ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №24
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ЗВУКА МЕТОДОМ СТОЯЧЕЙ ВОЛНЫ
1.Что представляет собой звуковая волна? Какие величины, характеризующие среду, меняются при распространении в ней звуковой волны? По какому закону? Как за- висит скорость звука от температуры?
2.Как образуется стоячая волна? Выведите уравнение стоячей волны. Проанализи- руйте его.
3.От чего зависит амплитуда стоячей волны? Что такое пучность, узел? Напишите координаты узла и пучности.
4.На каком расстоянии друг от друга находятся две соседние пучности, пучность и узел?
5.Нарисуйте мгновенную фотографию стоячей волны для произвольного момента времени t. Как будет выглядеть аналогичная картина для моментов времени t + T/4; t + T/2?
6.Как образуется стоячая волна в данной лабораторной работе?
7.В чем заключается метод, применяемый в данной работе для определения скорости звука? По какой формуле рассчитывается скорость звука?
8.Почему амплитуда сигнала, наблюдаемого на экране осциллографа при изменении положения поршня, меняется? При каких положениях поршня амплитуда сигнала максимальна?
9.Объясните механизм возникновения и распространения звуковой волны? Почему
максимум звука в трубе обнаруживается только при определенном положении поршня?
10.В чем состоят основные различия между бегущей волной и стоячей волной?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №25
ИЗУЧЕНИЕ КОЛЕБАНИЙ ПРУЖИННОГО МАЯТНИКА
1.Какие колебания называют собственными? Написать дифференциальное уравнение собственных незатухающих колебаний. Каково его решение?
2.Составить дифференциальное уравнение собственных незатухающих колебаний для случая пружинного маятника. Какого его решение? Нарисовать графики зави- симости от времени смещения маятника от положения равновесия X = f(t), скорости V = f(t) и ускорения a = f(t).
3.От чего зависит частота собственных затухающих колебаний пружинного маятни- ка, амплитуда и фаза колебаний?
4.Составить дифференциальное уравнение затухающих колебаний пружинного маят- ника. Каково его решение? Нарисовать график зависимости смещения X = f(t).
5.От чего зависит период затухающих колебаний пружинного маятника? Как его оп- ределяют в данной работе?
6.Что называют коэффициентом затухания β, каков физический смысл β?
7.Какую величину называют логарифмическим декрементом затухания θ, каков его физический смысл ? Как связан логарифмический декремент затухания θ и коэф- фициент затухания? Логарифмический декремент затухания θ =0,1. Что это значит?
8.Как в работе находят логарифмический декремент затухания по собственным коле- баниям маятника?
9.Какие колебания называются вынужденными? Составить дифференциальное урав- нение вынужденных колебаний для пружинного маятника. С какой частотой про- исходят эти колебания? Как эти колебания осуществляются в дачной работе?
10.Какое явление называют резонансом? При каких условиях наступит резонанс при механических колебаниях? Нарисовать семейство резонансных кривых при разных значениях β.
11.От чего зависит амплитуда вынужденных колебаний? Что такое резонансная кри- вая, как ее получают в работе? Что называют статическим смещением?
12.От чего зависит высота и ширина резонансной кривой?
13.Как определить частоту собственных колебаний маятника из полученной резонанс- ной кривой?
14.Как найти логарифмический декремент затухания из: а) ширины резонансной кри- вой; б) высоты резонансной кривой?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №30
ИССЛЕДОВАНИЕ СТОЯЧИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН
ВДВУХПРОВОДНОЙ ЛИНИИ
1.Электромагнитные волны и их свойства. Уравнение бегущей электромагнитной волны. Скорость распространения электромагнитной волны.
2.Каков механизм переноса энергии вдоль полубесконечной двухпроводной линии, индуктивно связанной с генератором высокой частоты?
3.Нарисовать мгновенную фотографию волн, бегущих вдоль системы Лехера.
4.Какие процессы происходят в системе Лехера, замкнутой накоротко?
5.Как в системе Лехера возникают стоячие электромагнитные волны? Какая картина наблюдается при: а) произвольной длине системе; б) в случае, если на длине линии укладывается целое число полуволн?
6.Вывести уравнение стоячей электромагнитной волны. Меняется ли она со време- нем? От чего зависит амплитуда стоячей волны?
7.Какие точки называют узлами, пучностями стоячей волны? Каковы их координа- ты? На каком расстоянии находятся две соседние пучности друг от друга? Узел и пучность?
8.Нарисовать мгновенную фотографию стоячей волны для моментов времени t = 0;
T/4; T/2.
