Рассматриваемые вопросы - Учебно

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ишимский государственный педагогический институт имени П.П.Ершова»
Кафедра ТиМПФТиП
Утверждаю
Проректор по учебной работе и
лицензированию
_____________ С.А. Вдовина
(подпись, расшифровка подписи)
“27” января 2011 г
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Электричество и магнетизм
050100 – Педагогическое образование
(код и наименование направления подготовки)
Профиль подготовки
Физическое образование
(наименование профиля подготовки)
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
очная
Ишим 2011.
Рецензент кандидат педагогических наук, доцент Ермакова Е.В.
Рабочая программа дисциплины «Электричество и магнетизм» //сост.Н.С. Журавлева –
Ишим: ФГБОУ ВПО «ИГПИ», 2011. - 32 с.
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины вариативной части
профессионального цикла студентам очной формы обучения по направлению подготовки «050100
- Педагогическое образование», профиль подготовки – «Физическое образование» в третьем
семестре.
Рабочая программа составлена с учетом Федерального государственного образовательного
стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки «050100 Педагогическое образование», профиль подготовки – «Физическое образование», утвержденного
приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от «22» декабря 2009 г.
№788.
.
Составитель ____________________ Н.С. Журавлева
(подпись)
2011 г
Содержание
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Цели и задачи освоения дисциплины
Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Требования к результатам освоения содержания дисциплины
Содержание и структура дисциплины
4.1. Содержание разделов дисциплины
4.2. Структура дисциплины
4.3. Лабораторные работы
4.4. Практические занятия (семинары)
4.5. Курсовая работа
4.6. Самостоятельное изучение разделов дисциплин
Образовательные технологии
5.1. Интерактивные образовательные технологии
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной
аттестации
6.1. Формы оценочных средств
6.2. Вопросы для промежуточной аттестации
Учебно-методическое обеспечение дисциплины
7.1. Основная литература
7.2. Дополнительная литература
7.3. Периодические издания
7.4. Интернет ресурсы
7.5. Методические указания и материалы по видам занятий
7.6. Программное обеспечение современных информационно-коммуникационных
технологий
Материально-техническое обеспечение дисциплины
Лист согласования рабочей программы
4
4
4
5
5
6
6
8
10
10
10
10
11
11
16
17
17
17
17
17
17
31
31
32
3
Семестр: третий
Трудоемкость по ФГОС: 8 зач.ед., 288 часов.
1 Цели и задачи освоения дисциплины
Цели освоения дисциплины «Электродинамика» являются формирование у будущего
учителя физики научного мировоззрения и умения пользоваться теоретическими методами,
добиваясь при этом усвоения студентами общей структуры физической науки и конкретных
физических явлений, и в целом формирование готовности использовать знания о современной
картине мира в образовательной и профессиональной деятельности.
Задачи освоения дисциплин
- ознакомление с основными направлениями развития физической науки в области
электродинамики и магнетизма;
- овладение понятийным аппаратом (экспериментальными фактами, понятиями, законами,
теориями, методами физической науки).
- развитие мышления и формирование умений самостоятельно приобретать и применять
знания, наблюдать и объяснять физические явления в области электродинамики и магнетизма;
- формирование познавательного интереса к физике и технике, развитие творческих
способностей;
- раскрытие взаимосвязи физики и техники, показ ее применения в производстве и
человеческой деятельности, объяснение физических процессов, протекающих в природе;
- привитие умения самостоятельно пополнять свои знания, ориентироваться в научно–
информационном потоке.
2 Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Дисциплина «Электричество и магнетизм» относится к вариативной части
профессионального цикла (Б.3.В.4).
3 Требования к результатам освоения содержания дисциплины
Студент в процессе освоения содержания дисциплины должен овладеть следующими
компетенциями:
- способен анализировать мировоззренческие, социально и личностно значимые
философские проблемы (ОК-2);
- способен использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в
образовательной и профессиональной деятельности, применять методы математической
обработки информации, теоретического и экспериментального исследования (ОК-4).
В результате изучение дисциплины студент должен:
знать:
 сущности
физических явлений: протекание электрического тока, возникновения
индукционного тока, электромагнитных волн и т.д.;
 определения основных понятий: электрического и магнитного поля, силы и плотности тока,
электромагнитного поля и т.д.;
 основные законы и теоремы: закон Ома, закон Джоуля Ленца, законы Фарадея,
электромагнитной индукции, правило Ленца и т.д.;
 расчетные формулы: сопротивления, индукции и напряженности полей различных токов,
индуктивности и т.д.;
 единицы физических величин и их размерности в СИ: кулон, вольт, фарад, ампер, джоуль,
ватт, тесла, генри, вебер и т.д.
уметь:
 планировать и осуществлять учебный эксперимент по исследованию электрических и
магнитных явлений;
 решать задачи с соответствующим анализом результатов и полученных выводов по
следующим темам: закон Ома, правила Кирхгофа, работа и мощность электрического тока,
электролиз;
 решать задачи с соответствующим анализом результатов и полученных выводов по
следующим темам: электромагнитная индукция, магнитные свойства вещества, законы магнетизма,
4
движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях; колебательный контур,
переменный ток;
 оценивать результаты эксперимента, готовить отчетные материалы о проведенной
исследовательской работе;
 объяснить физическую сущность явлений и процессов в природе и технике связанных с
электрическими и магнитными явлениями.
владеть:
 методологией исследования в области электромагнетизма;
 системой знаний о фундаментальных физических законах и теориях, физической сущности
явлений и процессов в природе и технике;
 системой знаний по организации и постановке физического эксперимента, обладает
способностью теоретического анализа результатов наблюдений и экспериментов;
 знанием принципиальных схем проведения конкретных экспериментов, экспериментальных
устройств и установок, компьютерной обработки результатов измерений.
приобрести опыт:
 работы с электрооборудованием;
 сборки электрических цепей.
4 Содержание и структура дисциплины
4.1 Содержание разделов дисциплины
Таблица 1
№
Наименование
Форма текущего
Содержание раздела
раздела
раздела
контроля
1
2
3
4
Электростатическое поле в вакууме.
Электростатическое поле при наличии
проводников.
Тест
1
Электростатика
Электростатическое поле при наличии
Коллоквиум
диэлектриков.
Энергия взаимодействия зарядов и
энергия электростатического поля.
Постоянный электрический ток.
Тест
Электропроводность
твердых
тел.
2
Электродинамика
Коллоквиум
Электрический ток в электролитах.
Электрический ток в газах и в вакууме.
Постоянное магнитное поле в вакууме.
Магнитное поле в магнетиках.
Электромагнитная индукция.
Тест
3
Электромагнетизм
Квазистационарные электрические цепи
Реферат
Электромагнитное поле.
Электромагнитные волны.
4.2. Структуру дисциплины
Таблица 2
Вид работы
Трудоемкость, часов
3
семестр
Общая трудоемкость
Аудиторная работа:
Лекции (Л)
Практические занятия (ПЗ)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа:
288
114
38
38
38
174
Всего
288
144
38
38
38
174
5
Курсовой проект (КП), курсовая
работа (КР)1
Расчетно-графическое задание
(РГЗ)
Реферат (Р)
Самостоятельное изучение
разделов
Контрольная работа (К)2
Самоподготовка (проработка и
повторение лекционного
материала и материала учебников
и учебных пособий, подготовка к
лабораторным и практическим
занятиям, коллоквиумам,
рубежному контролю и т.д.)
