Site Loader

Содержание

Электромагнитные явления — 📙 Физика

1. Электромагнетизм в физике
2. Главные понятия и формулы электромагнитных явлений
3. Различают два варианта электризации: посредством трения или воздействия.

Электромагнитные явления начал изучать ученый Фарадей. Невзирая на длительный период их изучения, взаимодействие электролитов с электромагнитным полем начали изучать лишь недавно. Такой интерес к данным понятиям был вызван учеными астрофизиками. На протяжении достаточно долгого времени ученые предполагают, что вся масса материи космоса представлена высокоионизированным газом, то есть плазмой. Благодаря исследованиям астрофизиков были получены многие сведения в сфере электромагнитной динамики.

Электромагнетизм играет очень важную роль в физике космоса, так как в нем есть масса магнитных полей, влияющих на перемещение зарядов. В определённых условиях электромагнетизм намного сильнее гравитации.
Первым примером использования электромагнетизма для перемещения информации на расстояние был телеграф, созданный в XIX веке. Суть телеграфии состоит в том, что любая информация, будь то цифры или буквы, передаётся посредством закодированных знаков.

За годы изучения электромагнитных явлений ученые выявили ряд определенных закономерностей, что их характеризуют. Данные закономерности отличаются от тех, которые характеризует механику. В электронике электромагнетизм описывается сложными взаимодействиями величин, которые описываются временем и координатами в пространстве. Исследуя сложные электронные приспособления, ученые сталкиваются с обширными описаниями.

Электромагнетизм рассматривался не автономно. В процессе исследований учёные пришли к тому, что он связан с механикой. Их комплексное изучение вылилось в теорию относительности, где четырехмерное пространство со временем было представлено как единое многообразие, а разделение времени и пространства было условным.

Основной особенностью электромагнитных явлений является изменение параметров образцов, начиная от полностью ферромагнитных и заканчивая вовсе немагнитными.

Не нашли что искали?

Просто напиши и мы поможем

Электромагнитные явления изучались достаточно длительный период. Для формирования верного материалистического понимания данных процессов, стоит опираться на отечественную литературу по физике. При изучении электромагнетизма стало понятным, что пространство, окружающее проводник с электрическим током, представлено магнитным полем. То есть, там, где имеет место электрический ток, непременно будет существовать магнитное поле.

Электромагнитная теория начала развиваться благодаря таким ученым, как Фарадей и Максвелл. Они вывели основополагающие понятия данной теории. Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, на основании которой Максвелл сформулировал теорию электромагнитного поля.

Он проводил опыты с магнитной стрелкой, помещённой возле заряженного проводника, в результате которых сделал вывод, что на магнитную стрелку действует особое состояние окружающей среды, но не конкретно перемещаемые по проводнику заряды. После чего было введено понятие магнитного поля, представленного совокупностью магнитных линий, пронизывающих окружающее пространство и способных индуцировать электрический ток.

Теория электромагнитного поля Максвелла о том, что изменяющееся магнитное поле способствует формированию вихревого электрического поля как в проводниках, так и в вакууме. Данная теория открыла новый этап в развитии физики. Согласно ей весь мир представляет собой электродинамическую систему, состоящую из зарядов, взаимодействующих между собой посредством электромагнитного поля.

При относительном движении электрических зарядов генерируется магнитная сила. Соединение магнитной и электрической сил представляет собой электромагнитную силу. Электрические силы имеют место как при движущихся, так и при покоящихся зарядах, в то время, как магнитные силы имеют место только при перемещении зарядов.

Поведение зарядов и электромагнитных сил Максвелл описал в своих четырех уравнениях, которые впоследствии стали основными уравнениями классической электродинамики.2} \).

Согласно закону Кулона справедливы такие положения:

  • у магнитных силовых линий нет ни начала, ни конца, они являются непрерывными;
  • магнитные заряды – это понятие условное, на самом деле их нет;
  • электрическое поле создается электрическими зарядами и переменным магнитным полем;
  • магнитное поле может быть сформировано как переменным электрическим полем, так электрическим током.

С открытием электромагнетизма было полностью изменено представление о материи.

Определение 1

Электрическим зарядом есть величина, характеризующая свойство частичек взаимодействовать электромагнитным путём.

Различают положительные и отрицательные электрические заряды. Положительными есть протоны, а отрицательными – электроны.

Как известно, ядро атома состоит из нейтронов и протонов, а вокруг него вращаются электроны. Атом может превращаться в ион, если он отдает либо принимает один или несколько электронов.2} .\)

  •     Закон сохранения заряда в замкнутой системе:

\(q_1+q_2+⋯+q_n=const.\)

 

Определение 4

Электрическим током является упорядоченное движение заряженных частичек.

Электрический ток может существовать при наличии некоторых условий:

  • свободных заряженных частиц;
  • электрического поля.

Электрическое поле может проявлять тепловое, магнитное, химическое и световое действие.

Электрическое поле формируют источники тока, работа которых основана на разделении зарядов. Это происходит посредством трансформации других видов энергии в энергию электрического поля.

Электроцепь характеризуется следующими параметрами:

  •     силой тока:\( I={q\over t}\), Ампер (А).

               Измеряется амперметром;

  •     напряжением: \(U={A\over q}\), Вольт (В).

               Измеряется вольтметром;

  •     сопротивлением: \(R=ρ {l\over S}\), Ом.2 Rt.\)

    Сложно разобраться самому?

    Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

    Электрический ток можно наблюдать в разных средах:

    • в металлических телах происходит упорядоченное перемещение свободных электронов;
    • в жидких средах осуществляется упорядоченное перемещение свободных ионов, образующихся при электролитической диссоциации согласно закону электролиза:

    \(m=qk=klt.\)

    • в газовых средах осуществляется упорядоченное перемещение ионов и электронов, образующихся при ионизации.
    • в полупроводниковых элементах происходит упорядоченное перемещение свободных электронов и дыр.

    Определение 5

    Магнитным полем является особая форма материи, которая образуется вокруг перемещающихся зарядов, и воздействует на заряды, перемещающиеся в данном поле.

    Линиями магнитного поля являются условные линии, по которым становятся оси магнитных стрелок, помещаемые в магнитное поле.

    Записи древних времен подтверждают, что император Нерон, страдающий ревматизмом, лечился электрованнами. Суть лечения состояла в том, что в деревянную кадку, заполненную водой, помещались электрические скаты. При погружении в эту ванну, на человека действовал электрический ток.

    Интересным фактом есть создание электроняни в Швейцарии. Суть данного изобретения состояла в том, что под детскую пелёнку подкладывалась металлическая сетка с низковольтным источником тока и электрическим звоночком. Когда ребёнок мочил пелёнку, срабатывал звоночек, который оповещал мать о том, что нужно сменить пелёнку.

    В морозных регионах есть проблема сливания нефтяных продуктов, так как их вязкость увеличивается при понижении температуры. Учеными была разработана технология электроиндукционного нагрева емкостей, позволяющая уменьшить энергетические затраты.Использование электромагнитного поля позволяет определять отпечатки пальцев того, кто брал в руки патрон. Это происходит таким образом: патрон в качестве электрода помещается в электрическое поле вакуума и на него напыляется металлическая пленка, на которой проявляются отпечатки пальцев, легко поддающиеся идентификации.

    Электромагнитные явления — справочник для студентов и школьников

    Понятие электромагнитных явлений является совсем не новым. Если верить книгам, то электромагнитные явления начали активно исследовать и изучать еще со времен Фарадея. Конечно, с тех пор многое изменилось. К примеру, такой важный нюанс, как взаимодействие электропроводных жидкостей и электромагнитного поля, начали изучать лишь недавно. Явление изучают всего несколько лет. Что же стало причиной изучения данного явления? Главным толчком, скорее всего, стала астрофизика. Дело в том, что уже на протяжении нескольких десятилетий ученые пытались доказать, что основная часть природной материи находится в состоянии высокоионизированного газа или плазмы. Такое предположение активно изучалось. Астрофизические исследования помогли получить важные сведения и сделать открытия, которые и повлияли на дальнейший ход событий. Чтобы разобраться, что же такое магнитные явления и в чем их особенность, нужно хорошо знать астрофизику. Дело в том, что в этой науке очень важная роль отводится именно электромагнитным явлениям. Магнитные поля существуют в космосе и прямо воздействуют на заряженные частицы, а именно на их движение. Первые сведения об электромагнитных явлениях появились в девятнадцатом веке. Они применялись для передачи информации. Суть такой телеграфии была очень простой. Создавались сообщение из цифр и букв, оно передавалось при помощи набора знаков.

    Электромагнитные явления определяются закономерностями. Они существенно отличаются от механической. В электронных устройствах электромагнитные явления характеризуются несложными взаимоотношениями и отличаются конкретными величинами. Эти величины зависят от ряда параметров, а точнее, координат в пространстве и времени. Правда, стоит отметить, что такое определение является слишком обширным. Более точно изучить явление удается при помощи электронных устройств.

    Электромагнитные явления никогда не считались автономным процессом или явлением. Именно поэтому их всегда изучали и исследовали в комплексе с другими физическими и природными процессами. Именно активное изучение механических и электромагнитных явлений со временем привело к появлению известной даже школьникам теории относительности. Теория буквально перевернула мир науки. Это и, так называемое, четырехмерное пространство, и время были представлены единым многообразием, а его разделение на отдельные категории пространства и времени всегда считалось достаточно условным понятием. Одна из ключевых особенностей электромагнитных явлений в системе характеризуется изменением характеристик и качеств заготовок в процессе перехода от одной заготовки к другой. Ученые утверждают, что первичные заготовки со временем были полностью ферримагнитными, далее процесс кардинально изменился и остальные заготовки уже были или частично ферримагнитными, либо же вовсе немагнитными. Если рассмотреть электромагнитные явления примеры, то можно найти много подтверждений этому важному тезису.

    Изучение электромагнитных явлений – процесс длительный и непростой. Им занималось огромное количество ученых во всем мире. Процесс требовал постоянного труда, напряженного мышления и воображения. Но результат того стоил. Многие электромагнитные явления формулы позволили совсем по-другому взглянуть на природные явления и физические процессы. Для того, чтобы выработать грамотное материалистичное понимание процессов, которые связаны с электромагнитными явлениями, нужно было в постоянном режиме использовать советской литературу по физике. В этих книгах можно было найти немало нужной и полезной информации даже для современных ученых и исследователей.

    В процессе активного изучения учеными электромагнитных явлений было определено, что электрический ток и магнитное поле всегда идут вместе, существовать отдельно они просто не могут. В развитие теории электромагнитных явлений, если верить книгам, наибольший вклад внесли такие ученые, как Максвелл и Фарадей. Многие первые исследования электромагнитных явлений, которые и положили начало дальнейшим исследованиям, принадлежат именно этим двум физикам. Кто знает, как бы развернулись события, если бы они не начали изучать электромагнитные явления в свое время? Только после того как Максвелл создал теорию электромагнитного поля другие ученые начали говорить о том, чтобы создать электромагнитную мировую картину, которую бы использовали во всем мире, которая всем была бы понятна. Ученому удалось практически в одиночку разработать действительно сложнейшую теорию электромагнитного поля на основе электромагнитной индукции. Он был не просто теоретиком, а проводил успешные практические эксперименты с магнитной стрелкой и со временем пришел к совершенно правильному выводу, что ее вращение обусловлено не зарядами, а состоянием окружающей среды. После этого открытия ученый вводит понятие поля. Эти понятия до сих пор активно используются современными учеными. Теория электромагнитного поля, что была создана Максвеллом стала новым этапом в развитии физической науки, которая существенно повлияла на развитие современной физики.

    Электрические силы по многим характеристикам отличаются от магнитных. Прежде всего, первые – соотносятся, как с движущими, так и с покоящими зарядами, а вторые – только с движущими. Ученые утверждают, что в этом и представляется их основное отличие. Различные варианты зарядов, а также сил детально описаны в работах Максвелла, что стали в будущем основной классической электродинамики. Их активно используют и современные физики. Эти уравнения положили начало закону Кулона, который практически идентичен закону всемирного тяготения Ньютона. Закон Кулона выглядит следующим образом:

    В то время, как закон всемирного тяготения Ньютона выглядит следующим образом:

    Также закон Ньютона, который хорошо знаком всем современным школьникам, утверждает: магнитные силовые линии являются непрерывными, не имеют начала и конца. Активное изучение электромагнитных явлений кардинально повлияло на дальнейшее изучение материи, а также на представление о ней. Существует два вида электрических зарядов:

    • это положительные заряды, их носителями есть протоны;
    • а также отрицательные заряды, их носителями есть электроны.

    Атом состоит из ядра, который, в свою очередь, состоит из нейтронов, электронов и протонов. Если же атом отдает или получает электроны, он автоматически превращается в ион. На данный момент существует всего пара вариантов электризации: при помощи трения; а также при помощи влияния.

    По поводу применения электромагнитных явлений есть немало интересных фактов. Сохранились старинные записи, в которых содержатся прямые доказательства того, что еще в древнейшие времена активно использовали знания об электромагнитных явлениях. К примеру, императора Нерона, который страдал от тяжелой формы ревматизма, еще тогда лечили электрованнами. Согласитесь, что даже сейчас такой метод есть далеко не в каждой клинике. В те времена такой метод лечения считался более чем инновационным. В чем же его суть и как проводили процедуру древние целители? В деревянную емкость с водой были помещены электрически скаты. Больной человек ложился в такую ванную и подвергался действию электрических полей и зарядов. Результат лечения можно было увидеть достаточно быстро. Подобные методы лечения есть и в наше время. К примеру, в Швейцарии в прошлом столетии была изобретена электрическая няня. Это недешевое, но очень полезное изобретение, которое оценили многие родители. Под детские пеленки или матрасики подкладывались специальные изолированные металлические сети, они разделялись между собой сухой подкладкой. Когда ребенок делал свои дела и подкладка становилась мокрой, цепь замыкалась, и тут срабатывал звонок. Это давало возможность родителям вовремя прибежать на помощь младенцу. Матери и отцы сразу знали, когда нужно заменить пеленку своему ребенку. Электромагнитные явления активно применялись в местности, где большую часть года – холода и морозы. В таких регионах существовала достаточно серьезная проблема со сливом нефтепродуктов. Она возникала из-за того, что при низких температурах увеличивалась вязкость нефтепродуктов. Чтобы решить эту проблему, ученые разработали технологию электроиндукционного нагрева емкостей, что дало возможность в разы сократить энергозатраты. Такая технология оказалась очень эффективной, и помогла быстро справиться с неприятной проблемой. При помощи электромагнитных явлений можно было определить даже отпечатки пальцев конкретного человека, который держал в руках гильзы. Для этого нужно было поместить гильзу в электрическое поле в виде электрода, на него в вакууме напылялась специальная металлическая пленка, на ней проявлялись отпечатки пальцев. Таким образом, процесс идентификации человека становился очень быстрым и простым.

    Электрические и электромагнитные явления при деформации и механическом разрушении твердых тел — Библиография (1970-1995)

    191. ВОЛАРОВИЧ М.П. Исследование физико-механических свойств горных пород при различных давлениях // Проблемы тектоно-физики. — М.: Госгеолтехиздат, 1960. — С.9-37.

    Зависимость модуля Юнга пород на глубинах до 20 км.

    РЖГФ, 1962, 8А54

    192. ВОЛАРОВИЧ М.П., БОНДАРЕНКО А.Т., ПАРХОМЕНКО Э.И. Влияние давления на электрические свойства горных пород // Тр. Ин-та физики Земли АН СССР. — 1962. — N 23 (190). — С.80-90.

    РЖГФ, 1963, 8Г23

    193. ВОЛАРОВИЧ М.П., ПАРХОМЕНКО Э.И. Пьезоэлектрический эффект горных пород // Изв. АН СССР. Сер. геофиз. — 1955. — N 3. — С.215-222.

    194. ВОЛАРОВИЧ М.П., ПАРХОМЕНКО Э.И. Пьезоэффект горных пород // ДАН СССР. — 1954. — Т.99, N 2. — С.239-242. — Библ.: 4.

    195. ВОЛАРОВИЧ М.П., ПАРХОМЕНКО Э.И., СОБОЛЕВ Г.А. Исследование пьезоэлектрического эффекта кварцсодержащих горных пород в полевых условиях // ДАН СССР. — 1959. — Т.128, N 3. — С.525-528. — Библ.: 6.

    196. ВОЛАРОВИЧ М.П., СОБОЛЕВ Г.А. Пьезоэлектрический метод геофизической разведки кварцевых и пегматитовых жил. — М.: Наука, 1969. — 132 с.

    197. ВОЛАРОВИЧ М.П., СОБОЛЕВ Г.А., ПАРХОМЕНКО Э.И. Пьезоэлектрический эффект пегматитовых и кварцевых жил // Изв. АН СССР. Сер. геофиз. — 1962. — N 2. — С.145-152.

    РЖГФ, 1962, 6А36

    198. ВОЛКОВ И.Д. О природе естественного электрического поля над кварцевыми и пегматитовыми жилами // Разведочная геофизика. Вып.100. — М.: Недра, 1985. — С.53-58.

    199. ВОРОБЬЕВ А.А. К вопросу об инициировании землетрясений подземными грозовыми явлениями // Электрическая аппаратура и электрическая изоляция. — М.: Энергия, 1970. — С.494-506. — Библ.: 11.

    200. ВОРОБЬЕВ А.А. О возможности грозовой деятельности в земной коре и физико-химических процессов в плазме // Электронная обработка материалов. — 1971. — N 2. — С.33-39.- Библ.: 14.

    РЖГФ, 1971, 11Г14

    201. ВОРОБЬЕВ А.А. О возможности электрических разрядов в недрах Земли // Геология и геофизика. — 1970. — N 12. — С.3-13. — Библ.: 39.

    РЖГФ, 1971, 6Г37

    202. ВОРОБЬЕВ А.А. Электрические и электромагнитные явления при нагружении и разрушении образцов минералов и горных пород. Импульсное радиоизлучение при трении и царапании некоторых диэлектрических тел // Равновесие и преобразование видов энергии в недрах. — Томск: ТГУ, 1980. — С.156-167.

    203. ВОРОБЬЕВ А.А. Электрические разряды и грозы в недрах Земли // Изв. Томск. политехн. ин-та. — 1974. — Т.195. — С.30-34.

    РЖФ, 1977, 9Г107

    204. ВОРОБЬЕВ А.А., ЗАВОДОВСКАЯ Е.К., САЛЬНИКОВ В.Н. Изменение электропроводности и радиоизлучение горных пород и минералов при физико-химических процессах в них // ДАН СССР. — 1975. — Т.220, N 1. — С.82-85. — Библ.: 12.

    205. ВОРОБЬЕВ А.А., САЛЬНИКОВ В.Н. Наблюдения радиоволн и аномальные изменения электропроводимости при нагревании образцов горных пород и минералов // ФТПРПИ. — 1976. — N 5. — С.3-15. — Библ.: 27.

    РЖГД, 1977, 1Б19

    206. Вызванная сейсмоэлектрическая поляризация / Назарный С.А., Комаров В.А., Михайлов Г.Н. и др. // Поляризационные электроразведочные методы. — Ереван.: Изд-во АН АрмССР, 1989. — С.47-53.

    207. ГЕННАДИНИК Б.И. Теория явления вызванной поляризации. — Новосибирск: Наука, 1985. — 279 с.

    208. ГЕННАДИНИК Б.И. Теория явления вызванной поляризации: Автореф. дис. … д-ра физ.-мат. наук. — М., 1988. — 41 с.

    209. ГЕРШЕНЗОН Н.И., ГОХБЕРГ М.И., ДОБРОВОЛЬСКИЙ И.П. Расчет электрокинетических явлений на заключительной стадии подготовки тектонического землетрясения / ИФЗ АН СССР. — М., 1988. — 58 с. — Деп. в ВИНИТИ, N 7567-В88.

