ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

Тема 3.1   ЭЛЕКТРОСТАТИКА

Электрические заряды. Закон сохранения заряда. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей. Работа сил электростатического поля. Потенциал. Разность потенциалов. Эквипотенциальные поверхности. Связь между напряженностью и разностью потенциалов электрического поля. Диэлектрики в электрическом поле. Поляризация диэлектриков. Проводники в электрическом поле. Конденсаторы. Соединение конденсаторов в батарею. Энергия заряженного конденсатора. Энергия электрического поля.

Требования к студентам:
Вычисление сил взаимодействия точечных электрических зарядов.
Вычисление напряженности электрического поля одного и нескольких точечных электрических зарядов.
Вычисление потенциала электрического поля одного и нескольких точечных электрических зарядов. Измерение разности потенциалов.
Измерение энергии электрического поля заряженного конденсатора.
Вычисление энергии электрического поля заряженного конденсатора.
Разработка плана и возможной схемы действий экспериментального определения электроемкости конденсатора и диэлектрической проницаемости вещества.
Проведение сравнительного анализа гравитационного и электростатического полей

Тема 3.2   ЗАКОНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Электрический ток.Условия, необходимые для возникновения и поддержания электрического тока. Сила тока и плотность тока. Закон Ома для участка цепи без ЭДС. Зависимость электрического сопротивления от материала, длины и площади поперечного сечения проводника. Зависимость электрического сопротивления проводников от температуры. Электродвижущая сила источника тока. Закон Ома для полной цепи. Соединение проводников. Соединение источников электрической энергии в батарею. Закон Джоуля—Ленца. Работа и мощность электрического тока. Тепловое действие тока.

Измерение мощности электрического тока. Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока.
Выполнение расчетов силы тока и напряжений на участках электрических цепей. Объяснение на примере электрической цепи с двумя источниками тока (ЭДС), в каком случае источник электрической энергии работает в режиме генератора, а в каком — в режиме потребителя.
Определение температуры нити накаливания. Измерение электрического заряда электрона.
Снятие вольтамперной характеристики диода.
Проведение сравнительного анализа полупроводниковых диодов и триодов.
Использование Интернета для поиска информации о перспективах развития полупроводниковой техники.
Установка причинно-следственных связей

Тема 3.3   МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Магнитное поле. Вектор индукции магнитного поля. Действие магнитного поля на прямолинейный проводник с током. Закон Ампера. Взаимодействие токов. Магнитный поток. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Определение удельного заряда. Ускорители заряженных частиц.

Измерять индукцию магнитного поля.
Вычислять силы, действующие на проводник с током в магнитном поле.
Вычислять силы, действующие на электрический заряд, движущийся в магнитном поле.
Исследовать явления электромагнитной индукции, самоиндукции. Вычислять энергию магнитного поля.
Объяснять принцип действия электродвигателя.
Объяснять принцип действия генератора электрического тока и
электроизмерительных приборов. Объяснять принцип действия масс-спектрографа, ускорителей заряженных частиц.
Объяснять роль магнитного поля Земли в жизни растений, животных, человека.
Приводить примеры практического применения изученных явлений, законов, приборов, устройств.
Проводить сравнительный анализ свойств электростатического, магнитного и вихревого электрических полей.

Тема 3.4  МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ

Механические колебания. Колебательное движение. Гармонические колебания. Свободные механические колебания. Линейные механические колебательные системы. Превращение энергии при колебательном движении. Свободные затухающие механические колебания. Вынужденные механические колебания. Упругие волны. Поперечные и продольные волны. Характеристики волны. Уравнение плоской бегущей волны. Интерференция волн. Понятие о дифракции волн. Звуковые волны. Ультразвук и его применение.

Требования к студентам:
Исследовать зависимость периода колебаний математического маятника от его длины, массы и амплитуды колебаний.
Исследовать зависимость периода колебаний груза на пружине от его массы и жёсткости пружины. Вычислять период колебаний математического маятника по известному значению его длины. Вычислять период колебаний груза на пружине по
известным значениям его массы и жёсткости пружины.
Выработать навыки воспринимать, анализировать, перерабатывать и предъявлять информацию в соответствии с поставленными задачами.
Приводить примеры автоколебательных механических систем. Проводить классификацию колебаний.
Измерять длину звуковой волны по результатам наблюдений интерференции звуковых волн.
Наблюдать и объяснять явления интерференции и дифракции механических волн.
Представлять области применения ультразвука и перспективы его использования в различных областях науки, техники, медицине.
Излагать суть экологических проблем, связанных с воздействием звуковых волн на организм человека.

Тема 3.5   ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ

Электромагнитные колебания. Свободные электромагнитные колебания. Превращение энергии в колебательном контуре. Затухающие электромагнитные колебания. Генератор незатухающих электромагнитных колебаний. Вынужденные электрические колебания. Переменный ток. Генератор переменного тока. Емкостное и индуктивное сопротивления переменного тока. Закон Ома для электрической цепи переменного тока. Работа и мощность переменного тока. Генераторы тока. Трансформаторы. Токи высокой частоты. Получение, передача и распределение электроэнергии. Электромагнитные волны. Электромагнитное поле как особый вид материи. Электромагнитные волны. Вибратор Герца. Открытый колебательный контур. Изобретение радио А.С. Поповым. Понятие о радиосвязи. Применение электромагнитных волн.

Требования к студентам:
Исследовать явление электрического резонанса в последовательной цепи.
Проводить аналогию между физическими величинами, характеризующими механическую и электромагнитную колебательные системы.
Рассчитывать значения силы тока и напряжения на элементах цепи переменного тока.
Исследовать принцип действия трансформатора. Исследовать принцип действия генератора переменного тока.
Использовать интернет для поиска информации о современных способах передачи электроэнергии.
Объяснять принципиальное различие природы упругих и электромагнитных волн.
Излагать суть экологических проблем, связанных с электромагнитными колебаниями и волнами.
Объяснять роль электромагнитных волн в современных исследованиях Вселенной.