Подготовка и сдача экзамена3
Вид итогового контроля
10
46
46
64
64
54
Э
54
Э
Таблица 3.1
Разделы дисциплины, изучаемые в третьем семестре
Количество часов
№
раздела
1
2
3
10
Наименование разделов
Электростатика
Электродинамика
Электромагнетизм
Итого:
Всего:
Всего
74
87
127
Внеауд.
работа
СР
Аудиторная работа
Л
8
8
22
38
ПЗ
14
12
12
38
ЛР
8
16
14
38
44
51
79
174
288
4.3 Лабораторные работы
№
п/п
Номер
раздела
1
1
2
2
Наименование
лабораторной
работы
Вопросы, выносимые на
лабораторные занятия
1.Исследовать
поляризации
сегнетоэлектриков в зависимости от
напряженности электрического поля
Изучение
2.Определить
зависимости
электрических
диэлектрической проницаемости от
свойств
напряженности.
сегнетоэлектриков
3.Исследование диэлектрического
гистерезиса
4.Определить
диэлектрические
потери в сегнетоэлектриках.
Изучение приборов 1. Ознакомление с устройством,
электромагнитной
принципом действия и основными
системы
характеристиками
Таблица 4
Трудоемкость
из них
Всего
на базе
ОУ
9
3
На курсовой проект (работу) выделяется не менее одной зачетной единицы трудоемкости (36 часов)
Только для заочной формы обучения
3
При наличии экзамена по дисциплине
1
2
6
3
4
2
2
5
2
6
2
7
2
7
2
8
3
9
3
10
3
11
1,2,3
12
3
Определение
сопротивления
проводника
Определение
удельного
сопротивления
резистивного
провода
Изучение
зависимости
мощности
источника тока и
его КПД
от
величины
нагрузки
Измерение
электродвижущей
силы
методом
компенсации
Определение заряда
электрона
Изучение
зависимости
сопротивления
металлов
от
температуры
электроизмерительных
приборов
электромагнитной системы.
2.Расширить приделы их измерения.
1.Изучить
методы
измерения
сопротивления проводников.
2.Различными методами определить
сопротивление проводников.
3
Используя
технический
метод
определить удельное сопротивление
резистивного провода
3
Исследовать зависимость мощности
и КПД источника от величины
внешней нагрузки
3
Определить
ЭДС
методом компенсации
3
источника
Определить
заряд
электрона
электролитическим методом.
3
Исследовать
сопротивления
первого
рода
температуры
3
зависимость
проводников
(металлов)
от
1.Определить
индуктивность
Изучение
закона
катушки, емкость конденсатора.
Ома
для
цепи
2. Проверить опытным путем закон
переменного тока
Ома для цепи переменного тока.
Измерение
мощности,
Ознакомиться с методом измерения
выделяемой в цепях
активной мощности и сдвига фаз
переменного тока, и
между силой тока и напряжением в
сдвига фаз между
цепях переменного тока.
током
и
напряжением
Снятие
петли Исследовать петлю гистерезиса и
гистерезиса
с рассчитать
потери
на
помощью
перемагничивание
сердечника
осциллографа
трансформатора
Решение
экспериментальных Решить ряд экспериментальных
задач по разделу задач исследовательского характера
«Электричество и из школьного курса физики
магнетизм»
Исследование
1.Изучение
параметров
и
затухающих
характеристик
колебательного
6
3
3
9
6
7
колебаний
контуре
в контура
2.Определение
параметров
затухания колебаний в контуре
Всего
57
4.4. Практические занятия (семинары)
№
п/п
Номер
раздела
Тема семинарского
занятия
Закон
Кулона.
Напряженность
электрического
поля
1
1
2
1
Теорема Гаусса
3
1
Потенциал
электрического
поля
4
1
Электроемкость.
Конденсаторы
5
1
6
2
7
8
2
2
Энергия
электрического
поля
Постоянный
электрический ток
Работа, мощность и
тепловое действие
постоянного тока
Разветвленные
цепи,
правила
Кирхгофа
Вопросы, выносимые на семинар
1. Электрический
заряд,
его
характеристики.
2. Закон Кулона.
3. Электрическое поле.
4. Напряженность электрического
поля.
1. Поток напряженности.
2. Теорема Гаусса.
1. Работа
сил
поля
при
перемещении заряда.
2. Электрический потенциал.
3. Потенциал
поля
системы
зарядов.
4. Эквипотенциальные
поверхности.
5. Связь между напряженностью и
потенциалом электрического поля.
1. Электрическая
емкость
проводника.
2. Электрическая
емкость
конденсаторов.
3. Батарей конденсаторов.
1. Энергия системы зарядов.
2.Энергия заряженного проводника.
3.Энергия
заряженного
конденсатора.
4. Энергия поля конденсатора.
1 Электрический ток и его
характеристики.
2 Закон Ома для участка цепи.
3 Сопротивление проводников.
4 Электродвижущая сила.
5 Закон Ома для полной замкнутой
цепи.
Таблица 5
Трудоемкость
из них
Всего
на базе
ОУ
8
4
8
4
4
11
1. Работа и мощность в цепи
постоянного тока.
2. Закон Джоуля-Ленца.
5
1. Понятие - разветвленные цепи.
2. Правила Кирхгофа.
3. Применение правил Кирхгофа
5
8
9
2
10
3
Ток в электролитах
Магнитное поле
11
3
Электромагнитная
индукция
12
3
Электромагнитные
колебания
13
3
Квазистационарные
токи
14
3
Электромагнитные
волны
для расчета разветвленных цепей.
1.Электрический
ток
в
электролитах.
2.Закон
Ома
для
тока
в
электролитах.
3. Законы Фарадея.
4.Использование электролиза в
жизни человека.
1. Магнитное поле электрического
тока.
2. Индукция и напряженность
магнитного поля.
3. Закон Био-Савара-Лапласа.
4.Силы, действующие на токи и
заряды в магнитном поле.
5.Циркуляция
вектора
напряженности магнитного поля.
1. Опыты Фарадея.
2. Законы Фарадея и правила
Ленца.
3. Само и взаимоиндукция.
4. Вихревые токи.
5. Экстратоки.
6. Энергия магнитного поля.
1. Электрический колебательный
контур.
2.Свободные
электрические
колебания.
3. Вынужденные электрические
колебания.
4. Электрические автоколебания.
1. Получение переменной эдс.
2. Закон Ома для цепей
переменного тока.
3. Резонанс в цепях переменного
тока.
4. Мощность переменного тока.
1.Излучение
электромагнитных
волн.
2. Опыты Герца.
3. Объемная плотность энергии
электромагнитного поля. Вектор
Умова-Пойнтинга.
4. Принцип радиосвязи и
радиолокации.
Всего
5
5
5
5
9
5
83
4.5 Курсовая работа
Курсовые работы не предусмотрены
4.6 Самостоятельное изучение разделов дисциплины
Номер
Вопросы, выносимые на самостоятельное
Форма контроля
Таблица 6
Трудоемкость
9
раздела
1
2
3
изучение
1.Применение т. Гаусса для расчета бесконечно
заряженной плоскости и двух параллельных
Индивидуальные
плоскостей.