    210. ГОХБЕРГ М.Б., МОРГУНОВ В.А., АРОНОВ Е.Л. О высокочастотном электромагнитном излучении при сейсмической активности // ДАН СССР. — 1979. — Т.248, N 5. — С.1077-1081.

    211. ГОХБЕРГ М.Б., МОРГУНОВ В.А., ПОХОТЕЛОВ О.А. Сейсмоэлектромагнитные явления. — М.: Наука, 1988. — 174 с. — Библ.: 236.

    212. ГРИГОРЬЕВ В.И., ГРИГОРЬЕВА Е.В., РОСТОВСКИЙ В.С. Бароэлектрический эффект и магнитные поля планет и звезд // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1990. — N 4. — С.3-14.

    213. ГУЛЬЕЛЬМИ А.В., ЛЕВШЕНКО В.Т. Вопросы теории сейсмоэлектромагнитных сигналов. — М., 1995. — 12 с.

    214. ГУЛЬЕЛЬМИ А.В., ЛЕВШЕНКО В.Т. Электромагнитные сигналы от землетрясений // Физика Земли. — 1994. — N 5. — С.65-70. — Библ.: 20.

    215. ДЕМИН В.М. О связи радиоимпульсного и пьезоэлектрического эффектов // Методы разведочной геофизики. Пьезоэлектрический метод разведки. — Л., 1990. — С.22-29.

    216. Деформация земной поверхности и аномальное электромагнитное излучение / Моргунов В.А., Герасимович Е.А., Матвеев И.В. и др. // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1988. — N 11. — С.95-103. — Библ.: 7.

    217. Динамика трещин и электромагнитное излучение нагруженных горных пород / Иванов В.В., Егоров П.В., Колпакова Л.А., Пимонов А.Г. // ФТПРПИ. — 1988. — N 5. — С.20-27. — Библ.: 7.

    218. ДМИТРИЕВСКИЙ А.Н., ВОЛОДИН И.А., ШИПОВ Г.И. Энергоструктура Земли и геодинамика. — М.: Наука, 1993. — 154 с. — Библ.: 147.

    РЖГФ, 1994, 6Г12

    219. ДОБРОВОЛЬСКИЙ И.П. Международный семинар «Математические методы текстурного анализа» // Физика Земли. — 1995. — N 8. — С.94-96.

    220. ДЫРДИН В.В. Разработка теории и методов контроля геомеханического состояния массива горных пород по параметрам естественного электрического поля: Автореф. дис. … д-ра техн. наук / Моск. горн. ин-т. — М., 1989. — 33 с.

    221. ДЬЯКОНОВ Б.П., ТРОЯНОВ А.К., ФАДЕЕВ В.А. Напряженно-деформированное состояние геосреды и особенности распределения электромагнитного излучения (ЭМИ) пород в скважинах // Напряжения в литосфере: глобальные, региональные, локальные: 1 Междунар. семин., Москва, 19-23 сент., 1994: Тез. докл. — М., 1994. — С.60-61.

    РЖГФ, 1995, 2Г388

    222. ЕВСЕЕВ В.Д. Электризация при разрушении и ее влияние на диспергирование минералов // Докл. VII Всес. симп. по механоэмиссии и механохимии твердых тел. Т.2. — Ташкент, 1981. — С.73-77.

    223. ЕГОРОВ П.В., ВАСИЛЬЕВА О.Б. Контроль за напряженным состоянием массива пород по интенсивности импульсного электромагнитного излучения // Горные удары, методы оценки и контроля удароопасности массивов горных пород. — Фрунзе: Илим, 1979. — С.265-270.

    224. ЕГОРОВ П.В., ДЕНИСОВ А.С., МИНАЕВ С.М. Триболюминесцентный способ оценки напряженного состояния горного массива // Геофизические способы контроля напряжений и деформаций. — Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1986. — С.35-40. — Библ.: 6.

    225. ЕГОРОВ П.В., ИВАНОВ В.В., КОЛПАКОВА Л.А. О некоторых закономерностях импульсного электромагнитного излучения щелочно-галоидных кристаллов и горных пород // ФТПРПИ. — 1988. — N 1. — С.67-70.

    226. ЕГОРОВ П.В., КОРНЕЙЧИКОВ В.П. Выявление в массиве зон повышенных напряжений по локальному электромагнитному излучению // Методология измерения напряжений в массиве горных пород. — Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1978. — С.108-111.

    227. ИВАНОВ В.В. Физические основы электромагнитных процессов при формировании очага разрушения в массиве горных пород: Автореф. дис. … д-ра техн. наук / Кузбас. гос. техн. ун-т. — Кемерово, 1994. — 41 с.

    228. ИВАНОВ В.В., ЕГОРОВ П.В., КОЛПАКОВА Л.А. Динамика распространения зародышевых трещин в горных породах — диэлектриках с учетом естественной электростатической составляющей энергии // Тез. докл. IX Всесоюз. конф. комплексных исследований физических свойств горных пород и процессов. — М., 1987. — С.40-41.

    229. ИВАНОВ В.В., ЕГОРОВ П.В., ПИМОНОВ А.Г. Статистическая теория эмиссионных процессов в нагруженных структурно — неоднородных горных породах и задача прогнозирования динамических явлений // ФТПРПИ. — 1990. — N 4. — С.59-65. — Библ.: 10.

    230. ИВАНОВ В.В., ПИМОНОВ А.Г. Статистическая модель электромагнитной эмиссии из очага разрушения в массиве горных пород // ФТПРПИ. — 1990. — N 2. — С.53-56. — Библ.: 5.

    231. ИВАНОВ В.В., ФИНТИСОВ С.И. Аномалии естественного электрического поля вокруг горных выработок, пройденных в слоистых анизотропных горных породах // Вопросы рудничной аэрологии. Вып.4. — Кемерово, 1975. — С.230-234.

    232. Изучение механоэлектрических явлений в сейсмоактивном районе / Соболев Г.А., Богаевский В.Н., Лементуева Р.А. и др. // Физика очага землетрясения. — М.: Наука, 1975. — С.184-223. — Библ.: 33.

    РЖГФ, 1975, 12Г163

    233. Изучение прогрессирующего разрушения при развитии оползневого процесса методом регистрации электромагнитных сигналов / Мастов Ш.Р., Гольд Р.М., Саломатин В.Н., Яворович Л.В. // Инженерная геология. — 1984. — N 1. — С.68-71.

    РЖГФ, 1984, 4Д179

    234. Импульсное электромагнитное излучение минералов и горных пород, подверженных механическому нагружению / Гольд Р.М., Марков Г.П. Могила П.Г., Самохвалов М.А. // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1975. — N 7. — С.109-111. — Библ.: 7.

    235. ИПАТОВ Ю.П. Обоснование применения метода электромагнитной эмиссии для прогноза горных ударов в условиях Хибинских апатитовых рудников: Автореф. дис. … канд. техн. наук / ВНИИ горн. геомеханики и маркшейдер. дела. — Л., 1989. — 18 с.

    236. Исследование возбуждения токовых источников при разрушении образцов горных пород / Гуфельд И.Л., Рожной А.А., Никифорова Н.Н. и др. // Экспериментальные и численные методы в физике очага землетрясения. — М.: Наука, 1989. — С.203-210. — Библ.: 7.

    237. Исследование электромагнитного излучения пород, содержащих минералы — полупроводники и пьезоэлектрики / Соболев Г.А., Демин В.М., Лось В.Ф., Майбук Ю.Я. // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1982. — N 11. — С.72-86.

    РЖГФ, 1983, 2Г91

    238. Исследования возмущений естественных и искусственных электромагнитных полей источниками сейсмического происхождения / Гохберг М.Б., Гуфельд И.Л., Маренко В.Ф. и др. // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1987. — N 2. — С.17-24. — Библ.: 14.

    239. К вопросу удароопасности горных пород методом счета импульсного электромагнитного излучения / Егоров П.В., Корнейчиков В.П., Корнейчикова Н.М., Поляков А.Н. // Измерение напряжений в массиве горных пород. — Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1976. — С.112-114.

    240. КАСЬЯН М.В., РОБСМАН В.А., НИКОГОСЯН Г.Н. Изменения спектров эмиссионных сигналов при развитии трещин и разрушении горных пород // ДАН СССР. — 1989. — Т.306, N 4. — С.826-830.

    241. КИЛЬКЕЕВ Р.Ш., МИРОШНИЧЕНКО М.И. Электрические поля при механическом нагружении горных пород // Прогноз землетрясений. — 1983. — N 4. — С.92-98. — Библ.: 6.

    242. КОВАЛЕВ О.В., МЕЩЕРЯКОВ В.В. Контроль и прогнозирование состояния горных пород по параметрам электромагнитной эмиссии // Контроль, прогнозирование и управление состоянием пород в калийных рудниках. — Л.: ВНИИГ, 1985. — С.3-10.

    РЖГД, 1986, 7Б33

    243. КОЖЕВИН В.Г., ДЫРДИН В.В., ИВАНОВ В.В. Определение механических напряжений впереди забоя методом естественного электрического поля // Вопросы рудничной аэрологии. Вып.4. — Кемерово, 1975. — С.199-208.

    244. КОЖЕВИН В.Г., ДЫРДИН В.В., ИВАНОВ В.В. К вопросу распределения естественного электрического поля вокруг цилиндрической выработки // Вопросы рудничной аэрологии. Вып.4. — Кемерово, 1975. — С.222-229.

    245. КОЛМАКОВ В.В. Разработка метода и аппаратуры контроля трещинообразования в горных породах по параметрам естественного электромагнитного излучения: Автореф. дис. … канд. техн. наук / АН СССР. Сиб. отд-ние. Ин-т угля. — Кемерово, 1989. — 18 с.

    246. КОЛПАКОВА Л.А. Оценка параметров и кинетика электромагнитного излучения горных пород при изменении их напряженного состояния: Автореф. дис. … канд. техн. наук / ИГД СО АН СССР. — Новосибирск, 1988. — 19 с.

    247. КОРМИЛЬЦЕВ В.В. Нестационарная вызванная поляризация горных пород и ее использование в электроразведке: Автореф: дис. … д-ра геол.-минерал. наук. — Л., 1981. — 48 с.

    248. КОРМИЛЬЦЕВ В.В. Переходные процессы при вызванной поляризации: Автореф. дис. … канд. техн. наук. — Свердловск, 1966. — 15 с.

    249. КОРМИЛЬЦЕВ В.В. Переходные процессы при вызванной поляризации: Теория и применение в геофизике. — М.: Наука, 1980. — 112 с.

    250. КОРМИЛЬЦЕВ В.В., МЕЗЕНЦЕВ А.Н. Электроразведка в поляризующихся средах. — Свердловск: УрО АН СССР, 1989. — 124 с.

    251. КОРМИЛЬЦЕВ В.В., СЕМЕНОВ В.Д. Электроразведка методом заряда. — М.: Недра, 1987. — 218 с. — Библ.: 35.

    252. КОРМИЛЬЦЕВ В.В., ХАЧАЙ О.А. Механо — электрические явления во влажных горных породах. — Свердловск, 1982. — 35 с.

    253. КУЗНЕЦОВ И.В. Использование механо — электрических эффектов, регистрируемых при сдвиговых деформациях, в качестве критериев разрушения горных пород // Инж. геология. — 1991. — N 2. — С.99-105.

    РЖГД, 1993, 8Б126

    254. КУЗНЕЦОВ И.В. Совместная регистрация электромагнитных и сейсмоакустических сигналов // Геофиз. способы контроля напряжений и деформаций. — Новосибирск, 1985. — С.31-34.

    РЖГД, 1986, 7Б30

    255. КУРЛЕНЯ М.В., КУЛАКОВ Г.И., ЯКОВИЦКАЯ Г.Е. Спктрально — временной анализ электромагнитной эмиссии при трещинообразовании образцов горных пород // ФТПРПИ. — 1993. — N 1. — С.3-13. — Библ.: 16.

    256. КУРЛЕНЯ М.В., ОПАРИН В.Н. Электрометрический метод диагностики напряженно — деформированного состояния массивов горных пород // ДАН СССР. — 1990. — Т.313, N 1. — С.71-77.

    РЖГД, 1990, 11Б214

    257. КУРЛЕНЯ М.В., ОПАРИН В.Н. Электрометрический метод диагностики напряженно — деформированного состояния массивов горных пород. — Новосибирск: ИГД, 1989. — 46 с.

    258. КУРЛЕНЯ М.В., ЯКОВИЦКАЯ Г.Е., КУЛАКОВ Г.И. Стадийность процесса разрушения на основе исследования ЭМИ — излучения // ФТПРПИ. — 1991. — N 1. — С.44-49. — Библ.: 10.

    259. ЛАСУКОВ В.В. Аэрозольный механизм генерирования аномалий в электромагнитном поле Земли // Физика Земли. — 1993. — N 7. — С.81-82.

    РЖГФ, 1994, 2А175

    260. ЛАСУКОВ В.В., МАСТОВ Ш.Р. Электромагнитный предвестник обрушения пород // ФТПРПИ. — 1993. — N 2. — С.6-11. — Библ.: 16.

    261. ЛЕОНТЬЕВ А.В., ПЕТРОВ В.Е. Принципы построения аппаратуры для исследований напряженно — деформированного состояния массива горных пород // Мех. горн. пород, горн. и строит. машиновед., технол. горн. работ. / ИГД СО РАН. — Новосибирск, 1993. — С.55-58.

    РЖМИТ, 1995, 4.32.168

    262. ЛОДУС Е.В., СМИРНОВ В.А. О реологических процессах при деформировании горных пород и о прогнозе их разрушения // Физика и механика разрушения горных пород применительно к горной геомеханике и сейсмологии. — СПб., 1994. — С.15-20.

    263. МАРКОВ В.А. Исследование ЭМИ — излучения породных образцов с помощью магнитной экранированной антенны // ФТПРПИ. — 1991. — N 2. — С.102-104. — Библ.: 2.

    264. МАРКОВ В.А., ОБРАЗЦОВ Ю.Д. Малогабаритный прибор для обнаружения сигналов электромагнитного излучения в лабораторных условиях // ФТПРПИ. — 1994. — N 2. — С.148-150.

    265. МАСТОВ Ш.Р., ЛАСУКОВ В.В. Теоретическая модель генерации электромагнитного сигнала в процессе хрупкого разрушения // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1989. — N 6. — С.38-48. — Библ.: 21.

    РЖГФ, 1989, 11Г125

    266. МАСТОВ Ш.Р., НУРМАГАМБЕТОВ С.Б. Электромагнитное поле системы трещин хрупкого разрушения // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1988. — N 7. — С.107-111. — Библ.: 14.

    267. МАСТОВ Ш.Р., САЛОМАТИН В.Н., ЯВОРОВИЧ Л.В. Выявление степени деформации участков оползня методом регистрации импульсов электромагнитного поля // Инж. геология. — 1983. — N 2. — С.98-101.

    268. МАСТОВ Ш.Р., САЛОМАТИН В.Н., ЯВОРОВИЧ Л.В. Оценка напряженно — деформированного состояния массивов горных пород с помощью наблюдений импульсной электромагнитной активности // Геофиз. основы контроля напряжений в горных породах. — Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1983. — C.23-26. — Библ.: 5.

    РЖГФ, 1984, 9Г96

    269. МЕРРИК Б.Р., ЧЕЧИН Г.М., ПОПОВ В.В. Поверхностная плотность электрического заряда на границах осесимметричной многослойной среды, пересеченной скважиной // Геология и геофизика. — 1979. — N 3. — С.113-120. — Библ.: 6.

    270. Метод заряда на переменном токе: Сб. ст. / Отв. ред. В.В.Кормильцев. — Препр. — Свердловск, 1985. — 59 с.

    271. Методика исследований электромагнитного излучения при разрушении образцов горных пород / ИГД СО АН СССР; Сост. М.В.Курленя и др. — Новосибирск, 1989. — 24 с.

    272. Методические рекомендации по пьезоэлектрическому методу разведки / Нейштадт Н.М., Мазанова З.В., Биневич Л.Я. и др. — Л.: НПО «Рудгеофизика», 1988. — 117 с.

    273. Методические указания по оценке напряженного состояния угля и пород электрометрическим методом. — Л., 1974. — 59 с.

    274. Методические указания по сейсмоакустическим и электромагнитным методам получения критериев степени удароопасности. — Л.: ВНИМИ, 1986. — 32 с.

    275. МИГУНОВ Н.И. Об использовании сейсмоэлектрических явлений для изучения напряженного состояния насыщенных горных пород // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1984. — N 9. — С.20-28.

    276. МИГУНОВ Н.И. Особенности проявления электрокинетических свойств горных пород при сейсмических воздействиях // Моделирование предвестников землетрясений. — М.: Наука, 1980. — С.133-150. — Библ.: С.148-150.

    277. МИГУНОВ Н.И., КОКОРЕВ А.А. Динамические особенности сейсмоэлектрического эффекта водонасыщенных горных пород // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1977. — N 6. — С.114-117.

    278. МИГУНОВ Н.И., КОКОРЕВ А.А., МИЛЛЕР В.В. Изменения сейсмоэлектрического эффекта горных пород при облучении -квантами // ДРАН. — 1995. — Т.345, N 5. — С.678-681.

    279. Модельные исследования источников электромагнитных излучений при деформации и разрушении горных пород / Гуфельд И.Л., Никифорова Н.Н., Рожной А.А., Федотов А.Я. // Тез. докл. III Всес. съезда по геомагнетизму, февр. 1986. — Ялта: ИГ АН УССР, 1986. — С.72.

    280. МОРГУНОВ В.А. Об электромагнитном излучении при сейсмической активности // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1984. — N 3. — С.77-86.

    281. МОРГУНОВ В.А. Об электромагнитном излучении при сейсмической активности // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1985. — N 3. — С.77-85. — Библ.: 21.

    РЖГФ, 1985, 8Г125

    Изучение темы: «Электромагнитные явления»

    Организация исследовательской деятельности учащихся при изучении темы: «Электромагнитные явления» по физике в восьмом классе основной школы в свете требований ФГОС к результатам освоения ООП

    Быстрое накопление знаний, приобретаемых

     при слишком малом самостоятельном участии, не очень плодотворны.

    Ученость также может родить лишь листья, не давая плодов.

    Лихтенберг

     ФГОС основного общего образования утвержден приказом Министерства      образования и науки РФ от 17 декабря 2010 г. №1897.

     Принципиальное отличие  ФГОС второго поколения — ориентация на результат, который предполагает развитие личности на основе освоения универсальных способов деятельности.

     Требования к результатам освоения основной образовательной программы (ООП)

     (личностные, метапредметные, предметные)

     Личностные – воспитание гражданской идентичности, готовности к самообразованию, формирование целостного мировоззрения, коммуникативной компетентности, толерантности, освоение социальных норм, правил безопасного поведения и т.д.

    • Метапредметные – определять цели обучения, планировать пути их достижения, оценивать правильность выполнения учебной задачи, владеть основами самоконтроля, смысловое чтение, ИКТ-компетенции и т.д.
    • Предметные — цели-результаты по предметным областям и предметам (опыт деятельности специфической для данной предметной области, система основополагающих элементов научного знания)

     Хотя обязательное введение ФГОС для основной школы еще не наступило, необходимо уже сегодня перестраивать свою работу таким образом, чтобы создавать условия для формирования у учащихся: 

    • Универсальных учебных действий
    • ИКТ-компетентности
    • Основы учебно-исследовательской и проектной деятельности
    • Основы смыслового чтения и работы с текстом 

    Универсальные учебные действия представляют собой систему действий обучающегося, обеспечивающую способность к самостоятельному усвоению новых знаний и умений, включая организацию учебной деятельности. 

