Билет 17
1. 1. Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.
2. 2. Принцип действия тепловых двигателей. КПД теплового двигателя. Роль тепловых машин.
3. 3. (Задача на выход ядерной реакции)
1. 1. Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в замкнутом электропроводящем контуре при изменении магнитного потока через площадь этого контура. По правилу Ленца, возникающий в замкнутом контуре индукционный ток направлен так, что создаваемый им магнитный поток через площадь, ограниченную контуром, стремиться препятствовать тому изменению потока, которое вызывает данный ток. Явление ЭИ находит широкое применение в технике. Оно используется в индукционных генераторах тока, индукционных плавильных печах, трансформаторах, в счетчиках электроэнергии и др.
Закон ЭИ формулируется именно для ЭДС индукции, а не для силы индукционного тока: ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром: Ei=модуль(дельта Ф/дельта t). С учетом правила Ленца: Ei=-дельта Ф/дельта t. При изменении магнитного потока в катушке, имеющей n одинаковых витков провода, общая ЭДС индукции в n раз больше ЭДС одного витка.
2. Принцип действия тепловых двигателей. КПД теплового двигателя. Роль тепловых машин.
Тепловым двигателями называют машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию. Сегодня один из самых распространенных тепловых двигателей является ДВС. Принцип действия заключается в том, что энергия топлива переходит во внутреннюю энергию пара, а пар, расширяясь, совершает работу. Так внутренняя энергия пара превращается в кинетическую энергию поршня.
Только в идеальных условиях поная работа равна работе полезной. Отношение полезной работы к полной называется КПД. КПД любого мханизма всегда меньше 100%.
Билет 18
1. 1. Электромагнитное поле и его материальность. Электромагнитные волны, их свойства. Радиолокация и ее применение.
2. 2. Архимедова сила. Условие плавания тел. Плавание судов. Воздухоплавание. Измерьте выталкивающую силу используя динамометр.
3. 3. Задача на уравнение состояния.
Два положения: 1. Изменение электрического поля всегда сопровождается магнитным полем. 2. Изменяющееся магнитное поле всегда сопровождается электрическим полем. Замкнутость магнитных и электрических силовых линий электромагнитного поля – весьма важное положение теории Максвелла. Электромагнитное поле материально. Физики знают две формы материи – вещество и поле (электромагнитное, гравитационное, внутриядерное). Скорость распространения электромагнитного поля равна скорости распространения света. Отсюда возникла идея, что и свет представляет собой электромагнитное поле. Электромагнитное поле – это та часть пространства, которая содержит в себе и окружает тела, находящиеся в электрическом или магнитном состоянии. Материальность электромагнитного поля подтверждается тем, что в нем наблюдается действие сил, что оно является носителем и передатчиком энергии.
Все пространство пронизано электромагнитным излучением. Электромагнитные волны – это процесс распространения электромагнитных колебаний в пространстве с конечной скоростью. Представьте себе, что электрический заряд приведен в быстрые колебания вдоль некоторой прямой. Тогда начнет периодически изменяться и электрическое поле вокруг заряда. Причем период изменений будет равен периоду колебаний заряда. Переменное электрическое поле будет порождать периодически меняющееся магнитное поле, а последнее вызовет появление электрического поля уже на большем расстоянии от заряда. Их свойства: поглощение, отражение, преломление. Характерно явление интерференции (сложение волн) и дифракции (огибание препятствий).
Радиолокация – область науки и техники, занимающаяся наблюдением различных объектов воздухе, на воде, не земле и определением их местоположения , а также расстояния до них при помощи радио. Всем хорошо известно эхо: звук, отраженный от препятствия. В радиолокации происходит все также. Радиолокатор посылает импульс радиоволн в сторону объекта и обратно. Поскольку скорость распространения радиоволн известна, равна скорости света, то по интервалу между всплесками электронного луча на экране трубки можно определить расстояние до объекта. R=ct/2. С=3*10^8 м/с.