письменные и
2.Связь между напряженностью и потенциалом.
устные
3. Соединение конденсаторов в батареи.
отчеты
4.Понятие о сегнетоэлектриках, пьезоэлектриках,
электретах
1.Применение правил Кирхгофа для расчета
компенсационной схемы и схемы моста.
Индивидуальные
2. Генераторы постоянного тока
письменные и
3.Сверхпроводимость металлов.
устные
4.Применение электролиза в промышленности и
отчеты
технике.
5.Электронно-лучевая трубка.
1.Диа-, пара-, и ферромагнетики.
2.Электроприборы, принцип их действия
3.Вихревые токи.
Индивидуальные
4.Применение трансформаторов в технике.
письменные и
5.Применение
электромагнитных
волн
в
устные
радиосвязи, телевиденье и радиолокации
отчеты
6. Электрические автоколебания
7. Определение удельного заряда электрона
Всего
10
16
20
46
5 Образовательные технологии
При изучении дисциплины «Электричество и магнетизм» используются технологии
обучения:
- технология деятельностного подхода
- технология проблемного обучения
- технология дифференцированного обучения
5.1 Интерактивные образовательные технологии
Таблица 7
Кол-во
Семестр Вид занятия
Используемые интерактивные образовательные технологии
часов
лекция
Лекция с запланированными ошибками
4
Лекция – визуализация
2
практическое Диспут
2
Составление рабочего портфолио по лабораторным
лаб/работы
16
исследованиям
Всего
24
Процент от общего количества часов
21
6 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной
аттестации
6.1 Формы оценочных средств
Таблица 8
Виды
Оцениваемые
Элементы учебного
Форма оценочных средств
10
Промежуточ
ная
ОК-2, ОК-4
аттестация
Электромагнетизм
4
Коллоквиум
Текущий
контроль
Количество баллов в рамках БРС оценки
Электрическое поле в
вакууме и различных
ОК-2, ОК-4
средах.
Электродинамика
Электромагнетизм
Количество баллов в рамках БРС оценки
Портфолио
ОК-2, ОК-4
Реферат
Электростатика
Постоянный
электрический ток
Входной
контроль
Тест
материала: раздел/
тема/весь материал**
Тест
компетенции
10
10
16
20
Экзамен
аттестации
Количество баллов в рамках БРС оценки 40
Выделенные виды работ обязательны для выполнения в полном объеме. До экзаменов
допускаются студенты, набравшие не менее 40 баллов в семестре из 60 возможных.
В ходе сдачи экзамена студент получает максимальное количество баллов – 40.
Перевод баллов в отметку
Балл
Отметка
< 55
Неудовлетворительно
55 - 75
Удовлетворительно
76 - 90
Хорошо
91 - 100
Отлично
Вариант входного контроля
Тест
1. Как изменится сила взаимодействия двух точечных электрических зарядов, если расстояние
между зарядами уменьшить в три раза?
1) увеличится в 3 раза
2) увеличится в 9 раз
3) уменьшится в 3 раза
4) уменьшится в 9 раз
2. Какова разность потенциалов между точками поля, если при перемещении заряда 12 мкКл из
одной точки в другую поле совершает работу 0,36 мДж?
1) 0,3 В
2) 3 В
3) 30 В
4) 300 В
3. Сопротивление проводника уменьшится, если:
1) его длина увеличится в 2 раза, а площадь сечения уменьшится в 2 раза
2) его длина увеличится в 2 раза, а площадь сечения уменьшится в 4 раза
3) его длина увеличится в 4 раза, а площадь сечения увеличится в 2 раза
4) его длина уменьшится в 4 раза, а площадь сечения уменьшится в 2 раза
4. Чему равно время прохождения тока силой 5 А по проводнику, если напряжение на его концах
120 В в проводнике выделяется 540 кДж тепла?
1) 0,9 с
2) 187,5 с
3) 900 с
4) 22 500 с
5. В каких средах при прохождении электрического тока не происходит переноса вещества?
1) металлах и полупроводниках
2) растворах электролитов и газах
3) полупроводниках и растворах электролитов
11
4) растворах электролитов и металлах
6. Ток в параллельных проводниках увеличился в 2 раза. Сила взаимодействия между
проводниками
1) увеличится в 2 раза
2) увеличится в 4 раз
3) уменьшится в 2 раза
4) уменьшится в 4 раз
7. В катушке индуктивностью 0,1 Гн убывает по линейному закону тока от 1 А до нуля за время
0,01 с. ЭДС самоиндукции при этом
1) 1 В 2) 2 В
3) 5 В
4) 10 В
8. Чтобы увеличить период электромагнитных колебаний в идеальном колебательном контуре в 2
раза, достаточно емкость конденсатора в контуре
1) увеличить в 2 раза
2) увеличить в 4 раз
3) уменьшить в 2 раза
4) уменьшить в 4 раз
9. Если диэлектрическая проницаемость вещества равна 16, а магнитная проницаемость равна 1, то
скорость распространения электромагнитных волн в этом веществе равна
1) с
2) 0,25 с
3) 0,0625 с 4) 0,125 с
10. В каком из приведенных ниже случаев можно сравнить результаты измерений двух
физических величин?
1) 1 Кл и 1 А ∙ В
2) 3 Кл и 1 Ф ∙ В
3) 2 А и 3 Кл ∙с
4) 3 А и 2 В ∙с
11. Емкость плоского воздушного конденсатора равна С, напряжение между его обкладками U,
расстояние между обкладками d. Чему равны заряд конденсатора и модуль напряженности
электрического поля между его обкладками?
Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно
рассчитать
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
ФОРМУЛА
U
А) заряд конденсатора
1)
2d
2
CU
Б) модуль напряженности поля
2)
2
3) СU
U
4)
d
А
Б
12. Установите соответствие между физическими величинами и единицами для их измерения
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
ЕДИНИЦА ИЗМЕРЕНИЯ
А) сопротивление
1) Ампер
Б) напряжение
2) Ом
В) заряд
3) Ватт
4) Вольт
5) Кулон
А
Б
В
Правильные ответы
1
2
2
3
3
3
4
3
5
1
6
2
7
4
8
2
9
2
10
2
11
34
12
245
Вариант текущего контроля
Тест № 1
1. Точечный заряд q поднесли к уединённому металлическому шару на расстояние d от его центра.
Радиус шара – a. Чему равен электрический потенциал шара в поле точечного заряда?
12
1. q/(d-a)
2. q/a
3. q/d
4. Потенциал равен нулю.
2. Как зависит сила притяжения точечного заряда q к металлическому шарику. Расстояние от
заряда до центра сферы равно d.?
1. F ~ q/d2
2. F ~ q/d3
3. F ~ q/d4
4. F ~ q/d5
3. Имеется тонкий диск с замороженной электрической поляризацией P0, которая направлена
перпендикулярно поверхности диска. Чему равна напряжённость электрического поля E внутри
диска?
1. E = 0
2. E = 2πP0
3. E = 4πP0
4. E = -4πP0
4. На рисунке ниже изображена петля гистерезиса для ферромагнитного материала. Какая из точек
соответствует коэрцитивной силе?
1. Точка 1.
2. Точка 2.
3. Точка 3.
4. Точка 4.