    Компетентностный подход ФГОС делает акцент на деятельностном содержании образования. В этом случае основным содержанием обучения являются действия, операции, соотносящиеся не столько с объектом приложения усилий, сколько с проблемой, которую нужно разрешить. В учебных программах деятельностное содержание образования отражается в акценте на способах деятельности, умениях и навыках, которые необходимо сформировать, на опыте деятельности, который должен быть накоплен и осмыслен учащимися, и на учебных достижениях, которые учащиеся должны продемонстрировать. 

    Реализация компетентностного подхода невозможна без получения глубоких знаний, так как важнейшим признаком компетентностного подхода является способность обучающегося к самообучению в дальнейшем.  Компетентностный подход не отрицает, но изменяет роль знаний. Знания полностью подчиняются умениям. В содержание обучения включаются только те знания, которые необходимы для формирования умений. Все остальные знания рассматриваются как справочные, они хранятся  в справочниках, энциклопедиях, Интернете и др., а не в головах учащихся. В то же время, учащийся должен при необходимости уметь быстро и безошибочно воспользоваться всеми этими источниками информации для разрешения тех или иных проблем. 

    Таким образом, компетентностный стандарт – это стандарт результатов образования.  

    Компетенция – готовность человека к мобилизации знаний, умений и внешних ресурсов для эффективной деятельности в конкретной жизненной ситуации. 

    Предлагаю в качестве конкретного примера попытки осуществления компетентностного подхода в обучении, т.е. освоение обучающимися основ учебно-исследовательской деятельности на основе реального предметного эксперимента,  организацию учебно-исследовательской деятельности при изучении  темы: «Электромагнитные явления» по физике  в восьмом классе основной школы. В основе организации данной учебно-исследовательской деятельности учащихся предполагалось учитывать следующие принципы: 

    • Создание внутренней мотивации к процессу учения на основе возбуждения интереса к изучаемому предмету
    • —Деятельностный подход на основе активизации индивидуальной познавательной самостоятельности
    • —Проблемное обучение
    • Принцип успешности обучения
    • Возможность определения объёма содержания и  уровня сложности предметного материала   самим обучающимся 

      На изучение данной темы в восьмом классе основной школы отводится семь часов. Предусмотрено проведение демонстрационных и фронтальных экспериментов; выполнение одной лабораторной работы: «Сборка электромагнита и испытание его действия». 

    Материал темы «Электромагнитные явления», на мой взгляд, дает возможность не просто проводить различные опыты, а организовать исследовательскую деятельность учащихся на основе использования экспериментальных заданий на всех уроках по данной теме. 

    Организация такой деятельности является достаточно трудоемким процессом, но далеко не напрасным. Ведь известно, что умелое проведение  эксперимента является вершиной изучения физических явлений, так как требует глубоких теоретических знаний,  навыков правильного обращения с приборами, умения построения графиков и грамотного расчета, умения оценивать погрешность опыта, умения анализировать и делать выводы. 

    Научиться всему этому можно только тогда, когда принимаешь непосредственное участие в практической деятельности. Поэтому, чем чаще учащиеся будут обращаться к экспериментальным заданиям, тем выше будет качество их знаний, так как приобщение к исследовательской деятельности, возможность что-то сделать своими руками развивает к тому же интерес к предмету и помогает лучше его усвоить. Таким образом, на уроках физики создается реальная возможность  формирования универсальных умений и навыков, которые учащиеся могут применить и на других предметах, и во внеучебных, жизненных ситуациях. 

    Экспериментальные задания, предлагаемые при изучении данной темы в базовом восьмом классе, не являются сложными. Они не основаны на установлении количественных закономерностей и требуют лишь качественного объяснения. Но это ничуть не умаляет их достоинств. Выполнение таких заданий в большей степени требует от учащихся проявлять самостоятельность, развивает умение анализировать свою работу и  делать выводы, что пока для восьмиклассников представляет определенную трудность. И, конечно, выполнение таких заданий развивает навык работы с приборами и поддерживает интерес учащихся к изучению электромагнитных явлений. Предлагаемые экспериментальные задания не являются чем-то новым, они общеизвестны. Но при этом некую новизну им придает характер их использования. Так же от учащихся требуется помимо выполнения непосредственного экспериментального задания, самостоятельное теоретическое объяснение его на основе изучения текста учебника. Предлагается рассмотреть и представить по желанию дополнительный материал по данной теме из других источников. На каждом уроке учащиеся имеют возможность афишировать приобретенные знания. Развитию коммуникативных способностей способствует работа учащихся в паре и группе. Конечно, успешное изучение данной темы посредством учебно-исследовательской деятельности, должно предваряться систематическим обращением к выполнению различных классных и домашних экспериментальных заданий. 

    Поурочное распределение материала темы «Электромагнитные явления» 

    1. Постоянный магнит и проводник с током. 

    2. Магнитное поле на бумаге. 

    3. Сравнение магнитного поля соленоида и постоянного магнита. 

    4. Вездесущие электромагниты. 

    5. Проводник с током в магнитном поле. 

    6. Катушка с током в магнитном поле. 

    7. Электромагнитный мир. 

    Экспериментальная и методическая поддержка темы. 

    1. Лабораторное оборудование: постоянные магниты, компас, мелкие металлические тела, источник тока, реостат, амперметр, соединительные провода, ключ, компас, железные опилки, плотный лист бумаги, проволочный виток, соленоид, металлические сердечник и скрепка, динамометр, модель электродвигателя. 

    2. Раздаточный материал (ход экспериментальных исследований) 

    3. Компьютерная поддержка уроков. Используются готовые продукты: «Образовательный комплекс «Подготовка К ЕГЭ 10-11 класс», «Физика в картинках». 

    УМК учащихся 

    • А.В. Перышкин. Физика 8. Дрофа. М. 2002
    • Г.Н. Степанова, А.П. Степанов. Сборник вопросов и задач по физике. Основная школа.  «Валери СПД» СПб. 2001

    Содержание уроков

    Урок №1

    Постоянный магнит и проводник с током.

    Цель урока.

    Ввести понятие магнитного поля.

    Задачи урока:

    • убедиться в том, что магнитное поле образуется вокруг постоянного магнита и проводника с током;
    • выяснить, можно ли обнаружить магнитное поле с помощью органов чувств;
    • имеет ли магнитное поле направление, и можно ли усилить или ослабить его действие.

     Ход урока.

    Постановка цели урока.

    Электрические явления уже достаточно подробно рассмотрены. Приступаем к изучению явлений магнитных и постараемся убедиться в том, что эти явления взаимосвязаны и что новая тема не случайно носит название «Электромагнитные явления». По мере изучения этой темы будем вести исследовательский дневник. Разделим его пополам. В одной половине будут представлены результаты опытов, в другой — их теоретические объяснения. На последнем уроке проведем конкурс  дневников.

    Вы уже не раз собирали электрические цепи и знакомились с особенностями протекания в них электрического тока, и не раз в своей жизни пользовались постоянными магнитами. Давайте выясним, есть ли что-то общее у постоянного магнита и проводника с током?

    Что вы знаете из своего жизненного опыта о свойствах постоянных магнитов? Уточним ваши знания с помощью опыта.

    Экспериментальное исследование №1

    Постоянный магнит

    Цель исследования: определить, какими свойствами обладает постоянный магнит.

    Оборудование: постоянный магнит, компас, мелкие металлические тела.

    Ход исследования.

    1. Поднесите постоянный магнит по очереди к карандашу, резинке и к разным металлическим телам.

    Понаблюдайте, что будет происходить.

    2. Добейтесь максимально возможного притяжения тел магнитом.

    Обратите внимание на то, к каким частям магнита притянулись эти тела.

    3. Поднесите магнитную стрелку с разных сторон к магниту.

    Понаблюдайте за поведением стрелки компаса.

    4. По результатам ваших наблюдений сформулируйте основные свойства постоянного магнита.

    Проводник с током

    Цель исследования: выяснить, что объединяет постоянный магнит и проводник с током.

    Оборудование: постоянный магнит, источник тока, реостат, амперметр, соединительные провода, ключ, компас.

    Ход исследования.

    1. С помощью органов чувств исследуйте пространство вокруг постоянного магнита и вокруг какого-нибудь тела (линейки, карандаша).

     Сделайте вывод о результатах вашего опыта.

    2. С помощью компаса исследуйте пространство вокруг постоянного магнита и вокруг какого-нибудь тела (линейки, карандаша).

     Сделайте вывод о результатах вашего опыта.

    3. Начертите схему электрической цепи, состоящей из источника тока, реостата, амперметра, ключа и соединительных проводов, соединив все элементы последовательно:

    • Соберите электрическую цепь по этой схеме.
    • Расположите любой соединительный провод над стрелкой компаса  параллельно его стрелке на небольшом расстоянии, не замыкая цепи (компас лежит на столе). Отклоняется ли при этом стрелка компаса?
    • Замкните цепь, пронаблюдайте, что произойдет со стрелкой компаса.
    • Уберите компас, разомкните цепь. Попробуйте определить с помощью органов чувств, меняется ли что-либо при замыкании цепи.

    4.Сделайте вывод по результатам исследования.

     (Постоянный магнит и проводник с током взаимодействуют с магнитной стрелкой)

    Работа с учебником. (компьютерная модель опыта Эрстеда)

    • Кто и когда впервые произвел опыт с проводником с током и магнитной стрелкой?
    • Что же действовало в нашем исследовании  на магнитную стрелку, отклоняя ее?
    • Как теперь можно ответить на вопрос: что объединяет постоянный магнит и проводник с током?

    Можно ли обнаружить магнитное поле с помощью органов чувств?

    А как его можно обнаружить?

    Итог урока.

    Обнаружен объект невидимка. Какой? Где? С помощью чего? Что о нем стало известно?

    Домашнее задание

    Используя материал 56 и 59 параграфов учебника,  дайте теоретическое объяснение результатам ваших опытов. 

     

    Урок №2

    Магнитное поле на бумаге.

    Цель урока.

    Познакомить с графическим способом изображения магнитных полей.

    Задачи урока.

    • Выяснить, имеет ли магнитное поле направление и можно ли усилить или ослабить его действие.
    • Ввести понятие магнитных линий.
    • Выяснить, какую роль играют железные опилки при изучении магнитного поля.
    • Рассмотреть картину магнитных линий постоянного магнита и проводника с током.

     Ход урока

    Постановка цели урока.

    Узнали о существовании магнитного поля. Оказывается, физики давно научились изображать на бумаге объект невидимку, пользуясь определенными правилами. Давайте выясним, что послужило основой для создания этих правил и как можно изображать магнитные поля на бумаге. Для этого опять проведем экспериментальные исследования, но сначала вспомним, что уже знаем о магнитном поле, и определим, что еще предстоит узнать.

    Разбор и корректировка домашнего задания.

    Афиширование дневников. Сравнение и уточнение выводов. Внесение дополнений. Обсуждение гипотезы Ампера. Главный вывод: магнитное поле образуется вокруг движущихся электрических зарядов.

    Итак, можно ли обнаружить магнитное поле с помощью органов чувств? Какой еще объект нельзя обнаружить с помощью органов чувств? Что является  его источником?

    Вернемся к полю магнитному. Как же его можно обнаружить? Достаточно ли этих знаний для того, чтобы изображать магнитное поле на бумаге? Что о нем нужно знать еще?

    Можно ли  ослабить или усилить его действие?

    Имеет ли оно направление?

    Для ответа на эти вопросы проведем следующее исследование.

    Экспериментальное исследование №3

    Магнитное поле

    Цель исследования: выяснить, имеет ли магнитное поле направление и можно ли  усилить или ослабить его действие.

     Оборудование: постоянный магнит, источник тока, реостат, амперметр, соединительные провода, ключ, компас.

    Ход исследования

    1.Поднесите  компас с разных сторон к постоянному магниту.

    Одинаково ли ведет себя стрелка компаса?

    2.Установите стрелку компаса вблизи краев магнита и посередине его. Понаблюдайте за поведением стрелки в каждом случае.

    3.Подберите расстояние, на котором постоянный магнит не действует на стрелку. Добавьте к нему еще один магнит. Понаблюдайте, что произойдет.

    4.Проделайте несколько раз опыт Эрстеда, меняя направление и силу тока в проводнике. Понаблюдайте за поведением стрелки компаса в каждом случае.

    5. Запишите выводы по результатам исследования.

    Итак, магнитное поле может действовать сильнее или слабее, и в разных направлениях. Следовательно, оно может быть слабым или сильным и имеет направление. И все это нужно учесть при изображении его на бумаге.

    Так как магнитная стрелка в магнитном поле ориентируется определенным образом, то логично было бы связать направление магнитного поля с определенным направлением магнитной стрелки.

    Физики так и поступили, и за направление магнитного поля приняли направление, совпадающее с направлением, которое указывает северный полюс магнитной стрелки. Так же они договорились изображать магнитное поле с помощью линий, вдоль которых располагаются оси маленьких магнитных стрелок. Назовем их магнитными линиями. Направление магнитных линий в каждой точке поля совпадает с направлением, которое указывает северный полюс магнитной стрелки. Определить характер расположения магнитных линий помогли обыкновенные железные опилки. Почему? Давайте выясним!

    Экспериментальное исследование №4

    Железные опилки

    Цель исследования: выяснить, какую роль играют железные опилки при изучении магнитного поля.

    Оборудование: постоянный магнит, железные опилки, плотный лист бумаги.

    Ход исследования 

    1. Положите лист бумаги на карандаш. Насыпьте на бумагу железные опилки. Аккуратно постучите по листу бумаги. Понаблюдайте, что будет происходить.
    2. Повторите свои действия, взяв вместо карандаша постоянный магнит.
    3. Аккуратно переверните магнит под листом бумаги, не трогая опилки.
    4. Сравните густоту расположения железных опилок.
    5. Сделайте вывод о поведении железных опилок  в магнитном поле.
      Работа с учебником.
      Что общего в расположении магнитных линий постоянного магнита и проводника с током?
      Как можно изменить направление магнитных линий проводника с током и постоянных магнитов?
      Демонстрация и обсуждение видеосюжета: магнитные линии прямого проводника с током.
      Продолжение исследования №4.
    6. Получите картину магнитных линий между одноименными полюсами магнитов.
    7. Направьте магниты разноименными полюсами друг к другу.
    8. Понаблюдайте, что при этом произойдет.
    9. Объясните свои наблюдения.

    Итог урока.

    С помощью чего изображают графически магнитные поля? Правила, по которым получают картины различных магнитных полей, условны или основаны на опыте (демонстрация компьютерных моделей)?

    Домашнее задание

    • Используя материал 56 и 57 параграфов учебника, внесите нужные на ваш взгляд дополнения в дневники по содержанию урока.
    • Из сборника задач выполните №1849 и № 1880.

     

    Урок №3

    Сравнение магнитного поля соленоида и постоянного магнита.

    Цель урока:

    исследовать и сравнить магнитное поле катушки с током

    с магнитным полем постоянного магнита.

    Задачи урока:

    выяснить, при каких условиях вокруг проволочной катушки образуется магнитное поле;

    от чего зависит картина магнитного поля соленоида.

    Ход урока.

    Разбор, корректировка домашнего задания и постановка цели урока.

    Магнитные поля можно изображать графически. Как?

    Попробуем теперь по известной картине магнитного поля предсказать его свойства. Свои выводы проверим опытным путем. Для этого сравним картину магнитного поля катушки с током (соленоида) с картиной магнитного поля полосового магнита.

    Демонстрация компьютерной модели (диск: «Физика в картинках»):

    изображение магнитных полей постоянного магнита и соленоида.

    Анализ модели.

     Сравнивая густоту магнитных линий у обоих тел можно выделить …(полюса)

     И у постоянного магнита, и у соленоида есть еще область, где магнитное поле …(однородно)

     Итак, в данном случае, картины магнитных полей полосового магнита и катушки с током …(одинаковы). Будут ли их свойства одинаковы?

     Всегда ли картины этих полей будут аналогичны?

    Проведем экспериментальное исследование.

    Экспериментальное исследование №5

     Соленоид

    Цель исследования:

    • проверить, будут ли одинаковыми свойства магнитных полей полосового магнита и соленоида;
    • выяснить, как можно изменить свойства магнитного поля соленоида.

    Оборудование: источник тока, проволочный виток, соленоид, реостат, амперметр, соединительные провода, ключ, компас, металлический сердечник.

    Ход исследования

    1.Опыты с проволочным витком:

    • С помощью имеющегося оборудования создайте у проволочного витка магнитное поле (используйте все приборы, которые можно включить в электрическую цепь).
    • Убедитесь, что оно есть. Определите его направление.
    • Определите, есть ли полюса у витка с током.
    • Сделайте вывод о характере магнитного поля витка с током.
    • Поменяйте направление тока в витке.
    • Выясните, изменилось ли его магнитное поле?

    2.Опыты с соленоидом:

    • Повторите опыты, взяв вместо витка катушку (соленоид).
    • Изменился ли характер магнитного поля?
    • Используя реостат, усильте магнитное поле соленоида.
    • Убедитесь в том, что оно стало сильнее.
    • Вставьте металлический сердечник в соленоид.
    • Определите, как при этом изменился характер магнитного поля соленоида.

    3.Сделайте вывод по результатам исследования в соответствие с его целью.

    Итог урока.

    Возвращение к компьютерной модели.

    Так всегда ли картины магнитных полей постоянного магнита и соленоида будут одинаковы?

    Объяснение меняющихся на слайде картин магнитных линий соленоида.

    Можем ли мы так же легко менять картину магнитных линий полосового магнита?

     Постоянные магниты можно ли также назвать естественными магнитами. А соленоид? (искусственный магнит). Создан такой магнит с помощью электрического тока. Поэтому такие магниты называются еще электромагнитами.

    Домашнее задание:

    • Узнайте, кто и когда изобрел первый электромагнит, где сегодня применяются электромагниты, найдя информацию в учебнике или других источниках (параграф № 58).
    • Так же предложите свои способы использования электромагнитов.
    • Из сборника задач выполните № 1895.

     

    Урок №4

    Вездесущие электромагниты.

    Цель урока: рассмотреть применение электромагнитов.

    Задачи урока:

    • выяснить, как можно управлять электромагнитами
    • разобрать конкретные случаи применения электромагнитов
    • определить преимущества электромагнитов перед постоянными магнитами

     

    Ход урока

    1.Постановка цели урока.

     Выполняя домашнее задание, наверняка убедились, что электромагниты нашли очень широкое применение. Давайте выясним, почему это стало возможным, и на конкретных примерах определим преимущества электромагнитов.

     Начнем с разбора домашней задачи. Что предлагалось исследовать в этой задаче? Какие вы можете предложить способы исследования. Давайте теперь проведем аналогичное исследование.

    Экспериментальное исследование №6

    Электромагниты

    Цель исследования: выяснить, как зависит сила взаимодействия электромагнита с металлической скрепкой от силы тока в его обмотке.

    Оборудование: источник тока, соленоид, реостат, амперметр, соединительные провода, ключ, металлические сердечник и скрепка, динамометр.

    Ход исследования

    1.Составьте план исследования.

    2.Проведите его.

    3.Сделайте вывод по результатам вашего исследования в соответствие с его целью (предполагается анализ графического представления результатов исследования).

    Работа в группах.

    1. Сообщите о результатах ваших исследований.
    2. Приведите известные вам примеры применения электромагнитов.
    3. Приведите свои примеры применения электромагнитов.
    4. Объясните действия электромагнитов, рассмотренных в задании №9 учебника. (Сопровождаются демонстрацией или видеосюжетом.)
    5. Дайте объяснение возможности широкого применения электромагнитов.

    Итог урока.

     Урок назывался: «Вездесущие электромагниты». Оправдал ли он свое название? Аргументируйте свой ответ. Запишите кратко свои аргументы.

    Домашнее задание.

