Тема «Резонанс в последовательной цепи переменного тока»

(2ч)

 

Повтори теорию:

1.Резонанс в электрическом колебательном контуре – это ____________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2.Условие резонанса: X _L X _С, или ω ω₀ = ______________________

3.Энергия электрического поля конденсатора: W_эл= _____________.

4.Энергия магнитного поля катушки: W_маг= _____________.

5.Дважды за период происходит превращение максимальной энергии __________________________ поля W_{___}=_________ в максимальную энергию ________________ поля W_{___}=_________ и наоборот.

6.На основании закона сохранения энергии, энергия идеального колебательного контура равна ____

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Реши задачи:

1.В колебательном контуре конденсатор ёмкостью 10нФ заряжен до максимального напряжения 40В. Найти резонансную частоту колебаний в контуре, если амплитуда колебаний силы тока в нём равна 2мА.

Дано: СИ: Решение:

 

 

Найти:

 

2.Электроёмкость контура 300пФ. Какова должна быть индуктивность контура, чтобы он резонировал на частоту электромагнитных колебаний 10⁶ Гц?

Дано: СИ: Решение:

 

 

Найти:

 

3.При какой частоте переменного тока наступит резонанс напряжений в цепи, состоящей из последовательно соединённых катушки индуктивностью 0,5 Гн и конденсатора ёмкостью 200мкФ?

Дано: СИ: Решение:

 

 

Найти:

4.В колебательном контуре конденсатор ёмкостью 50нФ заряжен до максимального напряжения 100В. Определить резонансную частоту колебаний свободных электронов в контуре, если максимальная сила тока в контуре равна 0,2А. Активное сопротивление равно нулю.

Дано: СИ: Решение:

 

 

Найти:

 

5.Определить энергии электрического и магнитного полей колебательного контура в момент, когда энергия электрического поля составляет 0,4 энергии магнитного поля, если максимальный заряд конденсатора равен 40нКл, максимальное напряжение на обкладках 500В?

Дано: СИ: Решение:

 

Найти:

 

 

Проверь себя:

1. Резонанс в колебательном контуре наступает при частоте 5,3кГц. Определить индуктивность катушки, если ёмкость конденсатора 6мкФ.

Дано: СИ: Решение:

 

Найти:

 

2. Определить энергию электрического поля конденсатора, емкость которого 6мкФ, если напряжение на его обкладках равно 400В.

Дано: СИ: Решение:

 

Найти:

 

3. В колебательном контуре индуктивность катушки равна 0,2 Гн, а амплитуда силы тока 40 мА. Найдите энергию электрического поля конденсатора и энергию магнитного поля катушки в тот момент, когда мгновенное значение силы тока будет в 2 раза меньше амп­литудного значения.

Дано: СИ: Решение:

 

Найти:

 

Оценка _____ подпись преподавателя ________________/Л.С. Тишкина/

Дата «___» _________20____г

Задание 40 по теме

«Излучение и прием электромагнитных волн. Радиосвязь»

(2ч)

Реши задачи:

1. Колебательный контур радиопередатчика содержит конденсатор переменной ёмкости от 10нФ до 0,1нФ и катушку индуктивностью 1мкГн. Определите, в каком диапазоне длин волн работает радиопередатчик.

Дано: СИ: Решение:

 

 

Найти:

 

2. Радиолокатор испускает импульсы с частотой 5кГц. Длительность каждого импульса 40мкс. Определите наибольшую дальность обнаружения цели в воздухе.

Дано: СИ: Решение:

 

 

Найти:

 

3. Станция работает на длине волны 60м. Сколько колебаний несущей частоты происходит в течение одного периода звуковых колебаний с частотой 5кГц?

Дано: СИ: Решение:

 

 

Найти:

4. Колебательный контур радиоприёмника, содержащий катушку индуктивностью 5мкГн, настроен на приём электромагнитных волн длиной 1м. Определите электроёмкость конденсатора, включённого в колебательный контур.