5. По бесконечному тонкому и прямому проводнику течёт ток I. Чему равна напряжённость
магнитного поля на расстоянии r от проводника?
1. (4π/c)·I/r
2. (2/c)·I/r
3. (2π/c)·I/r 4. (2/c)·Ir
6. Чему равен поток вектора магнитной индукции через замкнутую поверхность?
1. ∫(BdS) = 0
2. ∫(BdS) = (4π/c)·I 3. ∫(BdS) = (2π/c)·I 4. ∫(BdS) = 4πq
7. Какие из магнетиков обладают спонтанной намагниченностью с образованием доменной
структуры?
1. Парамагнетики. 2. Диамагнетики. 3. Ферромагнетики. 4. Антиферромагнетики.
8. В некоторой области пространства действует однородное магнитное поле B, направленное
вдоль оси Z. В магнитное поле вдоль оси Y влетает электрон. Каким образом электрон будет
продолжать движение?
1. Сначала по оси Y, отклоняясь в сторону оси X, и затем в пределе его движение перейдёт в
равномерное вдоль оси X.
2. Электрон будет описывать круги в плоскости XY и дрейфовать в направлении оси Y.
13
3. Равномерно и прямолинейно вдоль оси Y.
4. По круговой траектории, вращаясь вокруг направления Z с циклотронной частотой.
9. Сердечник трансформатора набирают из отдельных пластин с целью:
1. Уменьшить потери на перемагничивание.
2. Уменьшить токи Фуко.
3. Уменьшить токи смещения.
4. Уменьшить магнитострикцию.
10. Вектор Умова-Пойнтинга описывает:
1. Плотность энергии электромагнитного поля.
2. Плотность потока электромагнитной энергии.
3. Плотность импульса электромагнитного поля.
4. Плотность момента электромагнитного импульса.
1
4
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
2
1
3
1
4
4
Правильные ответы
5
6
1
1
7
3
8
4
9
2
10
2
Вариативный список возможных тем рефератов
Электростатическое электричество
Электростатические генераторы.
Электростатическая защита.
Природа сверхпроводимости.
Измерение элементарного заряда.
Молния как атмосферное явление.
Практическое применение газовых разрядов
Практическое использование эффекта Холла
Небесное электричество.
Модель свободных электронов.
Полярное сияние.
Электролиз и закон сохранения энергии.
Электролиз на службе человеку
Магнитные ловушки
Трансформатор на службе человеку
Термоэлектричество
Контактные явления в металлах.
Передача электроэнергии на большие расстояния
Современные ГЭС
Феромагнитизм и его использование.
Достоинства и недостатки электрорезонанса
Магнитная запись звука
Плазма и ее свойства
Плазма в природе и жизни человека
Использование ЭМ волн в жизни современного человека
Реферат оформляется согласно общих требований, предъявляемых к данному виду работ,
на листах формата А4, с обязательным указанием библиографического списка. Объем реферата не
более 30 страниц.
Портфолио по лабораторным исследованиям
14
Рабочее портфолио по лабораторным работам должно содержать результаты всех
исследований, их
теоретическое и
экспериментальное обоснование, полную
обработку
экспериментальных данных с расчетом погрешностей и, при возможности, прогнозированием
дальнейших результатов.
Вопросы коллоквиума
1. Понятие электрического заряда, его характеристики. Закон сохранения электрического заряда.
2. Взаимодействие заряженных частиц. Закон Кулона.
3. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей.
Напряженность поля диполя.
4. Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса в электростатике, ее применение к расчету
полей.
5. Работа сил электрического поля. Потенциальный характер электрического поля. Потенциал.
Связь потенциала с напряженностью.
6. Проводник в электрическом поле. Индуцированный заряд.
7. Электроемкость проводника. Конденсаторы, их батарей.
8. Диэлектрик. Поляризация диэлектрика. Электрическое поле в диэлектрике.
9. Поле на границе раздела диэлектриков.
10. Энергия поля системы точечных зарядов.
11. Энергия заряженного проводника и конденсатора.
12. Энергия и плотность энергии электрического поля.
13. Постоянный ток, его характеристики. Сопротивление проводника. Закон Ома для участка цепи
и полной замкнутой цепи.
14. Работа и мощность постоянного тока.
15. Тепловое действие тока. Закон Джоуля – Ленца.
16. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа, их применение.
17. Ток в металлах. Доказательство теории электронной проводимости.
18. Законы электрического тока с точки зрения электронной проводимости.
19. Ток в электролитах.
20. Электролиз, его законы и применения.
21. Ток в газах. Виды разрядов.
22. Ток в вакууме. Катодные лучи.
23. Электроно-вакуумные лампы.
24. Плазам и ее характеристики.
Образец билета коллоквиума
( 1 вопрос – 10 баллов, 2-3 – по 5 баллов)
Билет 1 (образец)
1. Работа сил электрического поля. Потенциальный характер электрического поля. Потенциал.
Связь потенциала с напряженностью.
2. Имеются ли электрические заряды в ненаэлектризованных телах? Почему?
3. Почему спирали электронагревательных приборов делают из материала с большим удельным
сопротивлением?
Билет 2 (образец)
1. Электролиз, его законы и применения.
2. Заряженный металлический лист свернули в цилиндр. Как при этом изменится поверхностная
плотность заряда?
3. Как при помощи положительно заряженного предмета сообщить электроскопу отрицательный
заряд?
6.2 Вопросы для промежуточной аттестации
15
Вопросы экзамена
1. Магнитное поле. Магнитная индукция и напряженность. Вихревой характер магнитного поля.
Закон Био – Савара – Лапласса.
2. Применение закона Био – Савара – Лапласса для поля: прямого, кругового и соленоидального
тока.
3. Взаимодействие проводников с током. Сила Ампера. Правило левой руки.
4. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле.
5. Циркуляция вектора напряженности магнитного поля. Закон полного тока.
6. Эффект Холла, его использование.
7. Магнитное поле в веществе. Виды магнетиков. Гистерезис.
8. Опыты Фарадея. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.
9. Самоиндукция. Индуктивность. Индукция соленойда.
10. Экстратоки замыкания и размыкания. Вихревые токи.
11. Энергия магнитного поля. Плотность энергии магнитного поля.
12. Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания. Период колебаний.
Добротность контура.
13. Колебания в реальном контуре. Период колебаний в реальном контуре. Дифференциальное
уравнение затухающих колебаний.
14. Получение переменной ЭДС. Переменный ток. Квазистационарный ток. Действующее и
амплитудное значение силы тока и напряжения.
15. Индуктивность, емкость, сопротивление (резистор) в цепи квазистационарного тока. Закон
Ома для квазистационарного тока.
16. Резонанс тока и напряжения в электрических цепях.
17. Мощность переменного тока. Коэффициент мощности.
18. Трансформатор. Их виды, принципы работы, использование.
19. Ток смещения.
20. Электромагнитное поле. Вихревой характер электромагнитного поля.
21. Теория Максвелла. Обоснование уравнений Максвелла..
22. Электромагнитные волны, их получение и характеристики.
23. Энергия электромагнитного поля. Вектор Умова – Пойтинга.
24. Шкала электромагнитных волн. Применение электромагнитных волн.