    • Убедитесь, что в вашем дневнике все в порядке.
    • Выполните упражнение № 28 учебника.
    • Из сборника задач выполните № 1905 и № 1907.

     

     

    Урок №5

    Проводник с током в магнитном поле.

    Цель урока: рассмотреть действие магнитного поля на проводник с током.

    Задачи урока:

    • Выяснить, что будет происходить с проводником с током, если его внести в магнитное поле.
    • Определить от чего зависит модуль и направление силы Ампера.
    • Выяснить, как можно заставить поворачиваться виток с током в магнитном поле.

    Ход урока

     Разбор и корректировка домашнего задания.

    Афиширование дневников и выполненных заданий.

    Постановка цели урока.

     Использование магнитного поля не ограничивается только работой электромагнитов. Все вы знаете об использовании электрических двигателей. Настала пора разобраться, как они работают. Для этого необходимо выяснить, как ведет себя проводник с током в магнитном поле.

     Проведем опыты.

    Экспериментальное исследование №7

    Проводник с током в магнитном поле

    Цель исследования: выяснить, что происходит с проводником с током в магнитном поле.

    Оборудование: источник тока, проволочный виток, реостат, амперметр, соединительные провода, ключ, постоянный дугообразный магнит.

    Ход исследования

    1. Начертите схему электрической цепи, состоящей из источника тока, реостата, амперметра, проволочного витка, ключа и соединительных проводов, соединив все элементы последовательно.

    • Соберите электрическую цепь по этой схеме.
    •  Наденьте виток на постоянный магнит.
    • Замкните цепь. Пронаблюдайте, что при этом будет происходить с витком.
    • Повторите опыты, изменив положение магнита.
    • Повторите опыты, используя два магнита, сложенные вместе одноименными полюсами.
    • Пронаблюдайте, какие изменения произойдут.
    • Повторите опыты, меняя по очереди направление и силу тока в витке.
    • Сделайте вывод о том, что и как происходит с витком с током в магнитном поле.
    • Попробуйте заставить виток с током поворачиваться в магнитном поле.
    • Объясните, как вы этого добились.
    • Расскажите о своих наблюдениях и выводах (показ демонстраций с прямым проводником с током в магнитном поле).

    Итог урока.

    • Итак магнитное поле можно обнаружить не только по его действию на магнитную стрелку, но и по действию на ….? Модуль и направление силы, действующая на проводник с током в магнитном поле зависит от…? Действие магнитного поля на помещенный в него проводник с током используется в электрических двигателях. На следующем уроке познакомимся подробнее с их устройством.

    Домашнее задание.

    • Используя материал 61 параграфа, объясните ход опытов, изображенных на рисунках 113 и 114 учебника;
    • приведите примеры применения электрических двигателей;
    • узнайте, кто и когда изобрел первый электрический двигатель, пригодный для практического применения.
    • Не забывайте о своих дневниках!

    Урок №6

    Катушка с током в магнитном поле

    Цель урока: Рассмотреть устройство и принцип работы электрических двигателей и электроизмерительных приборов.

    Задачи урока:

    • Выяснить, как практически можно осуществить вращение проводника с током в магнитном поле.
    • Рассмотреть устройство технического электродвигателя.
    • Определить преимущества электрических двигателей перед тепловыми.
    • Рассмотреть устройство электроизмерительных приборов.

     Ход урока

     Разбор, корректировка домашнего задания и постановка цели урока.

     Выяснили, что магнитное поле действует на помещенный в него проводник с током. И как уже убедились, может даже его поворачивать!

     Приведите примеры применения электрических двигателей. Вспомните, к чему приводит их действие. Как вы думаете, какой характер движения проводника с током используется в электрических двигателях?

     Давайте выясним, как же можно заставить вращаться проводник с током в магнитном поле? И познакомимся, наконец, с устройством технических электродвигателей и других приборов, в которых используется вращение

    проводника с током в магнитном поле.

     Вспомним, почему виток с током поворачивался в магнитном поле. Что нужно предпринять, чтобы он не просто поворачивался, а еще и вращался?

    Экспериментальное исследование №8

    Цель исследования: выяснить, как технически осуществляется вращение рамки с током в магнитном поле.

    Оборудование: модель электрического двигателя.

    1. Сформулируйте условия, при которых рамка с током будет вращаться в магнитном поле.

    2. Рассмотрите модель электродвигателя (демонстрация видеосюжета).

    3. Назовите устройства позволяющие рамке с током вращаться в магнитном поле и объясните, как они действуют.

    Работа с учебником.

    1.Заполнить таблицу. 

    Основные части электродвигателя

    Назначение

    Устройство

     

     

    2. Определите преимущества электрических двигателей перед тепловыми.

     

    3. Выполните задание №11 учебника.

     

    Итог урока.

     

     Афиширование заполненных таблиц. Разбор предложенных заданий. Убедились, что вращение проводника с током в магнитном поле достаточно широко используется.

     

     Определите, что общего и в чем различие в работе электрических двигателей и электроизмерительных приборов.

     

    Домашнее задание.

     

    • Из сборника задач выполните №1920 и №1928.

     

    • Подготовьте исследовательские дневники к проверке.
    • Произведите итоговый сбор аргументов, выступающих в качестве доказательств того, что изученная тема не случайно носит название: «Электромагнитные явления».
    • С помощью учебника (параграф №60) и дополнительных источников соберите сведения о магнитном поле Земли.

     

    Урок №7

     

    Электромагнитный мир.

     

    Цель урока: обобщить и систематизировать материал темы: «Электромагнитные явления»

     

    Задачи урока:

     

    • Организовать аналитическую деятельность учащихся.
    • Проверить степень усвоения учащимися материала темы.

     

     

     

     Ход урока

     

     Урок проводится в форме соревнования между учащимися, разбитыми на три большие группы, каждая из которых делится в свою очередь на экспериментаторов, теоретиков и экспертов.

     

    ·         Выполнение заданий.

     

     1.Экспериментаторы готовят с помощью предложенного оборудования демонстрацию электромагнитных явлений.

     

     2.Теоретики готовятся к высказыванию аргументов по материалу домашнего задания.

     

     3.Эксперты оценивают исследовательские дневники членов команды и выбирают лучшие из них.

     

    ·         Афиширование выполненных заданий.

     

     1.Команды по очереди представляют свои аргументы, в том числе демонстрируют и опытные доказательства.

     

     2.Организуется выставка лучших дневников.

     

    ·         Проверочные задания.

     

     1.Разыгрывается «пирамида».

     

     2.Проводится тестирование. 

     

     

    «Пирамида»

    Необходимо отгадать слова,объясняя их значение, используя только материал темы:«Электромагнитные явления».

    стрелка магнит линии

    Земля виток поле

     Эрстед опилки сердечник

    Электромагнит направление железо

    Компас соленоид густота

    Никель полюс буря

    Тест

    1.Магнитная стрелка всегда поворачивается:

     А) в магнитном поле Земли;

     Б) вблизи постоянного магнита;

     В) вблизи проводника с током

     Г) вблизи эбонитовой палочки.

    2. Происходит это потому, что вокруг этих тел образуется:

     А) гравитационное поле;

     Б) магнитное поле;

     В) электрическое поле;

     Г) биополе.

    З. Так как магнитное поле образуется вокруг заряженных частиц, если они:

     А) существуют;

     Б) покоятся;

     В) сталкиваются;

     Г) движутся.

    4. Чтобы изменить полюса у соленоида нужно:

     А) изменить направление магнитных линий в нем;

     Б) увеличить силу тока в цепи;

     В) поменять полярность подключения источника тока;

     Г) поменять направление намотки провода соленоида.

    5. Чтобы усилить магнитное поле соленоида необходимо:

     А) вынуть из него сердечник

     Б) уменьшить общее сопротивление цепи;

     В) увеличить число витков;

     Г) выполнить обмотку из более тонкого провода.

    6. Электромагнит можно применить для того, чтобы

     А) замкнуть цепь в нужный момент;

     Б) перенести тяжелый металлический груз;

     В) извлечь из глаз попавшие в них мельчайшие металлические тела;

     Г) сделать тайную задвижку на двери.

     

    Проверочный тест по теме:

    «Электромагнитные явления»

    выполнен

    учащ..…ся 8- класса

    Вариант

    ответа

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    А

     

     

     

     

     

     

    Б

     

     

     

     

     

     

    В

     

     

     

     

     

     

    Г

     

     

     

     

     

     

    Проверка

     

     

     

     

     

     

     

    Количество правильных ответов

     6

    5

    4

    1-3

    Оценка

    5

    4

    3

    2

    Вы сегодня получили

     

     

     

     

    Итог урока.

     Подводятся итоги соревнования: суммируются все баллы и оценки, полученные командой.

     Анализируется работа каждой команды. Награждаются победители и самые активные участники команд (например, сертификатами на получение оценки «отлично» или на получение дополнительного балла за любую письменную работу). Все учащиеся получают две оценки: за ведение дневника и за написание теста.

    Рефлексия.

    Возможные вопросы

    • Какие трудности встретились при изучении темы?
    • Какой урок запомнился больше всего? Почему?
    • Какой урок был для вас неинтересным?
    • Трудно ли было вести дневник?
    • О чем узнали впервые при изучении данной темы?

    Домашнее задание.

     По желанию, используя различные источники информации, подготовьте сообщения по интересующим вопросам изученной темы.

    Источники:

    1.  Материалы (презентация) выступления И.В. Васильевой на семинаре «Переходим на ФГОС: достижение личностных, метапредметных и предметных образовательных результатов с УМК по физике издательства «Просвещение».
    2. Сергеев И.С., Блинов В.И. Как реализовать компетентностный подход на уроке и во внеурочной деятельности: Практическое пособие. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: АРКТИ, 2009. – 132 с. (Школьное образование)

    6.Электромагнитные явления.

    6.1. В основе всеь физичиских явлений лижит взаимодейс-

    твие между телами или частицами, участвующими в этих явлоглас-

    но представления современной физике всякое взаимодействие пе-

    редается через некоторое поле. Электриче заряды

    взаимодействуют через электрическое поле, которое они создают,

    магниты и электрические токи — через магнитное поле. Механи-

    ческое взаимодействие осуществляется через электромагнитные

    поля, создаваемые электронами вещества.

    6.1.1 Взаимодействие заряженных тел или частиц в самом

    простейшем случае описывается з а к о н о м К у л о н а. Из-

    вестно, что разноименные заряды притягиваются, а однаименные

    отталкиваются.

    А.с. 428 882: Способ соединения концов проводников, при

    котором осуществляют контактирование проводников, а затем

    сварку из концов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью уп-

    рощения технологического процесса, контактирование концов про-

    водников получают при помощи создания между ними электростати-

    ческого поля от дополнительного источника постоянного

    напряжения, подключенного к проводникам.

    Изменяя форму поверхности заряженных тел можно изменить

    конфигурацию образующихся полей. А это, в свою очередь, откры-

    вает возможность управляти симами, действующими на саряженные

    частицы (тела), помещенные в такое поле.

    А.с. 446 315: Способ разделения диэлектрических волокон

    по диаметрам в неравномерном электрическом поле, отличающимся

    тем,что,с целью повыщения эффективности процесса,разделение

    производят при постоянном градиенте квадрата напряженност по-

    ля, увеличивающейся в сторону электрода, имеющего тот же знак,

    что и поверхностный заряд на .

    6.2 При внесении хезаряженного проводника в электрическое

    поле носители заряда приходят в движение. В результате у кон-

    цов проводника возникают заряды противоположенного знака,назы-

    ваемые индуцированными зарядами.

    А.с. 518 839: Способ снятия потенциальной кривой коллек-

    тора электрической машины постоянного тока, заключающийся в

    премещении элемента, обеспечивающего снятие электрического па-

    раметра, вдоль окружности коллектора работающей электрической

    машины, отличающийся тем, что с целью расширения функциональ-

    ных возможностей, повышения точности и надежности, перемещение

    элемента, например датчика, использующего явление электроста-

    тической индукции, осуществляют над колектором на постоянном

    растоянии и измеряют на датчике величину заряда,наведенного

    зарядами коллекторных пластин, и по величинам зарядов опреде-

    ляют характер потенциальной кривой.

    Это же явление используется для защиты различных обьектов

    от вездействия электрических полей путем электрического экра-

    нирования и для получения свервысоких постоянных напряжений

    (генератор Ван-де Граафа).

    6.3 при частично введении диэлектрика между обкладками

    конденсатора наблюдается втягивание диэлектрика между обклад-

    ками.

    А.с. 493 641: дозатор жидкости, содержащий герметичную

    емкость с регулятором уорвня, выпускным сифоном и воздухопод-

    водяой, отличающийся тем,что с целью повыщения надежности и

    упрощения конструкции, в канале воздухопроводящей трубы уста-

    новлен частично погреженный в житкость диэлектрик многоэлект-

    родный электрический конденсатор, обкладки которого в момент

    выдачи жидкости соединены с источником напряженности.

    6.4 Под действием электрического поля в проводнике при

    создании на его концах разности потенциалв заряды движутся — в

    проводнике возникает электрический ток. Любые нарушения крис-

    таллической решетки проводника — дефекты, примеси,тепловые ко-

    лебания — являются причиной рассеяния электронных волн, т.е.

    уменишения упорядочности движения электронов. При этом в про-

    воднике выделяется тепло.(заокн Джоуля — Ленца).

    А.с. 553 233: Способ получения цементного клинкера путем

    подготовки, подогревания и спекания сырьевой смеси, отличаю-

    щийся, тем что, с целью интенсификации процесса клинкерообра-

    зования, спекание осуществляют за счет пропуска через сырьевую

    массу элекирического тока с напряжением 10-500 в.

    6.5 Высокая проводимость металлов связана с особенностью

    иь электронного спектра, в котором непосредственно над запол-

    неными уровнями находятся свободные уровни. У большинства ме-

    таллов сопротивление увеличивается линейно с ростом температу-

    ры. в то же время ряд сплавов имеет отрицательных

    температурный коэффицент сопротивления.Меняется сопротивление

    и у неметаллов.

    6.5.1. Сопротивление металлов при плавлении возрастает,

    если его плотность возрастает (в полтора-два раза, для свинца

    — в 3-4 раза) и, наоборот, падает, если плотность металла при

    плавлении уменьшается (висмут, сурьма, галлий).

    6.5.2. При приложении внешнего гидравлического давления

    сопротивление металлов уменьшается. Это уменьшение максимально

    у щелочных металлов, имеющих максимальную сжимаемость. У ряда

    элементов на кривых зависмости сопротивления от давления име-

    ются скачки, используемые в физике высоких давлений в качестве

    реперных точек.

    6.5.3. Кроме того, на сопротивление металов очень сильно

    влияет наличие примесей (или состав сплава), что используется

    для идентификации сплавов.

    так например, при изменении количества примесей в стали

    от 0,1 до 1,1% ее удельное сопротивление изменяется от 10 до

    30 10(в минус восьмой степени) Ом.см.

    Широко используются изобретателями и обычные изменения

    сопротивления обьектов за счет изменения размеров или состава

    обьекта.

    А.с. 462 067: Способ измерения линейных размеров изделия

    из электропроводного материала, заключающегося в том, что на

    поверхность изделия направляют струю жидкости, по параметрам

    которой судят о размерае, отличающийся тем, что с целью расши-

    рения диапазона измерений, подают электропроводящую жидкость и

    измеряют электрическое сопротивление струи.

    А.с. 511 233: Способ определения качества пишущего инс-

    трумента, например, шариковой авторучки путем нанесения ею на

    опорную поверхность пишущей жидкости и измерения электрическо-

    го сопротпоследней, отличающийся тем, что с цель повышения

    точности измерения, в качестве опорной поверхности используют

    токопроводящую подложку, а измерение сопротивлений осуществля-

    ют в цепи подложкаседло шарика.

    А.с. 520 539: Способ измерения удельного электрического

    сопротивления образцов, заключающийся в измернии пропускаемого

    через образец тока, отличающийся тем, что с целью повышения

    точности и упрощения процесса измерения, образец последова-

    тельно помещают в сосуды с растворами с известными удельными

    сопротивлениями, измеряют ток проходящий через эти растворы до

    и после погружения в них образца и об удельном сопротивлении

    образца судят по величине удельного сопротивления того раство-

    ра, при погружении образца в который, ток, проходящий через

    этот раствор, не менялся.

    6.6. При низких температурах поведение сопротивления ме-

    таллов весьма сложно. У некоторых металлов и сплавов обнаружи-

    вается явление с в е р х п р о в о д и м о с т и. Сверхпрово-

    дящее состояние устойчиво, если температура, магнитное поле и

    плотность тока не превышает некоторых критических пределов. В

    1976 г. достигнуты следующие максимальные значения этих пара-

    метров: критическая температура 23,4К, критическое поле 600

    кЗ, плотность тока 11 в 11-ой степени а см2.

    А.с. 240 844: Устройство для получения сверхсильных маг-

    нитных полей, представляющее собой охлажденный солиноид из

    несверхпроводящего материала, отличающийся тем, что с целью

    повышения напряженности магнитного поля, снижения себестоимос-

    ти и потребления электроэнергии, снаружи солиноида расположен

    в кристалле с рабочим обьемом вне криостата сверхпроводящий

    соленоид.

    6.6.1. Если один из параметров поддерживать вблизи крити-

    ческого значения, то сверхпроводящая система может быть ис-

    пользована для очень точного определения небольших изменений

    измеряемой величины, например, вблизи критической температуры

    — 10 см./градус.

    А.с. 525 886: Способ измерения скорости течения жидкости

    заключающийся в пропускании через чувствительный элемент

    электрического сигнала, подведения к нему тепла от дополни-

    тельного источника и определении скорости течения жидкости по

    изменению величины сигнала с чувствительного элемента, отлича-

    ющийся тем, что с целью повышения точности измерния скорости

    течения криогенных жидкостей, ее определяют по величине тепло-

    вого потока от дополнительного источника тепла в момент пере-

    хода чувствительного элемента из сверхпроводящего состояния в

    нормальное.

    6.7. Электрическое и магнитные поля тесно связаны между

    собой. В природе существует электромагнитное поле — чисто

    электрические и чисто магнитные поля являются лишь его частны-

    ми случаями. Изменяющиеся электрические и магнитные поля ин-

    дуктируют друг друга.(под изменением поля надо понимать не

    только изменение его интенсивности, но и движение поля как це-

    лого).

    Патент США 3 825 910: Способ передачи магнитных доменов

    при помощи самовозбуждаемых управляемых полей. Устройство пе-

    редачи магнитных доменов использует самовозбуждающее управляю-

    щее поле для перемещения магнитного домена в тонком магнитном

    слое из ферромагнитного материала. Слой управления перемещени-

    ем доменов сформирован из тонкопроводящего материала. При по-

    даче на управляющий слой электрического поля по соседству с

    магнитным слоем и в управляющем слое возникает равномерно

    распределенный электрический ток. Магнитный домен, расположе-

    ный в магнитном слое, изменяет плотность тока в управляющем

    слое и вырабатывает вблизи себя область токового возмущения.

    Ток возмущения, взаимодействуя с магнитным полем домена, обес-

    печивает выработку результирующего индуцированного управляюще-

    го магнитного поля. Скорость и направление распространения

    магнитного домена управляются путем изменения прикладываемого

    электрического поля или путем изенения тока возмущения в уп-

    равляющем слое.

    Взаимное индуктирование электрического и магнитного полей

    происходит в пространстве с огромной скоростью /со скоростью

    света/ и представляет собой распространение электромагнитных

    волн. Такими электромагнитными волнами являются радиоволны,

    свет — инфракрасный, видимый, ультрафиолетовый, а также рент-

    геновские и гамма-лучи. Поэтому многие эффекты, описанные в

    этом разделе, имеют аналоги и в оптике, и, наоборот, «оптичес-

    кие» эффекты широко применяются в радиотехнике, особенно в ди-

    апозоне СВЧ (например, эффект Фарадея).