Дано: СИ: Решение:

 

 

Найти:

 

5. Определить длину волны, на которую настроен входной контур радиоприёмника, если амплитуда заряда на обкладках конденсатора равна 10^-12 Кл, а амплитуда силы тока 10^-5А.

Дано: Решение:

 

Найти:

 

Оценка _____ подпись преподавателя ________________/Г.С. Акатова/

Дата «___» _________20____г

Задание 41

Самостоятельная работа по теме «Электромагнитные колебания и волны»

(3ч)

 

ВАРИАНТ 1

ЧАСТЬ А Выберите один верный ответ

1. Цепь с активным сопротивлением изображает схема

1) А 2) Б 3) В 4) Г

2. На рисунке представлен график зависимости силы тока от времени в колебательном контуре. Значения амплитуды силы и частоты ее изменения равны

1) 10 мА, 8 Гц 2) 10 мА, 4 Гц 3) 5 мА, 0,125 Гц 4) 5 мА, 0,25 Гц

3. Уравнение и = 310 cos(ωt) выражает зависимость напряжения на конденсаторе от времени в колебательном контуре. В некоторый момент времени и = 310 В, при этом энергия

1) в конденсаторе и катушке максимальны

2) в конденсаторе максимальна, в катушке минимальна

3) в конденсаторе минимальна, в катушке максимальна

4) в конденсаторе и катушке минимальны

4. Как изменится период собственных электромагнитных коле­баний в контуре, изображенном на рисунке, если ключ К перевести из положения 1 в положение 2?

1) увеличится в 3 раза 2) уменьшится в 3 раза 3) увеличится в 9 раза

4) уменьшится в 9 раза

5. Амплитудные значения силы тока и напряжения в цепи пере­менного тока с катушкой индуктивности связаны

1) 2) 3) 4)

6. Согласно теории Максвелла заряженная частица излучает электромагнитные волны в вакууме

1) только при равномерном движении по прямой в инерциальной системе отсчета (ИСО)

2) только при гармонических колебаниях в ИСО

3) только при равномерном движении по окружности в ИСО

4) при любом ускоренном движении в ИСО

7. Какие из трех приведенных утверждений справедливы как для плоско поляризованных электромагнитных волн, так и для неполяризованных волн

A. Векторы В и Е в волне колеблются во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Б. Векторы В и Е перпендикулярны вектору скорости вол­ны .

B. Векторы В волн колеблются в одной плоскости.

1) только А 2) только В 3) А и Б 4) Б и В

ЧАСТЬ В

8. Установите соответствия диапазонов шкалы электромаг­нитных волн из левого столбца таблицы с их свойствами в правом столбце.

Излучение Свойства

А. ультрафиолетовое 1) наименьшая частота волны из перечисленных

Б. радиоволны 2) обладает наибольшей проникающей способностью из

В. рентгеновское перечисленных

3) используется в приборах ночного видения

4) обеспечивает загар кожи человека

Решите задачи.

9. Чему равна емкость конденсатора в колебательном конту­ре, если индуктивность катушки 0,1 Гн, а резонансная частота 50 Гц?

Дано: Решение:

 

Найти:

 

 

10. На какой частоте работает радиопередатчик, излучающий волну длиной 30 м?

Дано: Решение:

 

 

Найти:

 

ЧАСТЬ С

Решите задачу.

11. В колебательном контуре, состоящем из катушки индуктивнос­тью 2 Гн и конденсатора емкостью 1,5 мкФ, максимальное значе­ние заряда на пластинах 2 мкКл. Определить значение силы тока в контуре в тот момент, когда заряд на пластинах конденсатора ста­нет равным 1 мкКл.

Дано: СИ: Решение:

 

Найти:

 

Оценка _____ подпись преподавателя ________________/Л.С. Тишкина/

 

ВАРИАНТ 2

ЧАСТЬ А Выберите один верный ответ

1. Цепь с индуктивным сопротивлением изображает схема

1) А 2) Б 3) В 4) Г

2. На рисунке представлен график зависимости заряда от време­ни в колебательном контуре. Значения амплитуды заряда и периода его изменения равны

1) 1,5 нКл, 2 мкс

2) 3 нКл, 4 мкс

3) 1,5 нКл, 4 мкс

4) 3 нКл, 2 мкс

 

 

3. Уравнение выражает зависимость силы тока от времени в колебательном контуре. В некоторый момент времени , при этом энергия

1) в конденсаторе и катушке максимальны

2) в конденсаторе максимальна, в катушке минимальна

3) в конденсаторе минимальна, в катушке максимальна

4) в конденсаторе и катушке минимальны

4. Как изменится частота собственных электромагнитных колебаний в контуре, изображенном на рисунке, если ключ К перевести из положения 1 в положение 2?

1) увеличится в 4 раза

2) уменьшится в 4 раза

3) увеличится в 2 раза

4) уменьшится в 2 раза

5. Действующие значения силы тока и напряжения на конденса­торе в цепи переменного тока связаны выражением

1) 2) 3) 4)

6. При прохождении электромагнитных волн в воздухе проис­ходят колебания

1) молекул воздуха

2) плотности воздуха

3) напряженности электрического и индукции магнитного полей

4) концентрации кислорода

7. Укажите сочетание тех параметров электромагнитной волны, которые изменяются при переходе волны из воздуха в стекло

1) скорость и длина волны 2) частота и скорость 3) длина волны и частота 4) амплитуда и частота

ЧАСТЬ В

8. Установите соответствия диапазонов шкалы электромаг­нитных волн из левого столбца таблицы с их свойствами в правом столбце.

Излучение Свойства

А. инфракрасное 1) наименьшая длина волны из перечисленных

Б. видимое 2) используется в приборах ночного видения

В. рентгеновское 3) обеспечивает загар кожи

 

 

Решите задачи.

9. Определить индуктивность катушки колебательного кон­тура, если емкость конденсатора равна 5 мкФ, а период колеба­ний 0,001 с.

 

Дано: СИ: Решение:

 

 

Найти:

 

10. Какова длина волны телевизионного сигнала, если несущая частота равна 50 МГц?

Дано: СИ: Решение:

 

 

Найти:

 

Часть С

Решите задачу.

11. В идеальном колебательном контуре амплитуда колебаний силы тока в катушке индуктивности 5 мА, а амплитуда напряжения на конденсаторе 2,0 В. В некоторый момент времени напряжение на конденсаторе равно 1,2 В. Найдите силу тока в катушке в этот мо­мент.

Дано: СИ: Решение:

 

 

Найти:

 

Оценка _____ подпись преподавателя ________________/Л.С. Тишкина/

 

ВАРИАНТ 3

ЧАСТЬ А Выберите один верный ответ

1. Цепь с емкостным сопротивлением изображает схема

1) А 2) Б 3) В 4) Г

2. На рисунке представлен график зависимости силы тока от времени в колебательном контуре. Значения амплитуды силы тока и частоты его изменения равны.

1) 1,5 мА, 0,25 Гц

2) 3 мА, 0,25 Гц

3) 1,5 мА, 0,5 Гц

4) 3 мА, 0,5 Гц

 

3. Уравнение выражает зависимость заряда конденсатора от времени в колебательном контуре. В некоторый момент времени q = 0,4 Кл, при этом энергия

1) в конденсаторе и катушке максимальны

2) в конденсаторе и катушке минимальны

3) в конденсаторе минимальна, в катушке максимальна

4) в конденсаторе максимальна, в катушке минимальна

4. Как изменится период собственных электромагнитных колебаний в контуре, изображенном на рисунке, если ключ К перевести из положения 1 в положение 2?