Образец билета
(1 вопрос – 20 баллов, 2-5 – по 5 баллов)
ФГБОУ ВПО «Ишимский государственный педагогический институт им. П.П. Ершова
Кафедра ТиМПФТиП
Направление: Педагогическое образование. Профиль: Физическое образование
Семестровый экзамен – электричество и магнетизм
Билет № 1(образец)
1.Опыты Фарадея. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.
2.Магнитная стрелка, помещенная около провода с током, отклоняется. За счет какого вида
энергии совершается при этом работа?
3.Что называется электрическим колебательным контуром?
4.Как взаимодействуют между собой параллельные проводники с током?
5.Определить энергию магнитного поля соленоида индуктивностью 0,5 Гн, если его активное
сопротивление 12 Ом, он включен в сеть напряжением 120 В с частотой 50 Гц.
Зав. кафедры ________________
ФГБОУ ВПО «Ишимский государственный педагогический институт им. П.П. Ершова
Кафедра ТиМПФТиП
Направление: Педагогическое образование. Профиль: Физическое образование
Семестровый экзамен – электричество и магнетизм
16
Билет № 2 (образец)
1. Самоиндукция. Индуктивность.
2. Почему для переноски горячего проката не применяют подъемный магнитный кран?
3. По какому правилу можно определить направление силы Ампера?
4. Почему свободные колебания в колебательном контуре затухают?
5. Определить силу тока в цепи переменного тока, если в цепь последовательно подключен
резистор 200 Ом, катушка индуктивности - 15 Гн. Цепь питается от напряжения 210 В и частоте
50 Гц.
Зав. кафедры ________________
7 Учебно-методическое обеспечение дисциплины
7.1. Основная литература
Основная:
1.
Гершензон, Е.М. Электродинамика / Гершензон Е.М.–М.: Академия,2002 – 15 экз.
2.
Детлаф, А.А. Курс физики / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский – М.: Высшая школа, 2010. – 62 экз
3.
Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова. – М.: Академия, 2006. – 19 экз.
15 экз.
62 экз.
19 экз.
7.2 Дополнительная литература
Дополнительная:
1.
Грабовский,
Р.И.
Курс
физики/
Р.И.
Грабовский
–
С-Пб.:Лань,
http://vk.com/doc41508733_260033087
2. Трофимова, Т.И. Курс физики / Трофимова Т.И. – М.: Высшая школа,2000 – 12 экз.
2008.
–
Электронный
ресурс
12 экз.
7.3 Периодические издания
Периодические издания представлены в интернет - ресурсах
7.4 Интернет-ресурсы
1. Электронно-библиотечная система elibrary http://elibrary.ru
2. Универсальная справочно-информационная полнотекстовая база данных “East View”
ООО «ИВИС» http://www.eastview.com/
3. Электронный справочник «Информио» http://www.informio.ru/
4. Электронно-библиотечная система "Университетская библиотека онлайн"
http://www.biblioclub.ru
5. www.doklad.ref24.ru. – учебник. Законы электродинамики.
6. www.razym.ru – Фальковский О.И. Техническая электродинамика
7. www.physbook.ru – Электронный учебник по физики
8. www. fiz.1september.ru - Журнал «Физика»
9. www. physics.ru - «Физика»
7.5 Методические указания и материалы по видам занятий
(или ссылка на учебно-методическое пособие по дисциплине).
Методические рекомендации преподавателю:
Для освоения дисциплины «Электричество и магнетизм» используются знания, умения и
виды деятельности, сформированные в процессе изучения дисциплин «Математика» и школьного
курса «Физики». Знания, умения и личностные качества будущего специалиста, формируемые в
процессе изучения дисциплины «Электричество и магнетизм», будут использоваться в дальнейшей
профессиональной деятельности.
Методические рекомендации студентам:
Студенту следует помнить, что дисциплина «Электричество и магнетизм»
предусматривает обязательное посещение студентом лекций, практических занятий. Она
реализуется через систему аудиторных и домашних работ, входных и итоговых контрольных
тестов, систему рефератов. Самостоятельная работа студентов заключается в изучении ряда
теоретических вопросов, в выполнении домашних заданий с целью подготовки к практическим
занятиям, выполнение рефератов. Контроль над самостоятельной работой студентов и проверка их
17
знаний проводится в виде индивидуальной беседы, контрольных работ и т.д. В ходе изучения
данной дисциплины предусмотрены коллоквиум и экзамен.
При подготовке к практическим занятиям рекомендуется пользоваться следующими
планами
Закон Кулона. Напряженность электрического поля
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
Рассматриваемые вопросы:
1. Электрический заряд, его характеристики.
2. Закон Кулона.
3. Электрическое поле.
4. Напряженность электрического поля.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение:
 закона сохранения электрического заряда
 закона Кулона
 диэлектрической проницаемости среды
 электрического поля
 напряженности электрического поля
 принципа суперпозиции эл. полей
 линии напряженности
2.Записать формулы:
 закона сохранения электрического заряда
 закона Кулона
 напряженности электрического поля
 напряженности поля точечного заряда
 напряженность поля электрического диполя
 принципа суперпозиции электрических полей
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Будут ли взаимодействовать электрические заряды в состоянии невесомости?
б) Два заряда взаимодействуют в воздухе с определенной силой. Как изменится сила
взаимодействия зарядов, если их поместить, например, в керосин?
в) Если напряженность в данной точке поля равна нулю, то должен ли в ней равняться
нулю и потенциал? Приведите пример.
д) Могут ли силовые линии пересекаться?
2. Практический блок.
1. Решение задач в аудитории
2. Решение задач домашнего задания: 9.4, 9.6, 9.9, 9.22. [1]
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М: Наука,
1985.
2. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Академия, 2006.
3. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Высшая школа, 2000.
4. Дягилев, Ф.М. Пособие по физике / Дягилев Ф.М., Конев Ю.М. – Тюмень: Вектор бук лимитед,
1996.
Теорема Гаусса
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
18
3. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.
Рассматриваемые вопросы
1. Поток напряженности.
2. Теорема Гаусса.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение:
 напряженности электрического поля
 линии напряженности
 потока напряженности
 элементарного потока вектора напряженности
 теорема Гаусса
2. Записать формулы:
 напряженности электрического поля
 потока напряженности
 элементарного потока вектора напряженности
 теоремы Гаусса
 напряженности заряженной плоскости
 напряженности двух заряженных плоскостей
2. Законспектировать материал, выносимый на самостоятельное изучение: «Применение
теоремы Гаусса для равномерно заряженной плоскости, двух параллельных заряженных
плоскостей»
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Между двумя плоскостями, заряженными равномерно с одинаковой поверхностной
плотностью, подвешен на тонкой нити заряженный шарик. Шарик выведен из положения
равновесия. Как изменится период колебания шарика, если плоскости разрядить?
б) Изобразить графически, как изменяется напряженность поля двух бесконечных
параллельных плоскостей, заряженных одноименно, но с различными поверхностными
плотностями зарядов.
2. Практический блок.
1. Отчет по самостоятельному изучению материала.
2. Решение задач в аудитории
3. Решение задач домашнего задания: 9.25, 9.23 [1]
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М: Наука,
1985.
2. Гершензон, Е.М., Малов, Н.Н. Электродинамика./ Гершензон Е.М., Малов Н.Н. – М.: Академия,
2002
3. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Высшая школа, 2000.