    Магнитное поле может быть создано постоянными магнитными,

    переменными электрическим полем и движущимися электрическими

    зарядами, в частности теми, которые движутся в проводнике,

    создавая электрический ток.

    А.с. 553 707: Способ защиты человека от поражения элект-

    рическим током в сетях с напряжением до 1000 В. путем отключе-

    ния сети при поступлении на исполнительные органы аварийного

    сигнала, вырабатываемого размещенными на теле человека датчи-

    ком на основе тока, протекающего через тело человека при его

    соприкосновении с токоведущими частями, отличающийся тем, что

    с целью повышения эффективности для формирования аварийного

    сигнала используют электромагнитные колебания, излучаемые те-

    лом человека, которые фиксирует антенны служащие указанным

    датчиком.

    А.с. 516 484: Способ автоматического регулирования поло-

    жения электрода при сварке путем контроля физических возмуще-

    ний в зоне сварки, отличающийся тем, что с целью повышения

    точности и обеспечения возможности регулирования при электрош-

    лаковой сварке, вокруг контролируемого участка зоны сварки

    создают магнитопроводящий контур и о положении электрода при

    сварке судят по распределению магнитной индукции, наводимой

    сварочным током внутри этого контура.

    6.7.1. Основной характеристикой электрического поля явля-

    ется напряженность, определяемая через силу, действующую на

    заряд. Основной характеристикой магнитного поля является век-

    тор магнитной индукции, также определяемый через силу, дейс-

    твующую на заряд в магнитном поле.

    На неподвижные заряды магнитное поле вобще не действует.

    Движущийся заряд магнит не притягивает и не отталки, а дейс-

    твует на него в направл, перпендикулярном к полю и к скорости

    заряда. Сила, действующая на заряд в этом случае, называется

    силой Лоренца.

    А.с. 491 517: Способ изменения подьемной силы крыла с

    постоянным углом атаки, например, судно на автоматически уп-

    равляемых подводных крыльях. С целью повышения быстродействия

    и надежности системы управления подводными крыльями, снижения

    уровня гидродинамических шумов по крылу пропускают магнитный

    поток, возбуждаемый электромагнитным полем, через морскую воду

    электрический ток, направленный поперек магнитного потока.

    Патент США 3 138 129: Гидродинамический электромагнитный

    движитель. Движетельная система для удлиненного гидродинами-

    ческого плавсредства содержат цилиндрическую оболочку из фер-

    ромагнитного материала; несколько параллельных магнитных полю-

    сов, расположенных по переферии оболочки на одинаковом

    расстоянии один от другого; электромагнитные катушки надетые

    на удлиненные электроды, число которых равно числу полюсов. На

    судне установлен источник переменного тока. Управляющее уст-

    ройство соединяет источник переменного тока с электродами и

    катушками электромагнита для попеременного создания северного

    и южного полюсов в катушках и получения пересекающихся элект-

    рического и магнитного полей в нужных фазах, для создания од-

    нонаправленного движения заряженных частиц вокруг плавсредс-

    тва. Управляющее устройство включает приспособление для

    раздельного возбуждения электродов при управлении плавсредс-

    твом.

    6.7.2. При движении зарядов в магнитнм поле не вдоль ли-

    нии этого поля из -за силы Лоренца траектория их движения бу-

    дет представлять собой спираль. Чем сильнее поле, тем меньше

    радиус этой спирали. Период обращения заряда не зависит от

    скорости движения, а только от отношения величины заряда к

    массе заряженной частицы.

    А.с. 542 363: Устройство для измерения заряда аэрозоли,

    содержащее измерительный электрод, блок питания, выпрямитель и

    операционный усилитель, отличающееся тем, что с целью повыше-

    ния эффективности, оно снабжено магнитом, создающим поперечное

    к напрвлению движения аэрозоли поле, а измерительный электрод

    выполнен плоским и установлен так, что его плоскость парал-

    лельна силовым линиям магнитного поля и направления движения

    аэрозоли.

    В случае перпендикулярности силовых линий магнитного поля

    плоскости движения заряженной частицы она начинает двигаться

    по кругу, причем радиус этого круга зависит от напряженности

    магнитного поля.

    А.с. 516 905: Датчик расхода, содержащий корпус, крыль-

    чатку, преобразователь угловой скорости крыльчатки в электри-

    ческий сигнал, отличающийся тем, что с целью расширения облсти

    применения и диапазона измерения, а также упрощение конструк-

    ции датчика расхода, преобразователь угловой скорости крыль-

    чатки выполнен ввиде магнетрона, анод которого выполнен с вы-

    резами, расположенными в плоскости, параллельно оси вращения

    крыльчатки, в теле крыльчатки укреплены магниты с одноименными

    полюсами в одном торце, а на корпусе датчика расхода установ-

    лен подпорный магнит, причем магниты в теле крыльчатки и под-

    порный магнит обращены к магнетрону разноименными полюсами.

    6.8. Когда по проводнику, помещенному в магнитное поле,

    идет электрический ток, электроны движутся относительно поло-

    жительных ионов, составляющих кристаллическую решетку. Поэтому

    и в системе отсчета, связанной с решеткой (т.е. в системе отс-

    чета, в которой проводник неподвижен, сила Лоренца действует

    только на электроны). Через взаимодействие электронов с ионами

    эта сила передается решетке.

    А.с. 269 645: Способ возбуждения акустических колебаний в

    токопроводящей жидкофазной среде, отличающийся тем, что с

    целью повышения эффекивности процесса излучения, на среду нак-

    ладывают постоянное магнитное поле и одновременно пропускают

    через нее переменный электрический ток.

    А.с. 444 653: Способ уплотнения бетонной смеси, заключаю-

    щийся во взаимодействии на уложеную в форму смесь, колебания-

    ми, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности про-

    цесса, в форме вызывают импульсные деформации создаваемые

    взаимодействием кратковременных мощных электромагнитных полей,

    одно из которых генерируется индуктором, а другое создается

    импульсным токов.

    А.с. 286 318: Способ контроля и дефектоскопии однотипных

    изделий, имеющих открытые деффекты, например ввиде пустот или

    инородных включений, отличающийся тем, что с целью упрощения

    процесса контроля изделие помещают в ванну с электропроводной

    жидкостью, пропускают через нее электрический ток, а затем

    воздействуют на жидкость магнитным полем для изменения ее ка-

    жущейся плотности до достижения безразличного положения в ней

    исправных изделий, и наличия деффектов определяют по изменению

    положения изделия относительно дна ванны.

    Возможен и обратный эффект: колебания решетки передаются

    электронам, а их движение в магнитном поле приводит к возник-

    новению тока.

    А.с. 549 732: Способ неразрешающего контроля магнитных

    материалов, заключающийся в том, что контролируемые магнитные

    материалы помещают в магнитное поле и подвергают воздействию

    механических напряжений в пределах области упругой деформации,

    а о механических свойствах материала судят по изменению индук-

    ции в них, отличающийся тем, что с целью повышения точности и

    производительности контроля, используют постоянное магнитное

    поле, механические напряжения создают с помощью ультразвуковых

    колебаний, а о механических свойствах материалов судят по ве-

    личине переменной составляющей индукции в них.

    6.8.1. Взаимодействие двух проводников, по которым текут

    электрические токи, осуществляется через магнитное поле. Каж-

    дый ток создает магнитное поле, которое действует на другой

    проводник. Таким образом, взаимодействуют отнюдь не поля между

    собой, а поле и ток.

    Аналогичным образом взаимодействуют и движущиеся электри-

    ческие заряды. Причем для магнитных взаимодействий третий за-

    кон Ньютона не выполняется (сила, действующая на один заряд со

    стороны другого, не равна силе действующей на второй заряд со

    стороны первого).

    6.9. При движении (изменении) магнитного поля в замкнутом

    проводнике возникает ЭДС индукции. В соответствии с правилом

    Ленца направление индукционного тока таково, что его собствен-

    ное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего

    индукцию. Внешние силы, двигающие магнит, встречают сопротив-

    ление со стороны проводящего контура. Собственное поле контура

    таково, что при приближении магнита рамка и магнит отталкива-

    ются, а при удалении притягиваются. Во всех случаях внешние

    силы должны будут выполнять работу, которая превратится в ко-

    нечном счете в работу тока.

    Патент США 3 787 770: Способ обнаружения снаряда вылетаю-

    щего из ствола орудия, и прибор для его осуществления. Магнит

    располагают вблизи дула орудия для того, чтобы вылетающий из

    ствола снаряд пересекал некоторые магнитные силовые линии маг-

    нита. При отделении снаряда от орудия и прохождении снаряда

    над постоянным магнитом, в считывающей катушке, намотанной на

    магните, наводятся импульсы напряжения, которые после прохож-

    дения через усилитель подводятся к осцилографу или хронографу

    для обеспечения отсчета.

    А.с. 279 117: Термостат содержащий теплоизолированную ка-

    меру, магнит и нагреватель, отличающийся тем, что с целью уп-

    рощения конструкции и повышения надежности, в нем нагреватель

    выполнен из ферромагнитного материала, устаномлен на валу

    электродвигателя и расположен в поле магнита.

    Это явление наблюдается и в том случае, когда перемещения

    проводника не происходит, а магнитное поле меняется во време-

    ни. Если контур проводящий ЭДС индукции вызывает в нем индук-

    ционный ток, если непроводящий (например, условно проведенный

    в воздухе), то возникает лишь ЭДС.

    6.9.1. Рассмотрим два контура, расположенные рядом. Пере-

    менный ток протекающий в одном из них, создает переменное маг-

    нитное поле, которое вызывает появление ЭДС индукции в другом

    контуре. Такое явление называется взаимной индукцией.

    6.9.2. Переменный магнитный поток может вызываться пере-

    менным током самого контура. В этом случае в контуре также по-

    является ЭДС — она называется ЭДС самоиндукции.

    6.10. Если в изменяющемся магнитном поле перпендикулярно

    к его силовым линиям поместить металлическую (не ферромагнит-

    ную) пластинку, в ней начнут протекать круговые индукционные

    токи.

    А.с. 513 237: Способ магнитошумовой размерометрии ферро-

    магнитных изделий, заключающийся в том, что преобразовывают

    магнитные шумы в электрические сигналы индуктивным преобразо-

    вателем, а затем проводят амплитудно-частотный анализ спектра

    сигналов, по результатам которого судят о контролируемом раз-

    мере, отличающийся тем, что с цель повышения точности контроля

    толщины электропроводных неферромагнитных покрытий на ферро-

    магнитной основе выделяют ту часть спектра сигналов, компонен-

    ты которой изменились вследствие токовихревого взаимодействия

    с магнитными шумами.

    6.10.1. Ток в пластинке может достигать больших величин,

    даже при небольшой напряженности поля, так как сопротивление

    массивного проводника мало. Индукционные токи в массивных про-

    водниках называют токами Фуко или вихревыми точками.

    А.с. 235 778: Устройство для оттаивания снеговой шубы ис-

    парителя, например, домашних холодильников, содержащее понижа-

    ющий трансформатор, первичная обмотка которого включена в

    электрическую цепь переменного тока, отличающийся тем, что с

    целью ускорения процесса оттаиванияпевичная обмотка укреплена

    на стенке испарителя с тем, чтобы последний служил вторичной

    обмоткой трансформатора для наведения в нем вихревых токов.

    6.10.2. Вихревые токи в пластинке создают магнитное поле.

    Это поле действует в соответствии с правилом Лоренца навстречу

    полю возбуждения. Это значит, что пластинка будет выталкивать-

    ся из поля.

    А.с. 434 703: Способ ориентации немагнитных токопроводя-

    щих ассиметричных деталей в переменном магнитном поле, образо-

    ванном в межполюсномпространстве электромагнита, отличающийся

    тем, что с целью уменьшения затрачиваемой мощности и повышения

    надежности ориентации, деталь в зону ориентации подают смещен-

    ной относительно плоскости симметрии магнитного поля так, что

    в одном из положений электродинамические силы, действующие на

    деталь уравновешиваются, а в других — неравновесие этих сил

    усугубляется.

    Колеблющаяся между полюсами электромагнита тяжелая метал-

    лическая пластинка «увязает», если включить постоянный ток,

    питающий электромагнит, и останавливается. Вся ее энергия

    превращается в тепло выделяемое токоми Фуко. В неподвижной

    пластине токи, разумеется, отсутствуют. Тормоз, основной на

    этом эффекте не имеет трения покоя.

    А.с. 497 069: Способ торможения проката на холодильниках

    сортовых прокатных станков, отличающийся тем, что с целью уве-

    личения производительности холодильников торможение проката

    поисходит бегущим полем, создаваемым электромагнитами, встро-

    енными в приемный желоб холодильника.

    6.10.3. Чем лучше проводник пропускает ток, тем ближе по

    величине к первоначальному встречное магнитное поле. В идеаль-

    ный проводник (сверхпроводник) электромагнитная волна вобще не

    проникает, вихревые токи текут в бесконечно малой по величине

    «кожице» металла.

    Выталкивание магнитного поля из сверхпроводника называет-

    ся эффектом Мейснера.

    Этот эффект используется для создания магнитных экранов,

    позволяющих получить магнитный вакуум до 10 в минус восьмой

    степени эрстед. Им обьясняется интересное явление — парение

    постоянного магнита над чашей из сверхпроводящего материала.

    6.10.4. В стационарном электростатическом или магнитном

    поле подвеска тела не может быть стабильной, если относитель-

    ная диэлектрическая проницаемость или магнитная проницаемость

    тела больше или равна единице. Диэлектрическая проницаемость

    всех тел больше. Но магниная проницаемость диамагнитных мате-

    риалов и сверхпроводников меньше единицы. Это дает возможность

    осуществлять с этими веществами стабильную повеску. Любое пе-

    ремещение подвешенного тела приводит к появлению вихревых то-

    ков, энергии которых достаточно, чтобы удержать подвешенное

    тело.

    Триумф индукционных токов — беличья клетка ротора асинх-

    ронного двигателя работают индукционные насосы для перекачива-

    ния жидких металлов в металлургии и ядерной энергетике.

    6.10.5. На величину вихревого тока влияют удельная элект-

    рическая проводимость и магнитная проницаемость материала,

    толщина образца и частота тока.

    При прохождении по проводнику тока высокой частоты наблю-

    дается поверхностный эффект (скин-эффект) — ток идет только по

    поверхностному слою проводника. При частоте 10 в седьмой сте-

    пени Гц для хорошего неферромагнитного проводника толщина слоя

    приблизительно 0,01 см. На этом основан метод поверхностной

    закалки.

    А.с. 281 997: Способ испарения материалов в вакууме путем

    высокочастотного нагрева, отличающийся тем, что с целью осу-

    ществления процесса из кольцевого источника, испарению подвер-

    гают материал в форме диска при частоте магнитного поля, обес-

    печивающей появление скин-эффекта на его боковой поверхности.

    Существование скин-эффекта означает, что электромагнитная

    волна, попадающая на поверхность проводника (металла, электро-

    лита или плазмы) быстро затухает в глубине проводника, прони-

    кая лишь на глубину скин-слоя.

    А.с. 451 888: Способ очистки трубопроводов преимуществен-

    но от отложений гидратов путем их нагрева, отличающийся тем,

    что с целью повышения эффективности нагрев осуществляется

    сверхвысокочастотными электромагнитными волнами, которые нап-

    равляют в трубопровод.

    Повторение темы «Электромагнитные явления». Физика. 9 класс.

    Повторение темы «Электромагнитные явления».

    Цели: 1)обучающая.: Повторение следующих элементов содержания: Опыт Эрстеда. Магнитное поле прямого проводника с током. Линии магнитной индукции. Электромагнит. Магнитное поле постоянного магнита. Взаимодействие постоянных магнитов. Опыт Ампера. Взаимодействие двух параллельных проводников с током. Действие магнитного поля на проводник с током. Направление и модуль силы Ампера:FА = I ⋅ B ⋅ l ⋅ sinα. Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея. Переменный электрический ток. Электромагнитные колебания и волны. Шкала электромагнитных волн;

    2)развивающая.: обобщение;

    3)воспитывающая.: самодисциплину.

    Ход урока.

    1.Организационный момент.

    2. Актуализация знаний и определение темы урока.

    На слайде представлены основные элементы содержания темы «Электромагнитные явления».

    Учащие определяют тему урока. Поскольку все представленные элементы уже изучены, значит тема урока – «Повторение темы «Электромагнитные явления».

    3. Постановка целей и задач.

    Учащие определяют цель и задачи урока. Как подсказка на учительском столе лежит сборник заданий для подготовке к ОГЭ по физике.

    Возможные варианты: Будем повторять физические явления и величины путем решения задач различных типов, представленных на экзамене по физике.

    4. Определение формы работы.

    Фронтальная и индивидуальная. План работы:

    Краткое теоретическое повторение основных элементов содержания темы по слайдам.

    К каждому слайду учащиеся должны сформулировать краткое пояснение: название опыта (правила, явления и т.д.), описание или формулировка.

    Например:

    На данном слайде изображен опыт Эрстеда. Этот опыт демонстрирует появление магнитного поля вокруг проводника с током.

    Остальные слайды:

    5. Повторение структуры ОГЭ.

    6. Индивидуальная работа по решению задач (см. приложение). Использованы материалы сайта https://phys-oge.sdamgia.ru/

    7. Выполнение работы.

    Учитель предлагает учащимся выполнить определенные задания в соответствии с их умениями. Т.о. получается, что некоторые задания выполняют несколько учащихся одновременно.

    8. Представление результатов работы.

    В порядке, определенном учителем, учащиеся представляют выполненные задания. Далее идет обсуждение, высказывание других мнений и версий. Если требуется записать решение, выходят к доске. Остальные записывают в тетрадь приведенное решение.

    9. Рефлексия. Учащиеся высказываются:

    10. Д/з: дорешать предложенный вариант заданий.

    ПРИЛОЖЕНИЕ

    Часть 1. Задания с выбором ответа. ​​​​​​​

    На рисунке представлена картина линий магнитного поля от двух полосовых магнитов, полученная с помощью железных опилок. Каким полюсам полосовых магнитов, судя по расположению магнитной стрелки, соответствуют области 1 и 2?

     

    1) 1 — северному полюсу; 2 — южному

    2) 1 — южному; 2 — северному полюсу

    3) и 1, и 2 — северному полюсу

    4) и 1, и 2 — южному полюсу

    Ответ: 2.

    Между по­лю­са­ми постоянного маг­ни­та помещен про­вод­ник с током, на­прав­ле­ние которого по­ка­за­но на рисунке. По какой из стрелок: 1, 2, 3 или 4 — будет на­прав­ле­на сила, дей­ству­ю­щая на про­вод­ник с током?

     

    1) 1

    2) 2

    3) 3

    4) 4

    Ответ: 4.

    Катушка 1 замкнута на гальванометр и вставлена в катушку 2, через которую пропускают ток. График зависимости силы тока I, протекающего в катушке 2, от времени t показан на рисунке.

    Индукционный ток в катушке 1 будет наблюдаться в период времени

     

    1) только от 0 до t1

    2) только от t2 до t3

    3) только от t3 до t4

    4) от 0 до t1 и от t2 до t3

    Ответ: 4.

    Проводник с током находится между полюсами постоянного магнита (см. рисунок).

     

     

    Сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током, направлена

     

    1) направо

    2) налево

    3) вниз

    4) вверх

    Ответ: 3.