2. Архимедова сила. Условие плавания тел. Плавание судов. Воздухоплавание. Измерьте выталкивающую силу используя динамометр.
Архимедова сила – сила, выталкивающая погруженное в жидкость тело. Fвыт.=Ржид=g*mж. Закон Архимеда : На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости. Fа=Рж=gm=gVро.
Положение тела в жидкости зависит от соотношения двух сил – тяжести и Архимедовой, при этом возможны три случая. Сила тяжести>архимедовой – тонет. Равны – плавает. Меньше – всплывает. Когда при всплывании тела сила тяжести сравнивается с Архимедовой, тело остановится и будет плавать на поверхности жидкости. Опытным путем доказано, что если тело плавает в жидкости, то вес вытесненной им жидкости равен весу этого тела в воздухе. Глубину, на которую суд6но погружается в воду, называется осадкой. Ватерлиния. Размеры судна характеризуются в прежде всего его водоизмещением – весом вытесняемой судном воды при погружении до ватерлинии, равным силе тяжести, действующее на судно с грузом. Если из водоизмещения вычесть вес самого судна, то получится его грузоподъемность.
Билет 19
1. 1. Спектр электромагнитных излучений. Зависимость свойств электромагнитных излучений от частоты. Применение электромагнитных излучений.
2. 2. Дисперсия света. Спектр. Спектроскоп.
3. «ПРОВЕРКА УСЛОВИЯ РАВНОВЕСИЯ РЫЧАГА»
1. 1. Видимое излучение (свет) составляет ничтожную часть широкого спектра электромагнитных волн или шкалы электромагнитных излучений. Принято выделять низкочастотное излучение, радиоизлучение, инфракрасные лучи, видимый свет (оптический диапазон), ультрафиолетовые лучи, рентгеновские лучи и гамма – излучение. Наиболее коротковолновое гамма- излучение испускается атомами ядрами. Все они представляют собой электромагнитные волны, порождаемые движущимися заряженными частицами. По мере уменьшения длины волны проявляются и существенные качественные различия электромагнитных волн. Излучения различных длин волн отличаются друг от друга по способу их получения (излучение антенны, тепловое излучение, излучение при торможении быстрых электронов) и методом регистрации, те по характеру взаимодействия с веществом. Применение: медицина, диагностика, лечение заболеваний, в других науках, криминалистика, искусствоведение.
2. 2. Дисперсия света. Спектр. Спектроскоп.
Дисперсия- это зависимость показателя преломления света от частоты колебаний или длины волны. Спектр – это цветные полосы, получающиеся в результате разложения света призмой по длинам волн. Бывают: непрерывные, линейчатые и спектры поглощения.
Непрерывные спектры. Солнечный спектр, спектр электрической лампы являются непрерывными. В спектре нет разрывов, и на экране можно видеть сплошную цветную полоску. Такие спектры дают тела, находящиеся в твердом или жидком состоянии. Для получения видимого непрерывного спектра нужно нагреть тело до высокой температуры. Характер непрерывного спектра в сильной степени зависит от взаимодействия атомов друг с другом.
Линейчатые спектры. Их дают все вещества, находящиеся в газообразном атомарном (но не молекулярном) состоянии. В этом случае свет излучают атомы, которые практически не взаимодействуют друг с другом. Это самый фундаментальный тип спектров. Обычно для наблюдения линейчатых спектров используют свечение паров вещества в пламени или свечение газового разряда в трубке, наполненной исследуемым газом.
Спектры поглощения. Если пропускать белый свет сквозь холодный неизлучающий газ, то на фоне непрерывного спектра источника появляются темные линии. Газ поглощает наиболее свет как раз тех длин волн, которые он испускает в сильно нагретом состоянии. Темные линии на фоне непрерывного спектра – это линии поглощения, образующие в совокупности спектр поглощения.