4. Дягилев, Ф.М. Пособие по физике / Дягилев Ф.М., Конев Ю.М. – Тюмень: Вектор бук лимитед,
1996.
Потенциал электрического поля
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
3. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.
Рассматриваемые вопросы
1. Работа сил поля при перемещении заряда.
2. Электрический потенциал.
3. Потенциал поля системы зарядов.
4. Эквипотенциальные поверхности.
19
5. Связь между напряженностью и потенциалом электрического поля.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение:
 однородного электрического поля
 неоднородного электрического поля
 циркуляции вектора напряженности
 потенциала электрического поля
 эквипотенциальной поверхности
2. Записать формулы:
 напряженности электрического поля
 работы поля по перемещению заряда
 потенциала
 потенциала поля точечного заряда
 потенциала поля системы зарядов
 связь между потенциалом и напряженностью однородного поля
 связь между потенциалом и напряженностью произвольного поля
2. Законспектировать материал, выносимый на самостоятельное изучение: «Связь между
напряженностью и потенциалом электрического поля»
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Двум металлическим шарам различных радиусов сообщили одинаковый заряд, после
чего соединили проволочкой. Что произойдет?
б) Изобразить графически, как изменяется напряженность поля двух бесконечных
параллельных плоскостей, заряженных одноименно, но с различными поверхностными
плотностями зарядов.
2. Практический блок.
1. Отчет по самостоятельному изучению материала
2. Решение задач в аудитории
3. Решение задач домашнего задания: 9.25, 9.23 [1]
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М: Наука,
1985.
2. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Академия, 2006.
3. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Высшая школа, 2000.
4. Дягилев, Ф.М. Пособие по физике / Дягилев Ф.М., Конев Ю.М. – Тюмень: Вектор бук лимитед,
1996.
Электроемкость. Конденсаторы
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
3. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.
Рассматриваемые вопросы
1. Электрическая емкость проводника.
2. Электрическая емкость конденсаторов.
3. Батарей конденсаторов.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение:
 емкость проводника
 фарада
 конденсатора
20
 емкости конденсатора
2. Записать формулы:
 емкости проводника
 емкости конденсатора
 емкости плоского конденсатора
 емкости сферического конденсатора
 емкости цилиндрического конденсатора
 емкости батареи последовательно соединенных конденсаторов
 емкости батареи параллельно соединенных конденсаторов
2.
Законспектировать
материал,
выносимый
на
самостоятельное
изучение:
«Последовательное и параллельное соединение конденсаторов»
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Обладает ли электроемкостью незаряженный проводник?
б) При уменьшении расстояния между пластинами плоского конденсатора его емкость
увеличивается, а при уменьшении радиуса проводящего шара его емкость уменьшается. Как
связать эти факты?
в) Как изменится емкость плоского конденсатора, если между его обкладками поместить
диэлектрик?
2. Практический блок.
1. Отчет по самостоятельному изучению материала
2. Решение задач в аудитории
3. Решение задач домашнего задания: 9.89, 9.96, 9.100, 9.104 [1]
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М: Наука,
1985.
2. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Академия, 2006.
3. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Высшая школа, 2000.
4. Дягилев, Ф.М. Пособие по физике / Дягилев Ф.М., Конев Ю.М. – Тюмень: Вектор бук лимитед,
1996.
Энергия электрического поля
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
Рассматриваемые вопросы
1. Энергия системы зарядов.
2. Энергия заряженного проводника.
3. Энергия заряженного конденсатора.
4. Энергия поля конденсатора.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение:
 системы зарядов
 проводника
 конденсатора
 плотности энергии поля
2. Записать формулы:
 энергии системы зарядов
 энергии заряженного проводника
 энергии заряженного конденсатора
 энергии поля через его силовую характеристику
21
 плотности энергии электрического поля
2. Законспектировать решение задачи.
Заряженный конденсатор емкостью С и зарядом q подключили параллельно к другому
незаряженному конденсатору такой же емкости. Сравните энергию электрического поля системы
конденсаторов до и после подключения. Объясните полученный результат.
Дано
С
q
W1
?
W2
Решение
Начальная энергия системы конденсаторов
W1
q

2
q
0 
2C
2
2C
После соединения конденсаторов произошло распределение заряда
q1 = q2 = q/2
После соединения энергия системы будет равна
W2
q

2
1
2C
q

2
2
2C
q

2
4C
W1
2
W2
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Плоский конденсатор зарядили, а затем погрузили в диэлектрик. Как изменится энергия
поля конденсатора?
б) Диэлектрическая проницаемость вещества изменяется с температурой. Поэтому при
нагреве или охлаждении конденсатора с диэлектриком, его энергия изменяется. Куда «исчезает»
или откуда «берется» избыток энергии?
2. Практический блок.
1. Решение задач в аудитории
2. Решение задач домашнего задания: 9.84, 9.89, 9.97, 9.104 [1]
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М: Наука,
1985.
2. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Академия, 2006.
3. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Высшая школа, 2000.
4. Дягилев, Ф.М. Пособие по физике / Дягилев Ф.М., Конев Ю.М. – Тюмень: Вектор бук лимитед,
1996.
Постоянный электрический ток
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
Рассматриваемые вопросы
1 Электрический ток и его характеристики.
2 Закон Ома для участка цепи.
3 Сопротивление проводников.
4 Электродвижущая сила.
5 Закон Ома для полной замкнутой цепи.
6. Работа и мощность в цепи постоянного тока.
7 Закон Джоуля-Ленца.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение:
22
 электрического тока
 силы тока
 напряжения
 сопротивления
 закона Ома для участка цепи
 ЭДС
 закона Ома для полной замкнутой цепи
 единицы силы тока
 единицы напряжения
 единицы ЭДС
 единицы сопротивления
 мощности
 полной мощности
 полезной мощности
 кпд
 закона Джоуля-Ленца
 удельной тепловой мощности
 единицы работы
 единицы мощности
 единицы кпд
2. Записать формулы:
 силы тока
 напряжения
 ЭДС
 сопротивления
 закона Ома для участка цепи (в двух видах)
 закона Ома для полной замкнутой цепи (в двух видах)
 Работы постоянного тока
 мощности
 полной мощности
 полезной мощности
 кпд
 закона Джоуля-Ленца (в двух видах)
2. Ответить письменно на вопрос:
Исходя из закона Ома для участка цепи, изобразите примерные вольтамперные
характеристики для двух проводников. Исходя только из полученных графиков зависимостей, как
определить, какой проводник имеет большее сопротивление? Является ли полученный Вами
вывод общим?
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Могут ли существовать токи в проводнике, если в нем отсутствует разность потенциалов
между двумя его сечениями?
б) Могут ли существовать токи, текущие от более низкого потенциала к более высокому?
в) Может ли течь ток в проводнике между точками А и В, если потенциал этих точек
одинаков?
г) Можно ли утверждать, что источник электрического тока является источником
электрических зарядов в цепи? Почему?
д) Две проволоки – медная и железная – одинаковой длины и одинакового сечения
включили в сеть параллельно. В какой из них будет выделяться большее количество тепла?
23
е) Выгодно ли добиваться такого использования источника тока, при котором его кпд будет
близким к единице?
ж) Два электронагревателя с различными мощностями включены последовательно в сеть. В
каком из них выделится больше тепла?
2. Практический блок.
1. Решение задач в аудитории
2. Решение задач домашнего задания: 10.10, 10.14, 10.22, 10.28, 10.41, 10.46, 10.53, 10.59 [1]
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М: Наука,
1985.
2. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Академия, 2006.
3. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Высшая школа, 2000.
4. Дягилев, Ф.М. Пособие по физике / Дягилев Ф.М., Конев Ю.М. – Тюмень: Вектор бук лимитед,
1996.
Разветвленные цепи, правила Кирхгофа
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
3. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.
Рассматриваемые вопросы
1. Понятие - разветвленные цепи.
2. Правила Кирхгофа.
3. Применение правил Кирхгофа для расчета разветвленных цепей.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение:
 узла
 разветвленной цепи
 напряжения
 силы тока
 закона сохранения электрического заряда
 1 правила Кирхгофа
 2 правила Кирхгофа
2. Записать формулы:
 1 правила Кирхгофа
 2 правила Кирхгофа
3. Указать правила определения знаков величин в правилах Кирхгофа.
2. Законспектировать материал, выносимый на самостоятельное изучение: «Применение
правил Кирхгофа для расчета мостовой схемы, по определению сопротивления, и
компенсационной, по определению ЭДС»
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Всегда ли выполняется первое правило Кирхгофа? Почему?
б) Накладываются ли какие-либо ограничения на второе правило Кирхгофа?
2. Практический блок.
1. Отчет по самостоятельному изучению материала
2. Решение задач в аудитории
3. Решение задач домашнего задания: 10.79, 10.85, 10.89 [1]
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М: Наука,
1985.
2. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Академия, 2006.
3. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Высшая школа, 2000.
24
4. Дягилев, Ф.М. Пособие по физике / Дягилев Ф.М., Конев Ю.М. – Тюмень: Вектор бук лимитед,
1996.
Ток в электролитах
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
3. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.
Рассматриваемые вопросы
1. Электрический ток в электролитах.
2. Закон Ома для тока в электролитах.
3. Законы Фарадея.
4. Использование электролиза в жизни человека.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение:
 электролита
 электролитической диссоциации
 электролиза
 электрохимического эквивалента
 степени диссоциации
 химического эквивалента
 числа Фарадея
2. Записать формулы:
 1 закона Фарадея
 2 закона Фарадея
 обобщенного закона Фарадея
 закона Ома для электролитов
2. Законспектировать материал, выносимый на самостоятельное изучение: «Применение
электролиза в практической жизни человека».
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Известно, что если в стакан с питьевой водой опустить два электрода и к ним подвести
достаточное напряжение, то вода закипит. Объясните это явление.
б) Можно ли на основании законов Фарадея сделать заключение, что для
электролитического выделения одинаковых масс данного вещества требуется затратить
одинаковое количество энергии тока?
2. Практический блок.
1. Отчет по самостоятельному изучению материала
2. Решение задач в аудитории
3. Решение задач домашнего задания: 10.103, 10.107, 10.109 [1]
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М: Наука,
1985.
2. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Академия, 2006.
3. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Высшая школа, 2000.
4. Дягилев, Ф.М. Пособие по физике / Дягилев Ф.М., Конев Ю.М. – Тюмень: Вектор бук лимитед,
1996.
Магнитное поле
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
3. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.
Рассматриваемые вопросы
1. Магнитное поле электрического тока.
25
2. Индукция и напряженность магнитного поля.
3. Закон Био-Савара-Лапласа.
4. Силы, действующие на токи и заряды в магнитном поле.
5. Циркуляция вектора напряженности магнитного поля.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
2. Дать определение:
 магнитного поля
 магнитной индукции
 напряженности магнитного поля
 закона Био-Савара-Лапласа
 силы Ампера
 единицы силы тока
 силы Лоренца
 соленойда
 закон полного тока
2. Записать формулы:
 принципа суперпозиции магнитных полей
 связь В и Н
 закона Био-Савара-Лапласа
 силы Ампера
 силы взаимодействия двух проводников
 обобщенной силы Лоренца
 индукции поля прямого проводника с током
 индукции поля кругового тока
 индукции поля соленоидального тока
 закона полного тока
2. Законспектировать материал, выносимый на самостоятельное изучение: «Определение
удельного заряда электрона».
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Вдоль длинного прямолинейного магнита расположен гибкий свободный проводник.
Какое положение он займет, если по нему пропустить ток?
б) Если заряженная частица, пролетая некоторую область пространства, не откланяется от
первоначального направления движения, можно ли утверждать, что магнитное поле в этой
области пространства отсутствует?
2. Практический блок.
1. Отчет по самостоятельному изучению материала
2. Решение задач в аудитории
3. Решение задач домашнего задания: 11.5, 11.10, 11.26, 11.56, 11.73, 11.89 [1]
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М: Наука,
1985.
2. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Академия, 2006.
3. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Высшая школа, 2000.
4. Дягилев, Ф.М. Пособие по физике / Дягилев Ф.М., Конев Ю.М. – Тюмень: Вектор бук лимитед,
1996.
Электромагнитная индукция
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
3. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.
26
Рассматриваемые вопросы
1. Опыты Фарадея.
2. Законы Фарадея и правила Ленца.
3. Само и взаимоиндукция.
4. Вихревые токи.
5. Экстратоки.
6. Энергия магнитного поля.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение:
 электромагнитной индукции
 индукционного тока
 правила Ленца
 самоиндукции
 индуктивности (2 определения)
 взаимоиндукции
 вихревого тока
 силы Лоренца
 соленоида
 закон полного тока
2. Записать формулы:
 магнитного потока
 эдс индукции
 эдс самоиндукции
 теоремы взаимности
 эдс взаимоиндукции
 индуктивность соленоида
 экстратока замыкания
 экстратока размыкания
 энергии магнитного поля
 плотности энергии магнитного поля
2. Законспектировать материал, выносимый на самостоятельное изучение: «Вихревые токи».
3. Выполнить письменно задание:
Покажите, что правило Ленца соответствует закону сохранения энергии для процесса
электромагнитной индукции.
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Как будет вращаться магнитная стрелка, если над ней вращать медный диск?
б) Как обеспечивается малая индуктивность реостата?
2. Практический блок.
1. Отчет по самостоятельному изучению материала
2. Решение задач в аудитории
3. Решение задач домашнего задания: 11.93, 11.98, 11.103, 11.108 [1]
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М: Наука,
1985.
2. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Академия, 2006.
3. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Высшая школа, 2000.
4. Дягилев, Ф.М. Пособие по физике / Дягилев Ф.М., Конев Ю.М. – Тюмень: Вектор бук лимитед,
1996.
Электромагнитные колебания
27
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
3. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.
Рассматриваемые вопросы
1. Электрический колебательный контур.
2. Свободные электрические колебания.
3. Вынужденные электрические колебания.
4. Электрические автоколебания.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение:
 колебательного контура
 идеального колебательного контура
 свободные незатухающих колебаний
 реального колебательного контура
 свободные затухающих колебаний
 добротности контура
 вихревого тока
 вынужденных колебаний
 автоколебаний
2. Записать формулы:
 энергии электрического поля конденсатора
 энергии магнитного поля конденсатора
 периода колебаний в идеальном контуре
 добротности
 периода колебаний в реальном контуре
2. Законспектировать материал, выносимый на самостоятельное изучение: «Электрические
автоколебания».