    По ка­туш­ке идёт элек­три­че­ский ток, на­прав­ле­ние которого по­ка­за­но на рисунке. При этом на кон­цах сердечника катушки

     

    1) образуются маг­нит­ные полюса: на конце 1 — се­вер­ный полюс, на конце 2 — южный полюс

    2) образуются маг­нит­ные полюса: на конце 1 — южный полюс, на конце 2 — се­вер­ный полюс

    3) скапливаются элек­три­че­ские заряды: на конце 1 — от­ри­ца­тель­ный заряд, на конце 2 — по­ло­жи­тель­ный заряд

    4) скапливаются элек­три­че­ские заряды: на конце 1 — по­ло­жи­тель­ный заряд, на конце 2 — от­ри­ца­тель­ный заряд

    Ответ: 1.

    К маг­нит­ной стрел­ке мед­лен­но под­нес­ли спра­ва по­сто­ян­ный магнит, как по­ка­за­но на рисунке. Как повернётся маг­нит­ная стрелка?

     

    1) на 90° по ча­со­вой стрелке

    2) на 90° про­тив ча­со­вой стрелки

    3) на 45° по ча­со­вой стрелке

    4) никак не повернётся

    Ответ: 2.

    Часть 1. Задания с ответом в виде набора цифр.

    На ри­сун­ке пред­став­ле­на элек­три­че­ская схема, ко­то­рая со­дер­жит ис­точ­ник тока, про­вод­ник AB, ключ и реостат. Про­вод­ник AB помещён между по­лю­са­ми по­сто­ян­но­го магнита.

     

     

    Используя рисунок, вы­бе­ри­те из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня два вер­ных утверждения. Ука­жи­те их номера.

     

    1) Маг­нит­ные линии поля по­сто­ян­но­го маг­ни­та в об­ла­сти рас­по­ло­же­ния про­вод­ни­ка AB на­прав­лены вер­ти­каль­но вверх.

    2) Элек­три­че­ский ток, про­те­ка­ю­щий в про­вод­ни­ке AB, создаёт од­но­род­ное маг­нит­ное поле.

    3) При за­мкну­том ключе элек­три­че­ский ток в про­вод­ни­ке имеет на­прав­ле­ние от точки A к точке B.

    4) При за­мкну­том ключе про­вод­ник будет вы­тал­ки­вать­ся из об­ла­сти маг­ни­та вправо.

    5) При пе­ре­ме­ще­нии пол­зун­ка рео­ста­та впра­во сила Ампера, дей­ству­ю­щая на про­вод­ник AB, уменьшится.

     

    Ответ: 45.

    На ри­сун­ке изоб­ра­же­на шкала элек­тро­маг­нит­ных волн.

    Используя шкалу, вы­бе­ри­те из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня два вер­ных утверждения. Ука­жи­те их номера.

    1) Элек­тро­маг­нит­ные волны ча­сто­той 3 · 103 ГГц при­над­ле­жат толь­ко радиоизлучению.

    2) Элек­тро­маг­нит­ные волны ча­сто­той 5 · 104 ГГц при­над­ле­жат ин­фра­крас­но­му излучению.

    3) Уль­тра­фи­о­ле­то­вые лучи имеют боль­шую длину волны по срав­не­нию с ин­фра­крас­ны­ми лучами.

    4) Элек­тро­маг­нит­ные волны дли­ной волны 1 м при­над­ле­жат радиоизлучению.

    5) В ва­ку­у­ме рент­ге­нов­ские лучи имеют боль­шую ско­рость рас­про­стра­не­ния по срав­не­нию с ви­ди­мым светом.

    Ответ: 24.

    Две ка­туш­ки на­де­ты на же­лез­ный сер­деч­ник (см. рис. 1). Через первую катушку про­те­ка­ет пе­ре­мен­ный ток. Гра­фик за­ви­си­мо­сти силы тока от вре­ме­ни пред­став­лен на ри­сун­ке 2. Вто­рая ка­туш­ка за­мкну­та на гальванометр.

     

     

    Выберите из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня два вер­ных утверждения. Ука­жи­те их номера.

     

    1) Заряд, про­шед­ший через первую катушку в ин­тер­ва­ле вре­ме­ни от 20 с до 40 с, равен 40 Кл.

    2) В ин­тер­ва­ле вре­ме­ни от 20 с до 40 с в ка­туш­ке 2 воз­ни­ка­ет ин­дук­ци­он­ный ток.

    3) В ин­тер­ва­ле вре­ме­ни от 50 с до 60 с маг­нит­но­го поля в ка­туш­ке 1 не возникает.

    4) Мак­си­маль­ный ин­дук­ци­он­ный ток в ка­туш­ке 2 воз­ни­ка­ет в ин­тер­ва­ле вре­ме­ни от 0 до 20 с.

    5) Заряд, про­шед­ший через вто­рую ка­туш­ку в ин­тер­ва­ле вре­ме­ни от 20 с до 40 с, равен 80 Кл.

     

    Ответ: 13.

    Часть 1. Расчетная задача.

    На какую длину волны нужно настроить радиоприемник, чтобы слушать радиостанцию, которая вещает на частоте 106,2 МГц?

    Ответ: 2,825 м.

    Проводник длиной 1,5 м расположен в однородном магнитном поле с индукцией 0,8 Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определите силу тока в нем, если сила, действующая на проводник, равна 24 Н.

    Ответ: 20 А.

    На рисунке представлен график зависимости силы тока в проводнике от времени. Какую частоту имеет электромагнитная волна, излучаемая этим проводником?

    Ответ: 500 Гц.

    Часть 1. Задания по тексту.

    Прочитайте текст и выполните задания.

    Полярные сияния

    Полярное сияние — одно из самых красивых явлений в природе. Формы полярного сияния очень разнообразны: то это своеобразные светлые столбы, то изумрудно-зелёные с красной бахромой пылающие длинные ленты, расходящиеся многочисленные лучи-стрелы, а то и просто бесформенные светлые, иногда цветные пятна на небе.

    Причудливый свет на небе сверкает, как пламя, охватывая порой больше чем полнеба. Эта фантастическая игра природных сил длится несколько часов, то угасая, то разгораясь.

    Полярные сияния чаще всего наблюдаются в приполярных регионах, откуда и происходит это название. Полярные сияния могут быть видны не только на далёком Севере, но и южнее. Например, в 1938 году полярное сияние наблюдалось на южном берегу Крыма, что объясняется увеличением мощности возбудителя свечения — солнечного ветра.

    Начало изучению полярных сияний положил великий русский учёный М. В. Ломоносов, высказавший гипотезу о том, что причиной этого явления служат электрические разряды в разреженном воздухе.

    Опыты подтвердили научное предположение учёного.

    Полярные сияния — это электрическое свечение верхних очень разреженных слоёв атмосферы на высоте (обычно) от 80 до 1000 км. Свечение это происходит под влиянием быстро движущихся электрически заряженных частиц (электронов и протонов), приходящих от Солнца. Взаимодействие солнечного ветра с магнитным полем Земли приводит к повышенной концентрации заряженных частиц в зонах, окружающих геомагнитные полюса Земли. Именно в этих зонах и наблюдается наибольшая активность полярных сияний.

    Столкновения быстрых электронов и протонов с атомами кислорода и азота приводят атомы в возбуждённое состояние. Выделяя избыток энергии, атомы кислорода дают яркое излучение в зелёной и красной областях спектра, молекулы азота — в фиолетовой. Сочетание всех этих излучений и придаёт полярным сияниям красивую, часто меняющуюся окраску. Такие процессы могут происходить только в верхних слоях атмосферы, потому что, во-первых, в нижних плотных слоях столкновения атомов и молекул воздуха друг с другом сразу отнимают у них энергию, получаемую от солнечных частиц, а во-вторых, сами космические частицы не могут проникнуть глубоко в земную атмосферу.

    Полярные сияния происходят чаще и бывают ярче в годы максимума солнечной активности, а также в дни появления на Солнце мощных вспышек и других форм усиления солнечной активности, так как с её повышением усиливается интенсивность солнечного ветра, который является причиной возникновения полярных сияний.

    20. Полярным сиянием называют

    A) миражи на небе;

    Б) образование радуги;

    B) свечение некоторых слоев атмосферы.

     

    Правильным ответом является

     

    1) только А

    2) только Б

    3) только В

    4) Б и В

     

    Правильный ответ указан под номером 3.

     

    Примечание.

    Заряженные частицы, летящие из космоса, двигающиеся вдоль магнитных линий Земли, сталкиваются с с частицами атмосферы, вызывая свечение последних. Проекции этих светящихся колец на поверхность Земли называются полярным сиянием.

    21. Что придает окраску полярному сиянию? Выберите два верных утверждения.

    1) Повышенная концентрация заряженных частиц;

    2) Излучение энергии атомами кислорода и молекулами азота ;

    3) Столкновение быстрых электронов и протонов;

    4) Проникновение космических частиц глубоко в земную атмосферу.

    Правильный ответ: 2.

    Часть 2.

    Задание по тексту.

    22. В каких ча­стях зем­ной ат­мо­сфе­ры на­блю­да­ет­ся наи­боль­шая ак­тив­ность по­ляр­ных сияний? Дать полный развернутый ответ.

    Решение: наибольшая активность полярных сияний наблюдается в зонах, окружающих геомагнитные полюса Земли.

    Объяснение: Вза­и­мо­дей­ствие сол­неч­но­го ветра с маг­нит­ным полем Земли при­во­дит к по­вы­шен­ной кон­цен­тра­ции за­ря­жен­ных ча­стиц в зонах, окру­жа­ю­щих гео­маг­нит­ные по­лю­са Земли. Имен­но в этих зонах и на­блю­да­ет­ся наи­боль­шая ак­тив­ность по­ляр­ных си­я­ний.

    22. Можно ли утверждать, что Земля — единственная планета Солнечной системы, где возможны полярные сияния? Ответ поясните.

    Решение: нельзя утверждать, что Земля — единственная планета Солнечной системы, где можно наблюдать полярные сияния.

    Объяснение: если планета имеет собственное магнитное поле и атмосферу, то вероятность возникновения полярных сияний очень велика.

    Часть 2. Качественные задачи.

    Из какого материала — стали или дерева — следует строить научно-исследовательские суда для изучения магнитного поля Земли? Ответ поясните.

    Ответ: из дерева.

    Обоснование: суда для изучения магнитного поля следует строить из немагнитных материалов. Стальные детали судна, намагничиваясь, могут своим магнитным полем помешать точным измерениям магнитного поля Земли.

    Железный кубик, лежащий на гладкой горизонтальной поверхности, притягивается к северному полюсу постоянного полосового магнита, скользя по этой поверхности. Как движется кубик: равномерно, равноускоренно или с постоянно возрастающим по модулю ускорением? Ответ поясните.

    Ответ: кубик движется с постоянно возрастающим по модулю ускорением.

    Обоснование: так как сила притяжения со стороны полюса постоянного магнита возрастает по мере приближения железного кубика к полюсу, то согласно второму закону Ньютона ускорение кубика будет возрастать по мере его приближения к этому полюсу.

    Кольцо из медной проволоки быстро вращается между полюсами сильного магнита (см. рисунок). Будет ли происходить нагревание кольца? Ответ поясните.

    Ответ: будет.

    Объяснение: при вращении замкнутого контура из проводника в постоянном магнитном поле будет изменяться магнитный поток через этот контур. При изменении магнитного потока по закону Фарадея будет возникать ЭДС индукции. Поскольку контур замкнутый, в нём будет протекать ток индукции, который будет оказывать тепловое действие.

    В каком случае колебания стрелки компаса затухают быстрее: в случае, когда корпус компаса изготовлен из меди, или из пластмассы? Ответ поясните.

    Ответ: В случае медного корпуса затухание будет проходить быстрее.

    Объяснение: при колебаниях магнитной стрелки в проводящем корпусе (в данном случае, медном) будет возникать индукционный ток. Магнитное поле индукционного тока будет взаимодействовать с магнитной стрелкой, замедляя её движение.

    Часть 2.Задачи с развернутым ответом.

    В горизонтальном однородном магнитном поле на горизонтальных проводящих рельсах перпендикулярно линиям магнитной индукции расположен горизонтальный проводник массой 4 г (см. рис.). Через проводник пропускают электрический ток, при силе тока в 10 А вес проводника становится равным нулю. Чему равно расстояние между рельсами? Модуль вектора магнитной индукции равен 0,02 Тл.

    Ответl = 0,2 м.

    Горизонтальный про­вод­ник дли­ной 25 см, элек­три­че­ское со­про­тив­ле­ние ко­то­ро­го равно 2,4 Ом, под­ве­шен на двух тон­ких вер­ти­каль­ных изо­ли­ру­ю­щих нитях в го­ри­зон­таль­ном од­но­род­ном маг­нит­ном поле ин­дук­ци­ей 0,02 Тл пер­пен­ди­ку­ляр­но ли­ни­ям маг­нит­ной индукции. Какое на­пря­же­ние при­ло­жи­ли к проводнику, если общее на­тя­же­ние нитей после за­мы­ка­ния ключа уве­ли­чи­лось на 20 мН?

    Ответ: 9,6 В.

    Прямолинейный проводник, имеющий длину 50 см и массу 5 г, подвешен горизонтально на двух проводниках в горизонтальном однородном магнитном поле с индукцией 0,05 Тл (см. рисунок). При пропускании через проводник электрического тока натяжение вертикальных проводников увеличилось в 2 раза. Чему равна сила тока?

     

    Ответ: 2 А.

    Анализ эксперимента.

    Изучая маг­нит­ные свойства электромагнита, уче­ник собрал элек­три­че­скую схему, со­дер­жа­щую катушку, на­мо­тан­ную на же­лез­ный сердечник, и уста­но­вил рядом с ка­туш­кой магнитную стрел­ку (см. рис. 1). При про­пус­ка­нии через ка­туш­ку электрического тока маг­нит­ная стрелка по­во­ра­чи­ва­ет­ся (рис. 2 и 3).

    Какие утвер­жде­ния соответствуют ре­зуль­та­там проведённых экс­пе­ри­мен­таль­ных наблюдений? Из пред­ло­жен­но­го перечня утвер­жде­ний выберите два правильных. Ука­жи­те их номера.

     

    1) Катушка при про­хож­де­нии через неё элек­три­че­ско­го тока при­об­ре­та­ет свойства магнита.

    2) Магнитные свой­ства катушки за­ви­сят от ко­ли­че­ства её витков.

    3) При уве­ли­че­нии электрического тока, про­те­ка­ю­ще­го через катушку, маг­нит­ное действие ка­туш­ки усиливается.

    4) При из­ме­не­нии направления элек­три­че­ско­го тока, про­те­ка­ю­ще­го через катушку, на­маг­ни­чен­ность железного сердечника, рас­по­ло­жен­но­го внутри катушки, ме­ня­лась на противоположную.

    5) Левому торцу же­лез­но­го сердечника (торцу № 2) на рис. 2 со­от­вет­ству­ет южный полюс электромагнита.

     

    Ответ: 14.

    Итоговая контрольная работа для 8 класса по теме «Электромагнитные явления. Световые явления» | Методическая разработка по физике (8 класс) на тему:

    8 класс                                                                Экзамен по физике, 2016 год

    Вариант 1

    ЧАСТЬ 1.

    1. По какой формуле можно определить удельное сопротивление проводника?

    А)                                         Б)

    В)                                         Г)

    2. Какое из приведенных ниже веществ является диэлектриком?

    А) раствор поваренной соли                        Б) медь

    В) янтарь                                                Г) алюминий

    3. Силы магнитного поля действуют…

    А. Только на движущиеся электрические заряды, т.е. на электрический ток.

    Б. Как на неподвижные, так и на движущиеся электрические заряды.

    В. Только на неподвижные электрические заряды.

    Г. Не действуют на покоящиеся и движущиеся заряды.

    4. В течение 600 с через потребитель электрического тока проходит заряд 12 Кл. Чему равна сила тока в потребителе?

             А) 0,02 А                Б) 0,2 А

    В) 5 А                Г) 50 А

    5. Сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, равно

    А) 3 Ом                Б) 5 Ом

    В) 8 Ом                Г) 21 Ом

    6. Линия магнитного поля изображённого на рисунке полосового магнита направлена строго вправо в точках

    А) 1 и 4                Б) 2 и 3

    В) 1 и 3                Г) 2 и 4

    7. Какое действие надо выполнить, чтобы электромагнит перестал притягивать к себе железные тела?

    А. изменить направление тока                Б. разомкнуть электрическую цепь

    В. уменьшить силу тока                Г. увеличить силу тока

    8. Тонкая собирающая линза, фокусное расстояние которой F, даёт мнимое изображение предмета. На каком расстоянии от линзы находится предмет? 

    А) меньше F

    Б) больше F и меньше 2F

    В) больше F и меньше 2F

    Г) больше 2F

    9. Фокусное расстояние линзы 20 см. Чему равна ее оптическая сила?

    А) 0,5 дптр;     Б) 0,2 дптр ;        В)  5 дптр;                 Г)  20 дптр.

    10. На рисунке показан ход лучей при прохождении через коробку, в которой находится некоторая оптическая система. В коробке находится:

    А) плоскопараллельная пластинка

    Б) плоское зеркало                В) собирающая линза

    Г) рассеивающая линза

    ЧАСТЬ 2.

    11. В процессе трения о шерсть эбонитовая палочка приобрела отрицательный заряд. Как при этом изменилось количество заряженных частиц на палочке и шерсти при условии, что обмен атомами при трении не происходил? Установите соответствие между физическими величинами и их возможными изменениями при этом. Цифры в ответе могут повторяться.

     физическая величина

     

    характер изменения

    А) количество протонов на палочке

    Б) количество электронов на шерсти

    В) количество протонов на шерсти

     

    1) увеличилось

    2) уменьшилось

    3) не изменилось

     Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам: 

    12. Установите соответствие между устройствами и физическими явлениями, лежащими в основе принципа их действия. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

     устройства

    физические явления

    А) компас

     

    Б) электрометр

     

    B) электродвигатель

    1)  взаимодействие постоянных магнитов

    2)  возникновение электрического тока под действием

      переменного магнитного поля

    3)  электризация тел при ударе

    4)  взаимодействие наэлектризованных тел

    5)  действие магнитного поля на проводник с током

    A

    Б

    В

     

    ЧАСТЬ 3.

    13. На рисунке представлен график зависимости силы тока I, протекающего через резистор, от напряжения U на концах резистора. Чему равно сопротивление R резистора?

    14. Мощность электродвигателя Р = 3,0 кВт, сила тока I = 12 А. Определите напряжение на зажимах электродвигателя.

    15. Вычислите значения электрических величин (Рис.):

    I1 =0,680 А, R1=? Р1=?

    16. Электрический кипятильник, включенный в сеть с напряжением U =220 В, помещен в сосуд, содержащий смесь воды и льда. Масса воды тв = 1,0 кг, льда тл = 100 г. Через 5,0 мин температура содержимого в сосуде оказалась равной tK = 10°С. Каково сопротивление спирали кипятильника?

    17. Троллейбус движется равномерно со скоростью v = 10 м/с. Найдите силу тяги троллейбуса, если при КПД =80% и напряжении в контактной цепи U = 550 В по обмотке двигателя течет ток силой I = 50 А.

    18. Непрозрачный круг освещается точечным источником света и отбрасывает круглую тень на экран. Определите диаметр тени, если диаметр круга 0,1 м. Расстояние от источника света до круга в 3 раза меньше, чем расстояние до экрана.

    19. Свеча находится на расстоянии 12,5 см от собирающей линзы с оптической силой 10 дптр. На каком расстоянии от линзы получится изображение свечи?

    8 класс                                                                Экзамен по физике, 2016 год

    Вариант 2

    ЧАСТЬ 1.

    1. Единица электрического заряда равна:

    А) 1 Кл = 1 А•1 ч                        Б) 1 Кл = 1 В•1 с

    В) 1 Кл = 1 А•1 с                        Г) 1 Кл = 1 Ом•1 с

    2. Электрическим током называется ……

    А) тепловое движение заряженных частиц ;         Б) беспорядочное движение заряженных частиц ;                В) упорядоченное движение заряженных частиц;  

             Г) механическое движение заряженных частиц.