1) увеличится в 4 раза

2) уменьшится в 4 раза

3) увеличится в 2 раза

4) уменьшится в 2 раза

5. Амплитудные значения силы тока и напряжения в цепи переменного тока с активным сопротивлением связаны

1) 2) 3) 4)

6. Согласно теории Максвелла электромагнитные волны излу­чаются зарядом

1) только при равномерном движении заряда по прямой

2) только при гармонических колебаниях заряда

3) только при равномерном движении заряда по окружности

4) при любом ускоренном движении заряда в инерциальной системе отсчета

7. Какое явление характерно для электромагнитных волн, но не является общим свойством волн любой природы?

1) поляризация 2) преломление 3) дифракция 4) интерференция

Часть В

8. Установите соответствия диапазонов шкалы электромагнитных волн из левого столбца таблицы с их свойствами в правом столбце.

Излучение Свойства

А. радиоволны 1) наибольшая частота волны из перечисленных

Б. ультрафиолетовое 2) возникает при резком торможении электронов

В. видимое 3) используются в телевещании

4) обеспечивает фотосинтез

Решите задачи.

9. В цепь переменного тока включена катушка с индуктивнос­тью 20 мГн и конденсатор емкостью 50 мкФ. При какой частоте переменного тока наступит явление резонанса?

Дано: СИ: Решение:

 

 

Найти:

 

10. Колебательный контур излучает электромагнитную волну с длиной 450 м. Чему равен период этой волны?

Дано: Решение:

 

 

Найти:

ЧАСТЬ С

Решите задачи.

11. В идеальном колебательном контуре амплитуда силы тока в ка­тушке индуктивности 5 мА, а амплитуда напряжения на конденса­торе 2,0 В. В некоторый момент времени сила тока в катушке 3 мА. Определите напряжение на конденсаторе в этот момент.

Дано: Решение:

 

 

Найти

Оценка _____ подпись преподавателя ________________/Л.С. Тишкина/

ВАРИАНТ 4

ЧАСТЬ А Выберите один верный ответ

1. Колебательный контур изображает схема

1) А 2) Б 3) В 4) Г

2. На рисунке представлен график зависимости заряда от време­ни в колебательном контуре. Значения амплитуды заряда и периода его изменения равны

1) 12 нКл, 8 мкс

2) 12 нКл, 4 мкс

3) 6 нКл, 8 мкс

4) 6 нКл, 4 мкс

 

 

3. Уравнение выражает зависимость силы тока от времени в колебательном контуре. В момент времени t= 0 с энергия

1) в конденсаторе максимальна, в катушке минимальна

2) в конденсаторе минимальна, в катушке максимальна

3) в конденсаторе и катушке максимальны

4) в конденсаторе и катушке минимальны

4. Как изменится частота собственных электромагнитных коле­баний в контуре, изображенном на рисунке, если ключ К перевести из положения 1 в положение 2?

1) увеличится в 4 раза

2) уменьшится в 4 раза

3) увеличится в 2 раза

4) уменьшится в 2 раза

 

5. Амплитудные значения силы тока и напряжения в цепи пере­менного тока с емкостью связаны соотношением

1) 2) 3) 4)

6. Заряженная частица не излучает электромагнитные волны в вакууме при

1) равномерном прямолинейном движении

2) равномерном движении по окружности

3) колебательном движении

4) любом движении с ускорением

7. Электромагнитные волны отличаются от звуковых

1) наличием дифракции

2) распространением в веществе

3) распространением в вакууме

4) наличием интерференции

ЧАСТЬ В

8. Установите соответствия диапазонов шкалы электромаг­нитных волн из левого столбца таблицы с их свойствами в правом столбце.

Излучение Свойства

А. инфракрасное 1) наибольшая длина волны из перечисленных

Б. радиоволны 2) возникает при резком торможении электронов

В. видимое 3) используется в приборах ночного видения

4) обеспечивает фотосинтез

 

 

Решите задачи.

9. Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью 20 мкГн. Какой емкости конденсатор следует подключить к конту­ру, чтобы получить колебания с периодом 20 мкс?

 

Дано: СИ: Решение:

 

 

Найти:

 

10. Какова длина электромагнитной волны, если радиостанция ведет передачу на частоте 75 МГЦ?

Дано: СИ: Решение:

 

 

Найти:

 

ЧАСТЬ С

Решите задачу.

11. В процессе колебаний в идеальном колебательном контуре в не­который момент времени заряд конденсатора 4 нКл, а сила тока в катушке 3 мА. Период колебаний 6,3 мкс. Определите амплитуду колебаний заряда.

Дано: СИ: Решение:

 

 

Найти:

 

 

Оценка _____ подпись преподавателя ________________/Л.С. Тишкина/

 

Раздел 5. Оптика

Дата «___» _________20____г

Задание 42 по теме

«Интерференция и дифракция света. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение»

(2ч)

Реши задачи:

1.Угол падения луча света на поверхность стекла равен 36⁰. Определить угол преломления, если отражённый и преломлённый луч взаимно перпендикулярны.

Рисунок: Решение:

 

 

2.Чему равен абсолютный показатель преломления алмаза, если относительный показатель преломления для света, идущего из стекла в алмаз, равен 1,6, а абсолютный показатель преломления стекла составляет 1,5?

Дано: Решение:

 

Найти:

 

3.Угол падения луча света на границу раздела воздух-стекло равен 60⁰. При этом угол между отражённым и преломлённым лучами равен 90⁰. Определить показатель преломления стекла.

Дано: Рисунок: Решение:

 

 

Найти:

 

4.Предельный угол полного отражения на границе жидкость-алмаз 41⁰. Определите показатель преломления жидкости и скорость распространения света.

Дано: Решение:

 

Найти:

 

5.Что будет наблюдаться (усиление или ослабление света) в точке схождения двух световых волн с длиной волны 400 нм, если разность хода этих волн составляет 4 мкм?

Дано: Решение:

 

Найти:

 

 

Оценка _____ подпись преподавателя ________________/Л.С. Тишкина/

Дата «___» _________20____г

Задание 43 по теме

«Получение спектра с помощью призмы. Получение спектра с помощью дифракционной решетки. Спектроскоп. Оптические приборы»

(2ч)

Реши задачи:

1. На непрозрачную пластинку с узкой щелью падает нормально параллельный пучок монохроматического света. Угол отклонения лучей, соответствующий первому дифракционному максимуму, φ=30⁰. Определите ширину а щели, если длина волны падающего света λ=0,6мкм.

Дано: СИ: Решение:

 

Найти:

 

2.На узкую щель падает нормально параллельный пучок монохроматического света. Угол отклонения лучей, соответствующий третьему дифракционному минимуму, φ=18⁰. Определите, сколько длин волн укладывается на ширине щели.

Дано: Решение:

 

 

Найти:

3.Определите наибольшее значение числа k _max – номер дифракционного максимума для λ=589нм при нормальном падении лучей на щель шириной 2 мкм.

Дано: СИ: Решение:

 

 

Найти:

 

4. Период дифракционной решетки равен 1,5 мкм. Чему равен наибольший порядок максимума в дифракционном спектре при нормальном падении на решетку монохроматиче­ского излучения длиной 0,4 мкм?

Дано: СИ: Решение:

 

 

Найти:

5. Период дифракционной решетки 2,5 мкм. Сколько линий (главных максимумов) будет содержать спектр, образующийся при нормальном падении на нее плоской моно­хроматической волны длиной 400 нм?

Дано: СИ: Решение:

 

 

Найти:

 

6. На дифракционную решётку нормально падает монохроматический свет длиной волны 0,5мкм. Угол отклонения лучей, соответствующий максимуму четвёртого порядка, φ=30⁰. Определите число штрихов на 1 мм дифракционной решётки.

 

Дано: СИ: Решение:

 

 

 

Найти:

 

Оценка _____ подпись преподавателя ________________/Л.С. Тишкина/