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Каков энергетический смысл понятия добротности?
2. Практический блок.
1. Отчет по самостоятельному изучению материала
2. Решение задач в аудитории
3. Решение задач домашнего задания: 14.4, 14.9, 14.11 [1]
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М: Наука,
1985.
2. Гершензон, Е.М. Электродинамика./ Гершензон Е.М. и др. – М.: Академия, 2002
3. Дягилев, Ф.М. Пособие по физике / Дягилев Ф.М., Конев Ю.М. – Тюмень: ВЕКТОР БУК
ЛИМИТЕД, 1996.
Квазистационарные токи
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
Рассматриваемые вопросы
1. Получение переменной эдс.
2. Закон Ома для цепей переменного тока.
3. Резонанс в цепях переменного тока.
4. Мощность переменного тока.
28
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение:
 переменного тока
 квазистационарного тока
 амплитудного значения силы тока
 амплитудного значения напряжения
 действующего значения силы тока
 действующего значения напряжения
 индуктивного сопротивления
 емкостного сопротивления
 реактивного сопротивления
 полного сопротивления
 резонанса
 резонанса силы тока
 резонанса напряжения
 резонансной частоты
 мгновенной мощности переменного тока
 коэффициента мощности
2. Записать формулы:
 связь между амплитудными значениями тока и напряжения и их действующими
значениями
 закон Ома для цепи, содержащей активное и индуктивное сопротивления
 индуктивного сопротивления
 закона Ома для цепи содержащей, активное и емкостное сопротивление
 закон Ома для цепи содержащей активное, индуктивное и емкостное
сопротивление
 резонансной частоты
 средней мощности переменного тока
 коэффициента мощности
2. Выполнить письменно задание:
Начертить векторные диаграммы напряжения для случая L>C и L<C
~
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Можно ли одновременно в одной и той же цепи передавать постоянный и переменный
ток?
б) Как физический использовать тот факт, что при возрастании частоты подаваемого
напряжения индуктивное сопротивление растет, а емкостное уменьшается?
2. Практический блок.
1. Решение задач в аудитории
2. Решение задач домашнего задания: 14. 16, 14.20, 14.25 [1]
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М: Наука,
1985.
2. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Академия, 2006.
3. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Высшая школа, 2000.
29
4. Дягилев, Ф.М. Пособие по физике / Дягилев Ф.М., Конев Ю.М. – Тюмень: Вектор бук лимитед,
1996.
Электромагнитные волны
Цель: 1. Повторение теоретического материала темы занятий.
2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.
3. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.
Рассматриваемые вопросы
1. Излучение электромагнитных волн.
2. Опыты Герца.
3. Объемная плотность энергии электромагнитного поля. Вектор Умова-Пойнтинга.
4. Принцип радиосвязи и радиолокации.
I. Подготовка к занятию
1. Повторить теоретический материал:
1. Дать определение:
*
электромагнитной волны
*
поперечной волны
*
скорости волны
*
вектора Умова-Пойнтинга
*
модуляции
*
демодуляции
2. Записать формулы:
*
скорости электромагнитной волны
*
зависимости скорости электромагнитной волны от среды, в которой она распространяется
*
плотности энергии электромагнитного поля
*
вектора Умова-Пойнтинга
2. Законспектировать материал, выносимый на самостоятельное изучение: «Радиосвязь и
радиолокация».
II. Работа в аудитории
1. Вопросы, выносимые на обсуждение:
а) Какую роль в приеме электромагнитных волн играет колебательный контур?
2. Практический блок.
1. Отчет по самостоятельному изучению материала
2. Решение задач в аудитории
III. Литература
1. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / Волькенштейн В.С. – М: Наука,
1985.
2. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Академия, 2006.
3. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики / Т.И. Трофимова – М.: Высшая школа, 2000.
4. Дягилев, Ф.М. Пособие по физике / Дягилев Ф.М., Конев Ю.М. – Тюмень: Вектор бук лимитед,
1996.
При подготовке к лабораторным работам рекомендуется пользоваться специально
разработанными инструкциями, которые хранятся в специализированных лабораториях.
7.6 Программное обеспечение современных информационно-коммуникационных
технологий
Microsoft Excel, Word, Access и т.п.
8 Материально-техническое обеспечение дисциплины
1. Специализированная лаборатория «Оптики и электромагнетизма».
2. Средства мультимедиа.
3. Презентация лекционного материала.
30
31
9 Лист согласования рабочей программы
Направление подготовки: 050100 - Педагогическое образование
код и наименование
Наименование и код профиля подготовки: Физическое образование
код и наименование
Дисциплина: Электричество и магнетизм
код и наименование
Форма обучения: очная Учебный год 2011-2012
(очная, заочная)
РЕКОМЕНДОВАНА заседанием кафедры ТиМПФТиП
наименование кафедры
протокол № 1от "16" сентября 2011г.
Ответственный исполнитель, заведующий кафедрой
ТиМПФТиП ____________________________ О.В. Сидоров
наименование кафедры
подпись
СОГЛАСОВАНО:
Декан
Е.В. Ермакова
личная подпись
расшифровка подписи
расшифровка подписи
дата
дата
Начальник отдела информационно-библиотечного обслуживания
личная подпись
Л.Б. Гудилова
расшифровка подписи
дата
Рабочая программа зарегистрирована в УМО под номером
Начальник УМО
личная подпись
И.А. Коробейникова
расшифровка подписи
дата
32
Дополнения и изменения в рабочей программе
дисциплины на 2012/2013уч.г.
Внесенные изменения на 2012/2013 учебный год
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета
Е.В. Ермакова
(подпись, расшифровка подписи)
“10”сентября 2012 г
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
1. Изменений нет.
Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры ТиМПФТиП
(дата, номер протокола заседания кафедры, подпись зав. кафедрой).
СОГЛАСОВАНО:
Заведующий кафедрой ТиМПФТиП
наименование кафедры
личная подпись
6.09.2012 г.
расшифровка подписи
дата
Начальник отдела информационно- библиотечного обслуживания (если связано с изменением
списка литературы)
личная подпись
Л.Б. Гудилова ___________
расшифровка подписи
дата
Дополнения и изменения внесены в электронную базу данных рабочих программ дисциплин
Начальник УМО
личная подпись
И.А. Коробейникова__________
расшифровка подписи
дата
33
Дополнения и изменения в рабочей программе
дисциплины на 2013/2014уч.г.
Внесенные изменения на 2013/2014 учебный год
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета
Е.В. Ермакова
(подпись, расшифровка подписи)
“20”сентября 2013 г
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
1. Изменений нет.
Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры ТиМПФТиП
(дата, номер протокола заседания кафедры, подпись зав. кафедрой).
СОГЛАСОВАНО:
Заведующий кафедрой ТиМПФТиП
наименование кафедры
личная подпись
19.09.2013 г.
расшифровка подписи
дата
Начальник отдела информационно- библиотечного обслуживания (если связано с изменением
списка литературы)
личная подпись
Л.Б. Гудилова ___________
расшифровка подписи
дата
Дополнения и изменения внесены в электронную базу данных рабочих программ дисциплин
Начальник УМО
личная подпись
И.А. Коробейникова__________
расшифровка подписи
дата
34