9.Нарисовать мгновенную фотографию стоячей волны. Почему колебания электри- ческого и магнитных полей происходят не в фазе?
10.Что называется длиной электромагнитной волны? Как длина связана с частотой?
11.Нарисовать схему установки и объяснить принцип ее действия.
12.Для чего служит в работе передвижной мостик? Где его устанавливают при выпол- нении работы?
13.В каких точках линии микроамперметр дает максимальное отклонение? В каких – минимальное?
КОЛЛОКВИУМ ПО ЭЛЕКТРОСТАТИКЕ
Билет № 1
1.Интегральная и дифференциальная связь напряженности и потенциала электроста- тического поля.
2.Плоский слой диэлектрика проницаемостью ε равномерно заряжен по объему. Объ- емная плотность заряда ρ. Найти закон изменения напряженности поля от расстоя-
ния в направлении оси OX. Рассчитать разность потенциалов между серединой слоя и точкой C, лежащей на расстоянии a/2 от поверхности слоя. Построить графики зависимости Ex = f(x), φ = f(x), приняв за ноль потенциала середину слоя. Толщина слоя a.
Билет № 2
1.Напряженность электростатического поля. Методы расчета напряженности поля то- чечного и протяженного заряда.
2.Бесконечно длинный цилиндр радиуса R = 3 · 10-2 м заряжен по поверхности. По- верхностная плотность заряда σ = 1 · 10-5 Кл/м2. Найти напряженность поля в точках,
расположенных на расстояниях 1 · 10-2 м и 5 · 10-2 м от оси цилиндра. Рассчитать разность потенциалов между этими точками. Построить трафики зависимости Ex = f(x), φ = f(x), приняв за ноль потенциала точку, лежащую на оси цилинд- ра.
Билет № 3
1.Проводники в электростатическом поле. Напряженность поля внутри проводника. Разность потенциалов между произвольными точками проводника.
2.Плоский конденсатор (S = 2 · 10-2 м2, d = 4 · 10-3 м) заряжен до разности потенциалов 120 В и отключен от батареи. Найти его емкость, заряд, разность потенциалов, на-
пряженность электрического поля и плотность зарядов на обкладках конденсатора после того, как конденсатор в вертикальном положении наполовину опустили в жидкий диэлектрик (ε = 2).
Билет № 4
1.Электрическое поле в диэлектриках, вектор смещения. Теорема Остроградского- Гаусса для диэлектрика (вывод).
2.Три тонких пластины площадью 1 · 10-2 м2 каждая, расположены параллельно на расстоянии 2 · 10-2 м друг от друга. Их заряды q1 = 3 · 10-6 Кл, q2 = 6 · 10-6 Кл, q3 = -9 · 10-6 Кл. Между первой и второй пластинами расположен диэлектрик (ε = 2). Найти разность потенциалов между первой и третьей пластинами. Построить графи- ки зависимости Ex = f(x), φ = f(x). Ноль отсчета потенциала выбрать самостоятельно. Ось OX перпендикулярна пластинам.
Билет № 5
1.Действие электрического поля на диполь.
2.В одной плоскости с длинной нитью, равномерно заряженной с линейной плотно-
стью τ = 1 · 10-8 Кл/м, перпендикулярно к ней расположен стержень длины l = 1 · 10-1 м, равномерно заряженный зарядом q = 1 · 10-8 Кл. Найти силу, действую- щую на этот стержень, если кратчайшее расстояние до него от нити 2 · 10-2 м.
Билет № 6
1.Полярные и неполярные молекулы. Поляризация диэлектриков. Расчет поля в ди- электрике.
2.Две большие пластины, расположенные параллельно на расстоянии 2 · 10-2 м друг от
друга, заряжены равномерно с поверхностной плотностью σ1 = 1 · 10-6 Кл/м2, σ2 = -3 · 10-6 Кл/м2. Площадь каждой пластины 2 м2. Найти силу взаимодействия пла- стин. Рассчитать разность потенциалов между пластинами.
Билет № 7
1.Вектор смещения D. Теорема Остроградского-Гаусса для диэлектрической среды (вывод).
2.В плоском воздушном конденсаторе, заряженном до некоторой разности потенциа- лов, пластины притягиваются друг к другу с силой F. Как изменится сила взаимо- действия между пластинами, если конденсатор заполнить диэлектриком ε = 2. Задачу решить для двух случаев: 1) конденсатор заполняется диэлектриком после отключе- ния от источника; 2) конденсатор постоянно присоединен к источнику.