    3. Вокруг проводника, по которому течет постоянный ток, существует…

    А. Только магнитное поле.                                      Б. Только электрическое поле.

    В. Электрическое и магнитное поля.                   Г. Никакого поля не существует.

    4. На велосипеде установлен генератор, вырабатывающий электрическую энергию для лампы. В лампе сила тока 0,3 А при напряжении 6 В. Чему равна работа тока генератора за 2 часа?

    А) 6,48 кДж                Б) 3,6 Дж

    В) 3,6 кДж                        Г) 13,0 кДж

    5. Сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, равно

    А) 11 Ом                Б) 6 Ом

    В) 4 Ом                Г) 1 Ом

    6. Ток силой I протекает по прямолинейному участку провода (ток направлен «на нас»). Вектор индукции магнитного поля, создаваемого током, направлен вправо в точке

     А) А                        Б) B                        В) C                        Г) D 

    7. Какой прибор надо включить в цепь электромагнита, чтобы регулировать его магнитное действие?

            А. гальванометр                Б. амперметр

            В. реостат                Г. вольтметр

    8. Предмет находится на расстоянии 4F от собирающей линзы. Изображение предмета в линзе будет

    А) мнимым увеличенным                Б) мнимым уменьшенным                                В) действительным увеличенным        Г) действительным уменьшенным

    9. Мальчик носит очки, оптическая сила которых равна -4 дптр. Фокусное расстояние линз его очков равно

    А) 25 м                Б) -25 м                В) 25 см                Г) -25 см

    10. Луч света переходит из стекла в воздух, преломляясь на границе раздела двух сред (см. рисунок). Какое из направлений 1–4 соответствует преломленному лучу? 

            А) 1                Б) 2                В) 3                Г) 4

    11. К идеальному источнику постоянного напряжения подключена цепь, состоящая из последовательно соединённых реостата и амперметра. В какой- то момент ползунок реостата начинают двигать, увеличивая его сопротивление. Как при этом изменяются показание амперметра, напряжение источника и тепловая мощность, выделяющаяся в реостате?

     Для каждой физической величины определите соответствующий характер изменения:

    1) увеличивается;

    2) уменьшается;

    3) не изменяется.

     ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА

    ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ

    A) показание амперметра

    Б) напряжение источника

    B) тепловая мощность, выделяющаяся    в реостате

    1) увеличивается

    2) уменьшается

    3) не изменяется

     12. Установите соответствие между приборами и физическими величинами, которые они измеряют. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

     ПРИБОР

    ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА

    А) электрометр

     

    Б) амперметр

     

    B) вольтметр

    1)  электрический заряд

    2)  электрическое сопротивление

    3)  сила тока

    4)  электрическое напряжение

    5)  мощность электрического тока

    A

    Б

    В

     

    ЧАСТЬ 3.

    13. В таблице представлены результаты исследования зависимости силы тока от напряжения на концах резистора. Какое значение напряжения должно стоять в пустой клетке?

    14. При напряжении U = 120 В в электрической лампе в течение t = 0,50 мин израсходовано W = 900 Дж энергии. Определите, чему равна сила тока в лампе.

    15. Определите силу тока через вторую лампу (рис.) и мощность, потребляемую третьей лампой, если сопротивления ламп соответственно равны: R1=6 Ом, R2=12 Ом, R3=12 Ом

     

    16. Кипятильник с КПД 80% изготовлен из нихромовой проволоки сечением S = 0,84 мм2 и включен в сеть с напряжением U = 220 В. За t = 20 мин с его помощью было нагрето V = 4,0 л воды от tH = 10°С до tK = 90°С. Какова длина проволоки, из которой изготовлен кипятильник? Удельное сопротивление нихрома 1,1 Ом•мм2/м.

    17. Башенный кран равномерно поднимает груз массой т = 0,50 т на высоту h = 30 м за t = 2,0 мин. Сила тока в электродвигателе I =16,5 А при напряжении U = 220 В. Определите КПД электродвигателя крана.

    18. Длина тени от отвесно поставленной метровой линейки равна 40 см, а от дерева – 5 м. Какова высота дерева?

    19. С помощью собирающей линзы получили изображение светящейся точки. Точка

    находится на расстоянии 1,2 м от линзы. Изображение находится на расстоянии 0,4 м

    от линзы. Чему равно фокусное расстояние линзы?

    8 класс                                                                Экзамен по физике, 2016 год

    Вариант 3

    ЧАСТЬ 1.

    1. По какой формуле можно рассчитать тепловую мощность тока на резисторе?

    А) P = UIt                Б) P = U2R                В) P = RI2                Г) P = IR2

    2. Электрическая цепь – это…

    А. соединенные между собой проводами потребители электроэнергии

    Б. разные электроприборы, соединенные проводами между собой и выключателем

    В. потребители электроэнергии, соединенные проводами с источником тока и замыкающим устройством

    Г. соединенные между собой проводами источник тока и потребители электроэнергии

    3. Направление магнитных линий магнитного поля…

    А. Зависит от материала проводника.

    Б. Зависит от значения электрического тока.

    В. Не зависит от направления электрического тока.

    Г. Зависит от направления электрического тока.

    4. По проводнику течет ток 8 А. Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение проводника за 40 с?

             А) 5 Кл                Б) 5 кКл                В) 320 Кл                Г) 3,2 кКл

    5. Сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, равно

    А) 3 Ом                Б) 4 Ом

    В) 8 Ом                Г) 9 Ом

    6. Линия магнитного поля изображённого на рисунке полосового магнита направлена строго влево в точках

             А) 1 и 4                Б) 2 и 3

    В) 1 и 3                Г) 2 и 4

    7. Электромагнит – это…

    А. катушка с железным сердечником внутри

    Б. любая катушка с током

    В. катушка, в которой можно изменять силу тока

    Г. катушка, в которой нельзя изменять силу тока

    8. Изображение предметов на сетчатке глаза человека является

    А) мнимым уменьшенным                Б) действительным уменьшенным

    В) мнимым перевёрнутым                Г) действительным прямым

    9. Человек носит очки, фокусное расстояние которых равно 50 см. Оптическая сила линз этих очков равна

    А) 2 дптр                Б) 0,02 дптр                В) 0,5 дптр                Г) 50 дптр

    10. На рисунке показан ход лучей при прохождении через коробку, в которой находится некоторая оптическая система. В коробке находится:

    А) плоскопараллельная пластинка

    Б) плоское зеркало                В) собирающая линза

    Г) рассеивающая линза

    11. В процессе трения о шёлк стеклянная палочка приобрела положительный заряд. Как при этом изменилось количество заряженных частиц на палочке и шёлке при условии, что обмена атомами при трении не происходило? Установите соответствие между физическими величинами и их возможными изменениями при этом. Цифры в ответе могут повторяться.

    ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА

    ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ

    А) количество электронов на шёлке

    Б) количество электронов на стеклянной палочке

    В) количество протонов на шёлке

    1) увеличится

    2) уменьшится

    3) не изменится

    12. Установите соответствие между физическими величинами и приборами для их измерения.

     ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

     

    ПРИБОРЫ

    А) электрический заряд

    Б) электрическое напряжение

    В) электрическое сопротивление

     

    1) реостат

    2) амперметр

    3) омметр

    4) вольтметр

    5) электрометр

     Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам: 

    ЧАСТЬ 3.

    13. В таблице представлены результаты исследования зависимости силы тока от напряжения на концах резистора. Какое значение напряжения должно стоять в пустой клетке?

     14. Определите расход энергии электрической лампой мощностью Р = 150 Вт за t = 800 ч (средняя продолжительность службы ламп).

    15. Вычислите значения электрических величин (Рис.):  R2=480 Ом, I2 = ? P2 = ?

    16. Какую силу тока надо пропускать через железную проволоку длиной L = 1,0 м и массой т = 10 г, чтобы за t = 1,0 с нагреть ее до температуры плавления tпл = 1600 °С. Плотность железа ρ = 7800 кг/м3, удельная теплоемкость с = 500 Дж/(кг•°С), начальная температура проволоки tн= 0°С, удельное сопротивление железа ρж = 0,12 (Ом•мм2)/м.

    17. Трамвай развивает скорость v = 20 м/с при силе тяги электродвигателя, равной F = 1,2 кН. Напряжение в контактной цепи U = 600В, сила тока в двигателе I = 50 А. Каков КПД электродвигателя трамвая?

    18. Маленькая лампочка освещает экран через непрозрачную перегородку с круглым отверстием радиуса 0,2 м. Расстояние от лампочки до экрана в 4 раза больше расстояния от лампочки до перегородки. Каков радиус освещенного пятна на экране?

    19. С помощью собирающей линзы получили изображение светящейся точки. Точка находится на расстоянии 0,6 м от линзы. Изображение находится на расстоянии 0,2 м от линзы. Чему равно фокусное расстояние линзы?

    8 класс                                                                Экзамен по физике, 2016 год

    Вариант 4

    ЧАСТЬ 1.

    1. Выберите правильную формулу.

    А) U = I2R                        Б)

    В)                         Г)

    2. Сила тока – это физическая величина, равная…

    А. электрическому заряду, прошедшему по электрической цепи за время ее работы

    Б. электрическому заряду, прошедшему в цепи через поперечное сечение проводника

    В. электрическому заряду, прошедшему в цепи через поперечное сечение проводника за 1 с

    Г. электрическому заряду, перемещенному за 1 с от положительного полюса источника тока к отрицательному

    3. Как располагаются железные опилки в магнитном поле прямого тока?

    А. По замкнутым кривым, охватывающим проводник с током.

    Б. Беспорядочно.

    В. По прямым линиям вдоль проводника.

    Г. По прямым линиям перпендикулярно проводнику.

    4. Паяльник сопротивлением 400 Ом включен в цепь напряжением 220 В. Какое количество теплоты выделится в паяльнике за 10 мин?

             А) 0,33 кДж                Б) 5,4 кДж                В) 72,6 кДж                Г) 96 кДж

    5. Сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, равно

    А) 3 Ом                Б) 1,5 Ом

    В) 6 Ом                Г) 2,5 Ом

    6. Ток силой I протекает по прямолинейному участку провода (ток направлен «от нас»).Вектор индукции магнитного поля, создаваемого током, направлен вниз (в плоскости рисунка) в точке

             А) А                Б) B                В) C                 Г) D

    7. От чего зависит магнитное действие катушки с током?

    А. от числа витков, силы тока и напряжения на ее концах

    Б. от силы тока, сопротивления провода и наличия или отсутствия железного сердечника внутри катушки

    В. от числа витков, силы тока и наличия или отсутствия железного сердечника

    Г. от силы тока, числа витков и сопротивления провода

    8. Луч света падает на плоское зеркало. Угол между падающим лучом и отражённым увеличили на 20°. Угол между зеркалом и отражённым лучом

    А) увеличился на 10°                Б) увеличился на 20°

    В) уменьшился на 10°                Г) уменьшился на 20°

    9. Дедушка носит очки, оптическая сила которых равна 2 дптр. Фокусное расстояние линз его очков равно

    А) 0,5 м                Б) -0,5 м                В) 5 см                Г) -0,5 см

    10. На рисунке показан ход лучей при прохождении через коробку, в которой находится некоторая оптическая система. В коробке находится:

    А) плоскопараллельная пластинка

    Б) плоское зеркало        В) собирающая линза                Г) рассеивающая линза

    11. К идеальному источнику постоянного напряжения подключена цепь, состоящая из последовательно соединённых реостата и амперметра. В какой- то момент ползунок реостата начинают двигать, уменьшая его сопротивление. Как при этом изменяются показание амперметра, напряжение источника и тепловая мощность, выделяющаяся в реостате?

     Для каждой физической величины определите соответствующий характер изменения:

    1) увеличивается;

    2) уменьшается;

    3) не изменяется.

     ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА

    ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ

    A) показание амперметра

    Б) напряжение источника

    B) тепловая мощность, выделяющаяся в реостате

    1) увеличивается

    2) уменьшается

    3) не изменяется

     12. Установите соответствие между размерностями физических величин и их наименованиями в системе СИ: к каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго и внесите в строку ответов выбранные цифры под соответствующими буквами.

     РАЗМЕРНОСТЬ

    НАИМЕНОВАНИЕ B СИ

    А) [1 Кл/1 с]

     

    Б) [1 B/1 А]

     

    B) [1 Кл · 1 B]

    1)  1 ампер

    2)  1 ньютон

    3)  1 джоуль

    4)  1 ом

    5)  1 ватт

     ЧАСТЬ 3.

    13. В таблице представлены результаты исследования зависимости силы тока от напряжения на концах резистора. Чему равно сопротивление резистора?

     

    14. Сколько энергии потребляет электрическая плитка каждую секунду при напряжении U = 120 В, если сила тока в спирали I = 5 А?

    15. Определите силу тока через третью лампу (рис.), а также мощность, потребляемую первой лампой, если сопротивления ламп соответственно равны: R1 = 10 Ом, R2 = 12 Ом, R3 = 24 Ом.

            16. Какова масса алюминиевой проволоки длиной 2 км и сопротивлением 8,5 Ом? Удельное сопротивление алюминия 0,028 Ом•мм2/м, его плотность 2700 кг/м3.

    17. С помощью электрического кипятильника можно нагреть 3 л воды от 20°С до кипения за t = 15 мин. Кипятильник имеет КПД = 80% и включается в сеть с напряжением U = 220 В. Какую силу тока он будет потреблять от сети?

    18. Фонарь находится на высоте 3,6 м от земли, а человек ростом 1 м 80 см – на расстоянии 2 м от фонаря. Определите длину тени человека.

    19. Расстояние от мнимого изображения предмета до собирающей линзы с оптической силой 2 дптр  равно 0,4 м.  Определите расстояние от линзы до предмета.

    Статистический и квантовый подходы: Топтыгин, Игорь N: 9783527411788: Amazon.com: Книги

    Современная электродинамика в различных средах — это широкий раздел электродинамики, сочетающий точную теорию электромагнитных полей при наличии электрических зарядов и токов со статистическим описанием этих полей в газах, плазме, жидкостях и твердых телах; диэлектрики, проводники и сверхпроводники. Он широко используется в физике и других естественных науках (таких как астрофизика и геофизика, биофизика, экология и эволюция земного климата), а также в различных технологических приложениях (радиоэлектроника, технология искусственных материалов, лазерные технологические процессы, распространение сгустки заряженных частиц, линейные и нелинейные электромагнитные волны и т. д.). Электродинамика вещества основана на точной фундаментальной (микроскопической) электродинамике, но дополнена конкретными описаниями электромагнитных полей в различных средах с использованием методов статистической физики, квантовой механики, физики конденсированного состояния (включая теорию сверхпроводимости), физической кинетики и плазмы. физика.
    Эта книга представляет в одном уникальном томе систематическое описание основных электродинамических явлений в материи:
    — Большое разнообразие теоретических подходов, используемых при описании различных сред
    — Многочисленные важные проявления электродинамики в веществе (магнитные материалы, сверхпроводимость, магнитная гидродинамика, голография, излучение в кристаллах, солитонах и др.)
    — Описание приложений, используемых в различных областях физики и многих других областях естественных наук.
    — Описывает всю сложность электродинамики в материи, включая материалы на разных уровнях.
    — ориентирован на бакалавров, магистров и докторантов 3-4 курсов, а также на лекторов, инженеров и ученых, работающих в этой области.
    — Читателю потребуются базовые знания общей физики, высшей математики, классической механики и микроскопической (фундаментальной) электродинамики на стандартном университетском уровне
    — Все примеры и задачи подробно описаны в тексте, чтобы помочь читателю научиться решать задачи
    — сложные задачи отмечены одной звездочкой, а наиболее сложные — двумя.Некоторые проблемы рекомендуется решить в первую очередь, они отмечены закрашенными точками; они более общие и важные или содержат результаты, используемые в других задачах.

    VCH — Электромагнитные явления в веществе

    Современная электродинамика в различных средах — это широкий раздел электродинамики, сочетающий точную теорию электромагнитных полей при наличии электрических зарядов и токов со статистическим описанием этих полей в газах, плазме, жидкостях и твердых телах; диэлектрики, проводники и сверхпроводники.Он широко используется в физике и других естественных науках (таких как астрофизика и геофизика, биофизика, экология и эволюция земного климата), а также в различных технологических приложениях (радиоэлектроника, технология искусственных материалов, лазерные технологические процессы, распространение сгустки заряженных частиц, линейные и нелинейные электромагнитные волны и т. д.). Электродинамика вещества основана на точной фундаментальной (микроскопической) электродинамике, но дополнена конкретными описаниями электромагнитных полей в различных средах с использованием методов статистической физики, квантовой механики, физики конденсированного состояния (включая теорию сверхпроводимости), физической кинетики и плазмы. физика.
    Эта книга представляет в одном уникальном томе систематическое описание основных электродинамических явлений в материи:
    — Большое разнообразие теоретических подходов, используемых при описании различных сред
    — Многочисленные важные проявления электродинамики в веществе (магнитные материалы, сверхпроводимость, магнитная гидродинамика, голография, излучение в кристаллах, солитонах и т. д.)
    — Описание приложений, используемых в различных областях физики и многих других областях естественных наук
    — Описывает всю сложность электродинамики в материи, включая материалы на разных уровнях.
    — ориентирован на бакалавров, магистров и докторантов 3-4 курсов, а также на лекторов, инженеров и ученых, работающих в этой области.
    — Читателю потребуются базовые знания общей физики, высшей математики, классической механики и микроскопической (фундаментальной) электродинамики на стандартном университетском уровне
    — Все примеры и задачи подробно описаны в тексте, чтобы помочь читателю научиться решать задачи
    — сложные задачи отмечены одной звездочкой, а наиболее сложные — двумя.Некоторые проблемы рекомендуется решить в первую очередь, они отмечены закрашенными точками; они более общие и важные или содержат результаты, используемые в других задачах.

    Введение

    Глава 1. Уравнения статических электрических и магнитных полей в веществе
    1.1. Усреднение микроскопических уравнений Максвелла. Векторы электромагнитных полей в веществе
    1.2. Уравнения электростатики и магнитостатики в веществе
    1.3. Поляризация вещества в постоянном поле
    1.4. Ответы и решения

    Глава 2. Электростатическая теория проводников и диэлектриков
    2.1. Основные понятия и методы электростатики
    2.2. Специальные методы электростатики
    2.3 Энергия, силы и термодинамика проводников и диэлектриков
    2.4. Ответы и решения

    Глава 3. Установившиеся токи и магнитное поле в среде
    3.1 Установившиеся токи
    3.2. Магнитостатика в среде
    3.3. Энергия, силы и термодинамика магнитных сред
    3.4. Ферромагнетизм
    3.5. Электродинамика сверхпроводников
    3.7. Ответы и решения

    Глава 4. Квазистационарные электромагнитные поля
    4.1. Квазистационарные явления в линейных проводниках
    4.2. Вихревые токи и скин-эффект
    4.3. Магнитная гидродинамика
    4.4. Ответы и решения

    Глава 5. Уравнения электромагнитного поля в диспергирующих средах
    5.1. Поляризация вещества в нестационарном и неоднородном поле. Тензор комплексной диэлектрической проницаемости
    5.2. Причинно-следственные и дисперсионные отношения
    5.3. Энергия электромагнитного поля в среде
    5.4. Колебания в среде
    5.5. Электродинамика движущихся тел
    5.6. Ответы и решения

    Глава 6. Распространение электромагнитных волн в среде
    6.1. Плоские волны в изотропных средах. Отражение и преломление волн
    6.2. Плоские волны в анизотропных и гиротропных средах
    6.3. Рассеяние электромагнитных волн на макроскопических телах. Дифракция волн
    6.4. Дифракция рентгеновских лучей и гамма-квантов в кристаллах
    6.5. Ответы и решения

    Глава 7. Когерентная и нелинейная оптика
    7.1. Согласованность и интерференция
    7.2. Волны в нелинейных средах
    7.3. Волны в активных средах
    7.4. Волны в стохастических средах
    7.5. Ответы и решения

    Глава 8. Электромагнитные колебания в ограниченных телах
    8.1. Волноводные и протяженные линии электропередачи
    8.2. Полые резонаторы
    8.3. Лазеры и световоды
    8.4. Ответы и решения

    Глава 9. Взаимодействие заряженных частиц с равновесными и неравновесными средами
    9.1. Быстрые частицы в среде. Рассеяние и излучение
    9.2. Эффект Черенкова и связанные с ним явления
    9.3. Переходное рассеяние и излучение
    9.4. Каналирование и испускание частиц в кристаллах
    9.5. Ускорение частиц в турбулентных плазменных средах
    9.6. Ответы и решения

    Приложение. Элементы стохастической теории поля. Тензоры корреляции
    Список литературы
    Тематический указатель

    Игорь Н.Топтыгин — профессор кафедры теоретической физики Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, Россия. Он получил ученые степени в области физики и математики в 1964 году (доктор философии) и 1974 году (абилитация). Он специалист в области теоретической физики и теоретической астрофизики. Он является членом Ученого совета по комплексной проблеме космических лучей Российской академии наук, членом-корреспондентом Международной академии наук высшего образования. Он много лет занимается теоретическими исследованиями квантовых парамагнитных усилителей, ускорения космических лучей и излучения релятивистских частиц в плазме.

