая 12.2 рассчитать условия (т.е. найти соотношение напряженностей электрического и магнитного полей), при которых движение заряженной частицы будет равномерным и прямолинейным.
    
14. 
    Магнитная ловушка для зарядов.
    
15. 
    Почему существование полярного сияния доказывает наличие у Земли магнитного поля?
    
16. 
    Что такое «магнитная буря»?
    
17. 
    Эффект Холла (с выводом =?).
    
18. 
    Средняя длина свободного пробега электрона (вывод)
    
19. 
    Поясните идею релятивистского истолкования магнитного взаимодействия движущегося заряда и проводника с током.
    
20. 
    Синхрофазотрон. Циклотрон. Какую роль играет магнитное поле в циклотроне?
    

Коллайдер.

21. 
    Принцип работы масс-спектрометра.
    

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 24

1. 
   Магнитное поле. Его количественные характеристики. Однородное магнитное поле.
   
2. 
   В чем заключается явление электромагнитной индукции? Опыты Фарадея.
   
3. 
   Основной закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.
   
4. 
   Вывод закона Фарадея из закона сохранения энергии.
   
5. 
   Магнитный поток. Потокосцепление.
   
6. 
   Вращение проводящей рамки в однородном магнитном поле.
   
7. 
   Явление самоиндукции. Природа переменного потокосцепления при самоиндукции.
   
8. 
   ЭДС самоиндукции. Правило Ленца для индукционного тока.
   
9. 
   Закон полного тока. Вывод формулы для определения магнитного поля, создаваемого внутри бесконечно длинного соленоида.
   
10. 
    Индуктивность катушки (коэффициент самоиндукции). Физический смысл. Единицы измерения в СИ.
    
11. 
    Диа-, пара- и ферромагнетики.
    
12. 
    Вывод формулы, связывающей индуктивность катушки с ферромагнитным сердечником и геометрические параметры катушки.
    
13. 
    Что называется эффективными (действующими) значениями силы тока и напряжения? Вывод формулы, связывающей действующее значение силы тока и его амплитудное значение.
    
14. 
    Почему электроизмерительные приборы проградуированы в эффективных значениях?
    
15. 
    Что называется активным и реактивными сопротивлениями? полным сопротивлением переменному току?
    
16. 
    Полный закон Ома для переменного тока.
    
17. 
    Явление взаимной индукции. Природа переменного потокосцепления при взаимной индукции. Коэффициент взаимной индукции контуров, его физический смысл, единицы измерения в СИ.
    
18. 
    Найти взаимную индуктивность 1) двух обмоток тонкого тороида; 2) двух оюмоток соленоида; 3) двух контуров.
    
19. 
    Трансформаторы.
    
20. 
    Токи Фуко.
    
21. 
    Почему сердечники трансформаторов делают наборными из отдельных изолированных пластин? Как они должны быть расположены? Почему?
    
22. 
    Почему сердечники трансформаторов вибрируют (трансформаторы «гудят»)?
    
23. 
    Скин-эффект.
    
24. 
    Как объясняется возникновение ЭДС индукции 1- проводник движется в постоянном магнитном поле; 2- неподвижный замкнутый проводящий контур помещен в переменное магнитное поле? Природа сторонних сил в каждом случае.
    
25. 
    Указать полярность ЭДС индукции: 1- проводник расположен перпендикулярно силовым линиям магнитного поля и движется в направлении силовой линии; 2- проводник расположен перпендикулярно силовым линиям магнитного поля и движется, пересекая силовые линии (скорость движения перпендикулярна силовым линиям).
    
26. 
    Уравнения Максвелла. Их физический смысл.
    
27. 
    Вывести закон изменения силы тока в цепи 1-при её замыкании; 2- при размыкании.
    
28. 
    Энергия магнитного поля и плотность энергии. Энергетическое определение индуктивности.
    
29. 
    Объяснить эксперименты, проведенные на лекции
    

1- почему алюминиевое кольцо сбрасывается с сердечника катушки при включении тока, текущего по катушке?
2- почему лампочка вспыхивает ярче при размыкании цепи, содержащей катушку индуктивности?
3- почему лампочка, подключенная к источнику тока через катушку индуктивности, загорается позже, чем лампочка, подключенная прямо к источнику тока?
4- почему замедляются колебания маятника, изготовленного из проводящего материала, если маятник поместить в постоянное магнитное поле?

30. 
    Можно ли эксперименты в работе проводить на постоянном токе? Почему?
    
31. 
    Вывод расчетной формулы (пояснить).
    
32. 
    Почему при одинаковых показаниях вольтметра в процессе измерений сила тока уменьшается при введении в катушку сердечника?
    

20.01.2020