    И. Н. Топтыгин, Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, Россия

    Новые явления электромагнитного рассеяния

    dc.contributor.advisor Марин Солячич. ru_US
    dc.contributor.author Yang Yi, Ph. Технологический институт Д. Массачусетса. ru_US
    dc.contributor.other Массачусетский технологический институт. Кафедра электротехники и информатики. ru_US
    dc.date.accessed 2020-03-09T18: 53: 20Z
    dc.date.available 2020-03-09T18: 53: 20Z
    dc.date. copyright 2019 en_US
    dc.date.issued 2019 en_US
    dc.identifier.uri https://hdl.handle.net/1721.1/124096
    dc. описание Диссертация: к.D., Массачусетский технологический институт, факультет электротехники и информатики, 2019 en_US
    dc. описание Каталог из PDF-версии диссертации. ru_US
    dc.description Включает библиографические ссылки (страницы 141–161). ru_US
    dc.description.abstract Рассеяние электромагнитных волн в основном связано с неоднородностью системы.В этой диссертации основное внимание уделяется нескольким теоретическим и экспериментальным открытиям электромагнитного рассеяния в современном контексте. Эти результаты отличаются от рассеяния на реальных структурах и за пределами синтетических калибровочных полей. Источник рассеяния также варьируется от возбуждений ближнего поля до дальнего поля. Во-первых, мы представляем общую основу для наноразмерного электромагнетизма с экспериментальной проверкой на основе плазмонного рассеяния в дальней зоне. Мы также теоретически предлагаем две схемы с использованием тонких металлических пленок и гибридных плазмонных диэлектрических нанорезонаторов, соответственно, с целью достижения высокой эффективности излучения в плазмонике.Во-вторых, рассматривая свободные электроны как возбуждение рассеяния в ближнем поле, мы выводим универсальный верхний предел спонтанного излучения свободных электронов и потерь энергии, подтвержденный измерениями излучения Смита-Перселла. Такой верхний предел позволяет идентифицировать новый режим работы излучения, в котором медленные электроны более эффективны, чем быстрые. Предел также демонстрирует расходимость вероятностей излучения, к которой, как мы показываем, можно физически приблизиться, связав свободные электроны с фотонными связанными состояниями в континууме.Наконец, мы обсудим рассеяние оптических волн на синтетических магнитных полях. В частности, мы опишем синтез неабелевых (некоммутативных) калибровочных полей в реальном пространстве, допускающий нарушение симметрии относительно обращения времени различными способами. Эти синтетические неабелевы калибровочные поля позволяют нам наблюдать неабелев эффект Ааронова-Бома с классическими волнами и классическими потоками, относящийся к классическим и квантовым топологическим явлениям. ru_US
    пост.description.statementofresponsibility , автор Yi Yang. ru_US
    формат постоянного тока, объем 161 страница en_US
    dc.language.iso eng en_US
    dc.publisher Массачусетский технологический институт en_US
    dc.rights Тезисы MIT защищены авторским правом. Их можно просматривать, загружать или распечатывать из этого источника, но дальнейшее воспроизведение или распространение в любом формате запрещено без письменного разрешения. ru_US
    dc.rights.uri http://dspace.mit.edu/handle/1721.1/7582 en_US
    dc.subject Электротехника и информатика. ru_US
    dc.title Новые явления электромагнитного рассеяния ru_US
    тип постоянного тока Thesis en_US
    постоянный ток описание. Степень Ph.D. ru_US
    отдел контрибьютора округа Колумбия Массачусетский технологический институт. Департамент электротехники и информатики ru_US
    dc.identifier.oclc 1142634086 en_US
    dc.Описание.коллекция Ph.D. Массачусетский технологический институт, факультет электротехники и информатики en_US
    dspace.импортированный 2020-03-09T18: 53: 19Z ru_US
    Степень защиты Докторантура ru_US
    отделение тезиса EECS ru_US

    Аномальное излучение радона, связанное с пресейсмическими электромагнитными явлениями

    26 октября 2007 г.

    26 октября 2007 г.

    Ю.Омори 1 , Ю. Ясуока 2 , Х. Нагахама 1 , Ю. Кавада 1,3 , т. Исикава 4 , С. Токонами 4 и М. Синоги 2 Y. Omori et al. Y. Omori 1 , Y. Ясуока 2 , Х. Нагахама 1 , Ю. Кавада 1,3 , т. Исикава 4 , С. Токонами 4 и М. Синоги 2
    • 1 Департамент геоэкологических наук, Высшая школа наук, Университет Тохоку, Сендай, Япония
    • 2 Институт радиоизотопных исследований, Фармацевтический университет Кобе, Кобе, Япония
    • 3 Школа геонаук Эдинбургского университета , Эдинбург, Великобритания
    • 4 Национальный институт радиологических наук, Чиба, Япония
    • 1 Департамент геоэкологических наук, Высшая школа наук, Университет Тохоку, Сендай, Япония
    • 2 Институт радиоизотопных исследований, Фармацевтический университет Кобе, Кобе, Япония
    • 3 Школа геонаук Эдинбургского университета , Edinburgh, UK
    • 4 Национальный институт радиологических наук, Чиба, Япония
    Скрыть сведения об авторе

    Аномальное излучение радона ( 222 Rn) наблюдалось перед сильными землетрясениями и считается связанным с предсейсмическими электромагнитными явлениями (например.грамм. большие изменения атмосферного электрического поля и ионосферные возмущения). Здесь мы анализируем концентрацию радона в атмосфере и оцениваем изменения электрических условий в атмосфере из-за предсейсмической радоновой аномалии. Увеличение эмиссии радона подчиняется эволюции повреждения земной коры в соответствии со степенным законом времени до землетрясения. Кроме того, излучение радона уменьшает атмосферное электрическое поле на 40%, помимо воздействия на максимальную напряженность атмосферного электрического поля на 10 4 –10 5 В / м, достаточную для запуска ионосферных возмущений.Эти изменения находятся в пределах наблюдаемых или объясняющих электромагнитные явления, связанные с сильными землетрясениями.

    Сейсмоэлектромагнитные явления

    Исследования сейсмоэлектромагнитных явлений в диапазоне экстремально низких частот и создание экспериментальной сети мониторинга сейсмической активности на Бишкекском прогностическом полигоне

    Техническая зона / поле

    • ENV- SEM / сейсмический мониторинг / окружающая среда

    Статус
    8 Проект завершен

    Дата регистрации
    12.09.2000

    Срок завершения
    26.05.2008

    Старший менеджер проекта
    Лапидус О.В.

    Ведущий институт
    Институт сейсмологии НАН, Кыргызстан, Бишкек 9036

    36 Вспомогательный институт Санкт-Петербургский государственный университет / Научно-исследовательский институт земной коры, Россия, Санкт-Петербург

Соавторы

  • Афинский университет / Институт физики твердой Земли, Греция, Афины \ nКельнский университет / Институт геофизики и метеорологии, Германия, Кельн \ n Государственный университет Райта, США, Флорида, Дейтона-Бич

Краткое описание проекта

При мониторинге сейсмической активности особое внимание уделяется исследованию таких прекурсоров, как вариации удельного сопротивления горных пород и электромагнитные импульсы (ЭМИ) в очаговых зонах.Эффективность этих прекурсоров подтверждена на практике в различных сейсмически опасных регионах. Аномалии поведения измеряемой характеристики — кажущегося сопротивления a обычно наблюдались в периоды от нескольких месяцев до нескольких дней, а аномалии ЭМИ — от нескольких дней до нескольких часов перед землетрясениями. Изучение электромагнитных полей искусственных и естественных источников в диапазоне предельно низких частот от единиц до сотен герц открывает новые возможности применения этих явлений в средне- и краткосрочном прогнозировании землетрясений.

Целью проекта является создание периодически действующей экспериментальной сети аудиомагнитотеллурического (АМТ) мониторинга сейсмической активности на прогнозном полигоне Бишкек на основе исследования сейсмоэлектромагнитных явлений в диапазоне предельно низких частот от единиц до сотен. герц и изучать закономерности изменения УЭС горных пород и аномалий ЭМИ, вызванных изменением напряженно-деформированного состояния горных пород.

Исследование вариаций удельного сопротивления горных пород

Глубинные электромагнитные зондирования играют важную роль среди методов, используемых при прогнозировании землетрясений.Они позволяют получать информацию об изменении УЭС горных пород на достаточно больших глубинах, где не проявляется влияние сезонных факторов. Также можно ожидать более заметных изменений удельного сопротивления горных пород из-за приближения к области формирующегося очага землетрясения. Электромагнитные зондирования с импульсными источниками ранее чаще всего применялись при исследовании удельного сопротивления горных пород на больших глубинах. Но точности таких измерений было недостаточно для регистрации относительно небольших изменений кажущегося сопротивления перед землетрясениями.

Электромагнитный мониторинг, основанный на изучении вариаций удельного сопротивления горных пород, необходимо развивать с использованием методов с высокой точностью измерений, обеспечивающих достоверные данные и достаточно перспективных в экономическом смысле для дальнейшего широкого использования в сейсмически опасных регионах. Метод аудиомагнитотеллурического зондирования (АМТ), основанный на измерениях естественного электромагнитного поля в диапазоне частот от единиц до сотен герц, отвечает этим требованиям и планируется использовать для исследования вариаций удельного сопротивления в настоящем проекте.Для модели плоских волн и зондирования в частотной области была разработана строгая и хорошо разработанная теория метода, что позволяет достоверно интерпретировать данные. Крайне низкочастотное зондирование (КНЧ) с использованием электромагнитных полей мощных управляемых источников, аналогичное российской КНЧ радиостанции «Зевс», также будет использоваться для получения справочных данных и совместной интерпретации с данными метода AMTS. .

Радиостанция ELF находится на Кольском полуострове. Он состоит из генератора гармонически изменяющегося тока и антенны длиной около 60 км, ориентированной в направлении восток-запад и заземленной на концах.Величина тока в антенне достигает 300 А. КНЧ-станция может излучать сигналы предельно низких частот в диапазоне от десятков до сотен герц. Его сигнал может быть измерен на расстоянии примерно 10 000 км.

Метод зондирования АМТ с использованием естественных электромагнитных полей ранее практически не применялся при мониторинге сейсмической активности. Это произошло из-за низкой точности измерений из-за нестабильности источников, низкой интенсивности естественных полей и существенного влияния промышленных шумов в используемом диапазоне частот.Новая система АКФ-4М, созданная ИКНИ СПбГУ, позволяет получить высокую точность измерений естественных электромагнитных полей, достаточную для мониторинга сейсмической активности (не менее 1–2% для кажущегося сопротивления и 0,5 для фазового сопротивления). импеданса).

Использование естественных электромагнитных полей при мониторинге сейсмической активности необходимо в сочетании с измерениями сигналов радиостанции КНЧ. Использование КНЧ-зондирования в качестве эталонных позволит повысить точность измерений и достоверность данных АМТ-зондирования.Совместное применение АМТ- и КНЧ-зондирований с использованием разнополяризованного первичного поля позволит повысить разрешающую способность электромагнитных зондирований. Зондирование АМТ и КНЧ основано на использовании гармонически изменяющихся полей и обеспечивает более высокую точность измерений и надежность интерпретации данных по сравнению с зондированием с использованием электромагнитного поля импульсных источников.

При выполнении проекта по изучению вариаций кажущегося сопротивления горных пород наблюдения будут проводиться в основном с использованием естественного электромагнитного поля.Измерения полей КНЧ радиостанции будут выполнены как дополнительные для получения справочных данных, сравнения и совместной интерпретации с результатами, полученными на естественных полях.

Исследование электромагнитных импульсов

Исследования ЭМИ в основном импульсного характера на частотах единицы — десятки кГц перед землетрясениями выполнялись достаточно широко во всем мире. При этом регистрировались измерения количества импульсов или огибающих амплитуд импульсного излучения.Опыт таких измерений показывает, что предвестники наблюдаются за несколько суток до землетрясений, т.е. этот метод направлен на краткосрочный прогноз землетрясений. При наблюдениях на дне озер и в глубоких шахтах было установлено, что определенная часть ЭМИ связана с деформационными процессами в Земле.

В предельно низком диапазоне частот от десятков до сотен герц ЭМИ для целей прогноза землетрясений ранее практически не изучались в связи с трудностями в создании подходящего оборудования и наличием интенсивного промышленного шума.В то же время использование этого частотного диапазона для измерений ЭМИ и мониторинга сейсмической активности весьма перспективно. По сравнению с электромагнитными полями более высоких частот (десятки кГц и выше) в этом случае мы имеем возможность регистрировать излучение более глубоких горизонтов земной коры. Для более низких частот (ниже 0,5 Гц) наблюдается высокий уровень естественных электромагнитных полей ионосферы и магнитосферы, более интенсивный, чем излучение геологической среды.

Созданный в ИЦРИ СПбГУ прибор АКФ-4М позволяет регистрировать в режиме временных рядов ЭМИ в предельно низком диапазоне частот от единицы до сотен герц. Получен опыт таких измерений как в благоприятных, так и в неблагоприятных шумовых условиях. Спектральный анализ и обработка таких записей позволит найти сигналы — предвестники землетрясений в предельно низкочастотном диапазоне.

Для достижения основной цели проекта предполагается решить следующие задачи:

A1: Выбор чувствительных мест для установки приемного оборудования и создание сети AMT-мониторинга на прогностическом полигоне Бишкек.

A2: Разработка методов исследования вариаций кажущегося сопротивления и аномалий ЭМИ в диапазоне предельно низких частот.

A3: Разработка антенны системы ACF-4M для АМТ-мониторинга сейсмической активности.

A4: Создание программного обеспечения для обработки и анализа данных.

A5: Создание периодически действующей экспериментальной сети AMT мониторинга сейсмической активности, включающей три системы ACF-4M с программированием работы.

A6: Изучение закономерностей изменений кажущегося сопротивления и аномалий ЭМИ в диапазоне предельно низких частот, вызванных изменением напряженно-деформированного состояния геологической среды под влиянием приливных деформаций Земли и сейсмической активности на прогнозном полигоне Бишкек.

При решении задач по проекту проведено математическое моделирование исследования электромагнитных полей, моделирование процессов подготовки землетрясений с использованием исследований приливных вариаций кажущегося сопротивления и аномалий ЭМИ, натурных экспериментов по изучению геоэлектрического строения полигона, испытаний оборудования и опытной эксплуатации сети мониторинга.Планируется разработка антенны системы АКФ-4М для исследования сейсмоэлектромагнитных явлений. Периодически действующая экспериментальная сеть АМТ мониторинга сейсмической активности будет состоять из трех приборов АКФ-4М.

В рамках проекта будут изучены закономерности изменения кажущегося сопротивления и аномалий электромагнитных импульсов в диапазоне предельно низких частот. Будут получены новые данные о закономерностях изменения геоэлектрических свойств и ЭМИ пород за счет изменения их напряженно-деформированного состояния.Будет возможно дальнейшее развитие сети мониторинга AMT на полигоне в Бишкеке и строительство аналогичных систем в других сейсмически опасных регионах.

При выполнении проекта также будут использованы:

— результаты исследований Института сейсмологии по разработке и апробации геофизических методов прогноза землетрясений на полигоне Бишкек;

— результаты исследований НИИ земной коры по измерениям естественных и искусственных сверхнизкочастотных электромагнитных полей для геологических целей и мониторинга сейсмической активности.

Операции по проекту будут осуществляться в тесном контакте с зарубежными коллабораторами. Будет организован обмен информацией, совместное планирование и проведение экспериментальных наблюдений на полигоне, тестирование инструментальных и программных комплексов и научные семинары.

Электромагнитные явления — Сервер технических отчетов НАСА (NTRS)

Chang, D. C. (Гарвардский университет, Кембридж, Массачусетс, США)

Chang, V. W. (Harvard Univ.Кембридж, Массачусетс, США)

Chen, C. L. (Гарвардский университет, Кембридж, Массачусетс, США)

Cheong, W.-M. (Гарвардский университет, Кембридж, Массачусетс, США)

Duff, BM (Гарвардский университет, Кембридж, Массачусетс, США)

Holly, S. (Гарвардский университет, Кембридж, Массачусетс, США)

Iizuka, K. (Гарвардский университет, Кембридж, Массачусетс, США)

Kao, CC (Harvard Univ.Кембридж, Массачусетс, США)

King, RWP (Гарвардский университет, Кембридж, Массачусетс, США)

Ламенсдорф, Д. (Гарвардский университет, Кембридж, Массачусетс, США)

Мак, РБ (Гарвардский университет, Кембридж, Массачусетс, США)

Padhi, T. (Гарвардский университет, Кембридж, Массачусетс, США)

Rao, BR (Гарвардский университет, Кембридж, Массачусетс, США)

Робертсон, JC (Гарвардский унив.Кембридж, Массачусетс, США)

Sanderson, AE (Гарвардский университет Кембридж, Массачусетс, США)

Sandler, SS (Гарвардский университет Кембридж, Массачусетс, США)

Saxon, WA (Гарвардский университет, Кембридж, Массачусетс, США)

Скотт, LD (Гарвардский университет, Кембридж, Массачусетс, США)

Сешадри, SR (Гарвардский университет, Кембридж, Массачусетс, США)

Шен, LC (Гарвардский университет, Кембридж, Массачусетс, США)

Электромагнитные явления, о которых сообщают предсмертные люди

PDF-версия также доступна для скачивания.

Кто

Люди и организации, связанные либо с созданием этой статьи, либо с ее содержанием.

Какие

Описательная информация, которая поможет идентифицировать эту статью.Перейдите по ссылкам ниже, чтобы найти похожие предметы в Электронной библиотеке.

Когда

Даты и периоды времени, связанные с этой статьей.

Статистика использования

Когда в последний раз использовалась эта статья?

Взаимодействовать с этой статьей

Вот несколько советов, что делать дальше.

PDF-версия также доступна для скачивания.

Ссылки, права, повторное использование

Международная структура взаимодействия изображений

Распечатать / Поделиться


Печать
Электронная почта
Твиттер
Facebook
Tumblr
Reddit

Ссылки для роботов

Полезные ссылки в машиночитаемых форматах.

Ключ архивных ресурсов (ARK)

Международная структура взаимодействия изображений (IIIF)

Форматы метаданных

Изображений

URL

Статистика

Грейсон, Брюс; Liester, Митчелл Б.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *