Физика 11 класс. Все формулы и определения

Физика 11 класс. Все формулы и определения

«Физика 11 класс. Все формулы и определения» — это Справочник по физике для учащихся 11 класса, доступный для просмотра в Интернете с компьютера, планшета и смартфона. Автор справочных таблиц: Е.А. Марон (кандидат пед. наук, учитель физики). Смотрите также справочные материалы по физике за другие классы:

Формулы 7 класс  Формулы 8 класс  Формулы 9 класс  Формулы 10 класс

---

В пособии «Физика 11 класс. Все формулы и определения» представлено 30 тем за 11 класс.

1 Магнитное поле и его свойства

Магнитное поле и его свойства. Опыт Ампера. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Модуль вектора магнитной индукции

---

2 Сила Ампера. Сила Лоренца

Сила Ампера. Сила Лоренца. Движение q в однородном магнитном поле.

---

3 Явление электромагнитной индукции

Явление электромагнитной индукции (ЭМИ). Магнитный поток. Правило Ленца. Закон ЭМИ.

---

4 Самоиндукция

Самоиндукция. Проявление самоиндукции. Индуктивность. Энергия МП тока. Теория Максвелла

---

5 Механические колебания

 

Механические колебания. Условия возникновения свободных колебаний. Характеристики механических колебаний. Математический маятник. Гармонические колебания.

---

6 Фаза колебаний. Затухающие и вынужденные колебания

Фаза колебаний. Сдвиг фаз колебаний. Затухающие и вынужденные колебания

---

7 Механические волны

Механические волны. Причины возникновения. Продольные волны. Распространение волн в упругих средах

8 Колебательный контур

Колебательный контур. Электромагнитные колебания. Аналогия. Формула Томсона

---

9 Переменный ток

Переменный ток. Активное сопротивление. Средняя мощность. Резонанс

---

10 Генерирование электроэнергии

Генерирование электроэнергии. Индукционный генератор переменного тока. Передача электроэнергии

---

11 Трансформаторы

Трансформаторы. Устройство трансформатора. Работа нагруженного трансформатора и на холостом ходу

---

12 Электромагнитные волны

Электромагнитные волны. Опыты Герца.

---

13 Принципы радиосвязи

Принципы радиосвязи. Амплитудная модуляция. Детектирование. Распространение радиоволн. Радиолокация

---

14 Световые волны.

Световые волны.

---

15 Законы отражения и преломления света

Закон отражения света. Закон преломления света

---

16 Линза

Линза. Виды линз. Оптическая сила линз. Формула тонкой линзы. Построение изображения в линзах.

---

17 Свойства световых волн

Свойства световых волн. Опыты Ньютона. Интерференция света. Дифракция. Естественный свет

---

18 Элементы теории относительности

Элементы теории относительности. Принцип относительности. Постулаты теории. Основные следствия из теории относительности

---

19 Излучение и спектры

Излучение и спектры. Виды излучений. Виды спектров. Спектральный анализ

---

20 Виды электромагнитных излучений

Виды электромагнитных излучений. Инфракрасное и ультрафиолетовое излучения. Рентгеновские лучи.

---

21 Световые кванты. Фотоэффект

Световые кванты. Фотоэффект. Законы фотоэффекта.

---

22 Теория фотоэффекта

Теория фотоэффекта. Формула Планка. Уравнение Эйнштейна. Фотоны. Корпускулярно-волновой дуализм света.

---

23 Строение атома

Строение атома. Опыт Резерфорда. Планетарная модель атома и ее противоречия. Постулаты Бора.

---

24 Лазеры

Лазеры. Индуцированное излучение. Свойства лазерного излучения. Принцип действия лазера

---

25 Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц

Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц. Счетчик Гейгера. Камера Вильсона. Пузырьковая камера. Метод толстослойных фотоэмульсий

---

26 Явление радиоактивности

Явление радиоактивности. Опыт Резерфорда. Свойства излучений. Закон радиоактивного распада. Изотопы.

---

27 Строение атомного ядра

Строение атомного ядра. Открытие нейтрона. Модель ядра. Энергия связи атомных ядер. Ядерные реакции

---

28 Деление ядер урана

Деление ядер урана. Механизм деления урана. Цепные ядерные реакции. Образование плутония

---

29 Ядерный реактор. Термоядерные реакции

Ядерный реактор. Термоядерные реакции

---

30 Биологическое действие радиоактивных излучений

Биологическое действие радиоактивных излучений. Поглощенная доза излучений. Экспозиционная доза. Эквивалентная доза поглощенного излучения. Радиационные эффекты

---

Справочник «Физика 11 класс. Все формулы и темы». Смотрите также другие

Справочники по физике:

Формулы 7 класс  Формулы 8 класс  Формулы 9 класс  Формулы 10 класс

Электромагнитная индукция ℹ️ определение физического явления, формулы, единицы измерения, значение закона Фарадея, применение правила Ленца к направлению потока вектора

При изменении тока в электрической цепи возникает магнитное поле. Причиной этого является электромагнитная индукция. Это явление широко применяется на практике. 

В статье рассказывается о том, что это такое, и каковы его основные закономерности.

Явление электромагнитной индукции

При изменении тока происходит образование магнитного поля. Это явление, в свою очередь, влияет на движение электронов. 

Если рассматривать одиночный провод, расположенный прямо, то он будет создавать поле, направление силовых линий которого идёт по кругу в перпендикулярной ему плоскости.

Если в магнитном поле происходят изменения, то это увеличивает или ослабляет силу тока, который проходит по проводнику. Направление изменения зависит от того, как меняется поле. Это явление позволяет преобразовывать электрическую энергию в механическую или наоборот.

Учёный, которому принадлежит заслуга открытия взаимодействия электрического и магнитного полей — Майкл Фарадей. 

Были проведены опыты, которые показали, что изменение магнитного поля способно порождать движение электронов. Это явление впоследствии назвали индукционным током.

Опыты, выполненные этим учёным, выглядят следующим образом:

1. Фарадей сделал катушку с полой серединой. Её концы соединил с гальванометром. Взял в руки магнит и поместил его внутрь катушки. Если его вдвигать или выдвигать, то на гальванометре отклоняется стрелка, доказывая наличие тока. Чем быстрее выполняемое движение, тем выше его сила. Аналогичный эффект будет достигнут, если магнит будет неподвижен, но будет перемещаться соленоид.

2. В следующем опыте были использованы две катушки. Большая подключена к гальванометру, а вторая — к источнику. Одна из катушек была настолько узкой, чтоб могла проходить внутрь второй. Если её поместить туда и несколько раз включить и выключить ток, то на гальванометре стрелка отклонится, показывая наличие тока.

3. Если взять два соленоида под током и один из них подвигать рядом с другим, то в них также возникнет движение электронов.

При проведении таких опытов более быстрое движение создаёт более сильное движение электронов.

Одновременно с Фарадеем аналогичные исследования осуществил Джозеф Генри, однако опубликовал свои результаты позже.

Объяснение явления

Движение носителей заряда — электронов происходит в том случае, когда на них действует электродвижущая сила, создаваемая разностью потенциалов. 

Возникновение тока под действием изменения магнитного поля происходит из-за того, что оно создаёт такую силу, которая носит название ЭДС индукции. Хотя явление индуктивности было обнаружено Фарадеем, он не дал ему теоретического объяснения. 

Теория электромагнитного поля в физике была создана Максвеллом в 1861 году. Этому явлению присущи такие черты:

• источником движения электронов является переменное магнитное поле;

• его наличие можно обнаружить по производимому воздействию на электрические заряды;

• это поле не является потенциальным;

• силовые линии поля представляют собой замкнутые кривые.

Работа магнитного поля выражается в создании электродвижущей силы для электронов.

Закон электромагнитной индукции Фарадея

Основной характеристикой магнитного поля является магнитный поток. Зрительно его можно представить, как силовые линии, пронизывающие перпендикулярную плоскую фигуру, ограниченную замкнутой линией. Эти линии выражают вектор магнитной индукции.

Произведение модуля этой величины на площадь для равномерного и однородного магнитного поля равно потоку поля через рассматриваемый контур.

При рассмотрении сложного поля, фигуру разбивают на небольшие участки, в которых поле равномерно и суммируют значения для каждого из них. Для вычисления в таких случаях используются методы дифференциального и интегрального исчисления.

Электромагнитная индукция измеряется в Тесла (Тл). Эта единица получила своё название в честь великого учёного-физика.

Закон Фарадея количественно описывает влияние магнитного поля на движение электронов. Он утверждает следующее: скорость изменения потока электромагнитного поля равна порождаемой им электродвижущей силе, воздействующей на электроны и создающей ток.

Нужно заметить, что когда магнитное поле порождается изменением силы тока, то возникающая электродвижущая сила воздействует на него противоположным образом. Это можно прояснить на таком примере. 

Если рассматривается провод, и в нём увеличивается сила тока, то это создаёт магнитное поле. Оно, в свою очередь, создаёт ЭДС, которая препятствует увеличению.

Правило Ленца

Это правило даёт возможность правильно определить направление индукционного тока в различных ситуациях. Оно формулируется следующим образом: направление тока, порождённого индукцией, создаёт такое изменение магнитного потока, препятствующее изменению внешнего поля, благодаря которому оно возникло.

Это можно пояснить на следующем примере. Будет рассмотрена ситуация, когда внешнее магнитное поле со временем будет возрастать, а его силовые линии направлены вверх. 

Это произойдёт, например, в той ситуации, когда снизу к контуру, расположенному горизонтально, будут приближать магнит так, чтобы его северный полюс был обращён вверх. В этом случае магнитный поток будет увеличиваться, создавая электродвижущую силу.

В контуре будет создан индукционный ток. Он будет таким, чтобы магнитные силовые линии были противоположными по отношению к тем, которые характеризуют первоначальное. Теперь можно определить направление индукционного тока в контуре.

Как известно, если смотреть со стороны создаваемого поля, то он будет направлен по часовой стрелке. То есть, если смотреть сверху, направление будет против неё.

На этом примере можно увидеть, как с помощью правила Ленца можно определить направление магнитного поля и индукционного тока.

Самоиндукция

В этом случае рассматривается ситуация, когда изменение движения электронов порождает ЭДС, вызывающий индукционный ток в этом же проводнике. 

Взяв за основу правило Ленца, можно утверждать, что он имеет направление, противоположное первоначальному изменению.

Самоиндукция похожа на явление инерции. Тяжёлое тело невозможно остановить мгновенно. Также нельзя изменить силу тока за один миг до нужной величины из-за наличия явления самоиндукции.

Это свойство можно продемонстрировать следующим опытом. Нужно сделать две электрических цепи. В одной из них имеется источник и лампочка. Другая сделана аналогичным образом, но различие состоит в том, что в цепь добавлена катушка. 

В первой цепи после включения лампочка загорается сразу. Во второй, учитывая наличие индуктивного элемента, это происходит с заметным опозданием.

После размыкания свет в первой лампочке отключается практически мгновенно, а во второй это происходит замедленно. Важно отметить, что в процессе выключения индукционный ток может превысить первоначальный. Поскольку в этой ситуации он направлен также, как и рабочий, то сила тока может возрасти. В некоторых цепях это может вызвать перегорание лампочки.

Индуктивность

Проводник, через который проходит изменяющийся ток, способен накапливать энергию путём использования магнитного поля. У прямолинейного отрезка провода эта способность имеет незначительную величину. 

Однако, если речь идёт о катушке, то её величина гораздо сильнее. Эта характеристика называется индуктивностью. Она обозначается как «L» и играет важную роль при определении различных характеристик электромагнитного поля.

Магнитный поток в определённом контуре можно выразить посредством формулы Ф = L* I, а электродвижущую силу в виде E = L* (dI/dt).

Ток, проходящий через контур, способен создать электромагнитное поле, причём оно будет тем сильнее, чем быстрее будут происходить его изменения.

На практике для увеличения индуктивности катушки используют вставленные внутрь стержни из ферромагнетика.

Энергия магнитного поля

Электрический ток создаёт магнитное поле. При этом он затрачивает определённую энергию. Её величина равна той работе, которая была затрачена на создание поля. Она вычисляется по следующей формуле:

Здесь использовались такие обозначения:

Если магнитное поле по какой-то причине пропадёт, то его энергия выделится в той или иной форме.

Применение электромагнитной индукции

Это явление активно применяется в различных сферах жизни человеческого общества. 

Далее будут приведены несколько наиболее известных примеров:

• радиовещание невозможно без использования явления электромагнитной индукции;

• в медицине магнитотерапия является одним из эффективных методов лечения;

• при фундаментальных исследованиях для разгона элементарных частиц применяются синхрофазотроны, работа которых основана на явлении индуктивности;

• счётчики электричества, применяемые в быту для его учёта, используют рассматриваемое явление;

• для того, чтобы передавать произведённую электростанциями электрическую энергию на большие расстояния, применяются трансформаторы, работа которых построена на использовании электромагнитной индукции;

• в металлургии для плавки металла применяются индукционные печи.

Использование этого явления очень широко распространено. Приведённые примеры являются только частью различных вариантов использования.

Все формулы по теме «Электромагнитная индукция»

Для того чтобы кратко освежить в памяти формулы, относящиеся к магнитной индукции, далее приводится перечень наиболее важных из них.

Открытие законов, которые описывают поведение электромагнитного поля, является одним из важнейших достижений науки за всю историю. В современной жизни использование этого явления происходит практически во всех областях жизни общества.

Конспект «Электромагнитная индукция» — УчительPRO

«Электромагнитная индукция»

Электромагнитная индукция — это явление, которое заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводнике в результате изменения магнитного поля, в котором он находится. Это явление открыл английский физик М. Фарадей в 1831 г. Суть его можно пояснить несколькими простыми опытами.

Описанный в опытах Фарадея принцип получения переменного тока используется в индукционных генераторах, вырабатывающих электрическую энергию на тепловых или гидроэлектростанциях. Сопротивление вращению ротора генератора, возникающее при взаимодействии индукционного тока с магнитным полем, преодолевается за счет работы паровой или гидротурбины, вращающей ротор. Такие генераторы преобразуют механическую энергию в энергию электрического тока.

Вихревые токи, или токи Фуко

Если массивный проводник поместить в переменное магнитное поле, то в этом проводнике благодаря явлению электромагнитной индукции возникают вихревые индукционные токи, называемые токами Фуко.

Вихревые токи возникают также при движении массивного проводника в постоянном, но неоднородном в пространстве магнитном поле. Токи Фуко имеют такое направление, что действующая на них в магнитном поле сила тормозит движение проводника. Маятник в виде сплошной металлической пластинки из немагнитного материала, совершающий колебания между полюсами электромагнита, резко останавливается при включении магнитного поля.

Во многих случаях нагревание, вызываемое токами Фуко, оказывается вредным, и с ним приходится бороться. Сердечники трансформаторов, роторы электродвигателей набирают из отдельных железных пластин, разделенных слоями изолятора, препятствующего развитию больших индукционных токов, а сами пластины изготовляют из сплавов, имеющих высокое удельное сопротивление.

Электромагнитное поле

Электрическое поле, созданное неподвижными зарядами, является статическим и действует на заряды. Постоянный ток вызывает появление постоянного во времени магнитного поля, действующего на движущиеся заряды и токи. Электрическое и магнитное поля существуют в этом случае независимо друг от друга.

Явление электромагнитной индукции демонстрирует взаимодействие этих полей, наблюдаемое в веществах, в которых есть свободные заряды, т. е. в проводниках. Переменное магнитное поле создает переменное электрическое поле, которое, действуя на свободные заряды, создает электрический ток. Этот ток, будучи переменным, в свою очередь порождает переменное магнитное поле, создающее электрическое поле в том же проводнике, и т. д.

Совокупность переменного электрического и переменного магнитного полей, порождающих друг друга, называется электромагнитным полем. Оно может существовать и в среде, где нет свободных зарядов, и распространяется в пространстве в виде электромагнитной волны.

Классическая электродинамика — одно из высших достижений человеческого разума. Она оказала огромное влияние на последующее развитие человеческой цивилизации, предсказав существование электромагнитных волн. Это привело в дальнейшем к созданию радио, телевидения, телекоммуникационных систем, спутниковых средств навигации, а также компьютеров, промышленных и бытовых роботов и прочих атрибутов современной жизни.

Краеугольным камнем теории Максвелла явилось утверждение, что источником магнитного поля может служить одно только переменное электрическое поле, подобно тому, как источником электрического поля, создающим в проводнике индукционный ток, служит переменное магнитное поле. Наличие проводника при этом не обязательно — электрическое поле возникает и в пустом пространстве. Линии переменного электрического поля, аналогично линиям магнитного поля, замкнуты. Электрическое и магнитное поля электромагнитной волны равноправны.

---

Электромагнитная индукция в схемах и таблицах

(Явление электромагнитной индукции, опыты Фарадея, правило Ленца, закон электромагнитной индукции, вихревое электрическое поле, самоиндукция, индуктивность, энергия магнитного поля тока)

---

Дополнительные материалы по теме:

---

Конспект урока по физике в 11 классе «Электромагнитная индукция».

Следующая тема: «».

 

Все формулы по физике 8 класса

ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Закон сохранения энергии	Qотд = Qприн	Количество теплоты, отданное одним телом другому, равно количеству теплоты, принятому вторым телом.	Q – количество теплоты, [Дж]
Формула вычисления количества теплоты	Q = cmΔt	Количество теплоты – физическая величина, показывающая, какая энергия передана телу в результате теплообмена.	Q – количество теплоты, [Дж] c – удельная теплоемкость – физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить телу массой 1 кг для того, чтобы изменить его температуру на 1 °С, [Дж/кг°С] m – масса тела, [кг] Δt = t2 – ¬t1 – разность температур, [°С]
Формула вычисления количества теплоты при сгорании топлива	Q = qm	Топливо – вещество, которое в некоторых процессах выделяет тепло.	Q – количество теплоты, [Дж] q – удельная теплота сгорания топлива – физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое выделяется при полном сгорании 1 кг топлива, [Дж/кг] m – масса топлива, [кг]
Формула вычисления количества теплоты, необходимого для плавления вещества	Q = λm	Плавление – процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое.	Q – количество теплоты, [Дж] λ – удельная теплота плавления – количество теплоты, которое необходимо сообщить 1 кг вещества, нагретому до температуры плавления, чтобы перевести его из твёрдого состояния в жидкое, [Дж/кг] m – масса вещества, [кг]
Формула вычисления количества теплоты при парообразовании и конденсации	Q = Lm	Парообразование – процесс превращения жидкости в пар. Конденсация – переход вещества в жидкое или твёрдое состояние из газообразного.	Q – количество теплоты, [Дж] L – удельная теплота парообразования и конденсации, [Дж/кг] m – масса вещества, [кг]
Формула вычисления абсолютной влажности	ρ=mпара/Vвоздуха	Абсолютная влажность воздуха – количество влаги, содержащейся в одном кубическом метре воздуха.	ρ – абсолютная влажность, [кг/м3] m – масса пара, [кг] V – объем воздуха, [м3]
Формула вычисления относительной влажности воздуха	φ=ρ/ρн∙100%	Относительная влажность воздуха – величина, показывающая насколько далек пар от насыщения.	φ – относительная влажность ρ – абсолютная влажность (плотность водяного пара), [кг/м3] ρн – плотность насыщенного пара при данной температуре, [кг/м3]
Формула для вычисления КПД тепловой машины		Коэффициент полезного действия (КПД) – характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии.	А – полезная работа, которую совершает рабочее тело, [Дж] Qн – количество теплоты, которое передал рабочему телу нагреватель, [Дж] Qх – количество теплоты, которое рабочее тело передало холодильнику, [Дж]
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Закон Ома для участка цепи	I=U/R	Закон Ома: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.	I – сила тока, [А] U – напряжение, [В] R – сопротивление, [Ом]
Формула для вычисления удельного сопротивления проводника	R=ρ*L/S ρ=R*S/L	Удельное сопротивление – величина, характеризующая электрические свойства вещества, из которого изготовлен проводник.	ρ – удельное сопротивление вещества, [Ом·мм2/м] R – сопротивление, [Ом] S – площадь поперечного сечения проводника, [мм2] L – длина проводника, [м]
Законы последовательного соединения проводников	I = I1 = I2	Последовательным соединением называется соединение, когда элементы идут друг за другом.	I – сила тока, [А] U – напряжение, [В] R – сопротивление, [Ом]
Законы параллельного соединения проводников	U = U1 = U2 I = I1 + I2 1/Rобщ=1/R1+1/R2	Параллельным соединением проводников называется такое соединение, при котором начала и концы проводников соединяются вместе.	I – сила тока, [А] U – напряжение, [В] R – сопротивление, [Ом]
Формула для вычисления величины заряда.	q = It	Заряд – это есть произведение силы тока на время, в течение которого этот заряд протекает по проводнику.	q – заряд, [Кл] I – сила тока, [А] t – время, [c]
Формула для нахождения работы электрического тока.	A = Uq A = UIt	Работа – это величина, которая характеризует превращение энергии из одного вида в другой, т.е. показывает, как энергия электрического тока, будет превращаться в другие виды энергии – механическую, тепловую и т. д. Работа электрического поля – это произведение электрического напряжения на заряд, протекающий по проводнику. Работа, совершаемая для перемещения электрического заряда в электрическом поле.	A – работа электрического тока, [Дж] U – напряжение на концах участка, [В] q – заряд, [Кл] I – сила тока, [А] t – время, [c]
Формула электрической мощности	P = A/t P = UI P = U2/R	Мощность – работа, выполненная в единицу времени.	P – электрическая мощность, [Вт] A – работа электрического тока, [Дж] t – время, [c] U – напряжение на концах участка, [В] I – сила тока, [А] R – сопротивление, [Ом]
Формула закона Джоуля-Ленца	Q=I2Rt	Закон Джоуля-Ленца: при прохождении электрического тока по проводнику количество теплоты, выделяемое в проводнике, прямо пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого электрический ток протекал по проводнику.	Q – количество теплоты, [Дж] I – сила тока, [А]; t – время, [с]. R – сопротивление, [Ом].
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Правило правой руки		Расположим правую руку так, чтобы четыре согнутых пальца совпадали с направлением магнитных линий, тогда большой палец укажет направление тока в проводнике. Или Если направить большой палец правой руки по направлению тока в проводнике, то четыре согнутых пальца укажут направление линий магнитного поля тока.
Правило буравчика		Если вкручивать буравчик по направлению тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика укажет направление линий магнитного поля тока.
СВЕТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Закон отражения света		Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восставленный в точку падения луча, лежат в одной плоскости, при этом угол падения луча равен углу отражения луча.
Закон преломления		При увеличении угла падения увеличивается и угол преломления, то есть при угле падения, близком к 90°, преломлённый луч практически исчезает, а вся энергия падающего луча переходит в энергию отражённого.	n – показатель преломления одного вещества относительно другого
Формула вычисления абсолютного показателя преломления вещества	n=c/v	Абсолютный показатель преломления вещества – величина, равная отношению скорости света в вакууме к скорости света в данной среде.	n – абсолютный показатель преломления вещества c – скорость света в вакууме, [м/с] v – скорость света в данной среде, [м/с]
Закон Снеллиуса	sinα/sinγ=v1/v2=n	Закон Снеллиуса (закон преломления света): отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная.	n – показатель преломления одного вещества относительно другого v – скорость света в данной среде, [м/с]
Показатель преломления среды	sinα/sinγ=n	Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная.	n – показатель преломления среды
Формула оптической силы линзы	D=1/F	Оптическая сила линзы – способность линзы преломлять лучи.	D – оптическая сила линзы, [дптр] F – фокусное расстояние линзы, [м]

ФИЗИКА. Опорные конспекты на сайте УЧИТЕЛЬ.ПРО

Конспекты по предмету «ФИЗИКА»

Изучение Физики шаг за шагом. Онлайн-учебник и сборник задач.

Кодификатор ОГЭ   Проверить свои знания   Разбор заданий ОГЭ

Физика — наука о простейших и, вместе с тем, наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении. Законы физики лежат в основе всего естествознания.

Часть 1. Физические методы. Строение вещества. Движение и взаимодействие тел. Силы вокруг нас. Давление тел. Работа, мощность, энергия.

(обычно изучается в 7 классе)

В конспектах использованы ВИДЕОУРОКИ от YouTube-канала ВЕБ-ШКОЛА

Ещё 45 конспектов для 7 класса

 

Часть 2. Тепловые явления. Электрические явления. Электромагнитные явления. Световые явления.

(обычно изучается в 8 классе)

Ещё 50 конспектов для 8 класса

 

---

Часть 3. Законы взаимодействия и движения тел. Механические колебания. Звук. Электромагнитное поле. Строение атома и атомного ядра. ОГЭ

(обычно изучается в 9 классе)

Ещё 55 конспектов для 9 класса

 

---

Часть 4. Кинематика. Динамика. Статика. Законы сохранения в механике. Основы МКТ. Свойства газов. Основы термодинамики. Свойства твёрдых тел и жидкостей. Электростатика. Электрический ток. Магнитное поле. Электромагнитная индукция. Механические и электромагнитные колебания и волны. Оптика. Атомное ядро, фотоны. Строение Вселенной. ЕГЭ

(обычно изучается в 10-11 классах)

---

---

Кодификатор ОГЭ-2019   Проверить свои знания   Подобрать репетитора

---

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

---

Источники идей и источники цитат для конспектов по «Физике»:

• ОГЭ Физика. Справочник с комментариями ведущих экспертов / Г.Н. Степанова, И.Ю. Лебедева — М.: Просвещение (В помощь выпускнику)
• Наталия Пурышева: ОГЭ. Физика. Новый полный справочник М.: АСТ — 2017
• учебники физики Перышкина А.В. (Дрофа, 2013) для 7, 8, 9 классов,
• учебники физики Белага В.В. (Просвещение, 2013) для 7, 8, 9 классов,
• Гайкова И.И. — Физика. Учимся решать задачи. 7-8 класс (БХВ-Петербург, 2016),
• Гайкова И.И. — Физика. Учимся решать задачи. 9 класс (БХВ-Петербург, 2018),
• Генденштейн Л.Э и др. — Решения ключевых задач по физике для основной школы (Илекса, 2017)
• Лукашик В.И., Иванова Е.В. — Сборник задач по физике. 7-9 классы (М.: Просвещение, 2011)
• Янчевская О.В. — Физика в таблицах и схемах (Литра, 2016).
• Марон А.Е, Марон Е.А. — Опорные конспекты и разноуровневые задания (Виктория плюс, 2009)
• Попов А.В. — Физика. Справочник школьника. Все темы ОГЭ и ЕГЭ (Эксмо-Пресс, 2017)

---

(с) Цитаты из вышеуказанных учебных пособий использованы на сайте в незначительных объемах, исключительно в учебных и информационных целях (пп. 1 п. 1 ст. 1274 ГК РФ).  

 

Электромагнитные явления

Краткий конспект 8 класс

Тепловые явления

Температура тела зависит от скорости движения молекул.

Беспорядочное движение молекул называют тепловым движением.

Внутренняя энергия – это сумма потенциальной и кинетической энергии всех молекул, из которых состоит вещество.

Внутренняя энергия не зависит от мех. движения тела или его положения относительно других тел.

При повышении t˚ увеличивается.

меняется 2-мя способами:

1. Путем совершения работы;

2. Путем теплообмена (теплопередачи)

Теплопередача:

1. Теплопроводность – передача E от одной части тела к другой в результате теплового движения молекул (тв. тела)

2. Конвекция – перемещение самого вещества в жидкостях и газах. (жидкость и газ)

3. Излучение – испускание лучей (не нужна среда, возможно в вакууме)

Количество теплоты – энергия, получаемая или отдаваемая телом при теплопередачи.

Процессы:

I. Нагревание или охлаждение (не меняя агрегатного состояния вещества)

m – масса

— изменение температуры

c – удельная теплоемкость, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить каждому кг данного вещества, чтобы повысить его t˚ на 1˚С.

II. Сгорание топлива

m – масса

q – удельная теплота сгорания топлива – физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полной сгорании топлива массой 1 кг.

 

1.

Плавление

2. Кристаллизация

3. Парообразование (испарение, кипение)

4.

Конденсация

5. Десублимация

6. Сублимация (возгонка)

 

III. Плавление и кристаллизация

процесс плавления или кристаллизации осуществляется на горизонтальном участке графика АВ при постоянной температуре, называемой температурой плавления. (табличная величина)

Этот график представлен на примере плавлении льда.

 

Точка А – только лед

Промежуток АВ – лед с водой

Точка В – только вода

 

Плавление – Q подводится системе

Кристаллизация – Q отводится от системы

 

m – масса

λ – удельная теплота плавления показывает какое количество теплоты необходимо передать каждому кг вещества, взятому при температуре плавления, чтобы его полностью расплавить.

 

IV. Парообразование и конденсация

процесс парообразования или конденсации осуществляется на горизонтальном участке графика АВ при постоянной температуре, называемой температурой кипения. ( табличная величина)

Этот график представлен на примере кипения воды.

 

Точка А – только вода

Участок АВ – вода и ее пар

Точка В – только пар

Парообразование – Q подводится системе

Конденсация – Q отводится от системы

m – масса

L – удельная теплота парообразования показывает какое количество теплоты необходимо сообщить каждому кг жидкости, взятой при температуре кипения, чтобы обратить жидкость в пар.

 

Насыщенный пар – пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью. (сколько молекул переходит из жидкости в пар, столько же и переходит обратно, из пара в жидкость.)

ü Абсолютная влажность воздуха – плотность водяного пара в воздухе.

ü Относительная влажность воздуха – отношение абсолютной влажности к плотности насыщенного пара при той же температуре.

Точка росы – температура, при которой пар становится насыщенным.

Гигрометр и психрометр – приборы для измерения влажности воздуха.

Тепловые двигатели – это машины, в которых происходит превращение внутренней энергии топлива в механическую энергию.

КПД – отношение совершенной полезной работы двигателя, к энергии, полученной от нагревателя.

 

Электрические явления

Электростатика – раздел, изучающий покоящиеся заряды.

Наэлектризованные тела или притягиваются или отталкиваются.

 

Физическая величина, характеризующая степень электризации тела, называется электрическим зарядом.

Способы электризации:

1) Соприкосновение (трение)

2) Касание

3) Через влияние

Условно считают, что стеклянная палочка, потертая о шелк – заряжается положительно, а эбонитовая палочка, потертая о шерсть – отрицательно.

Одноименно заряженные тела всегда отталкиваются, разноименно заряженные тела – притягиваются.

 

Вокруг заряженного тела (или неподвижного заряда) существует электрическое поле. При взаимодействии полей возникают кулоновские силы.

и – заряды в Кл

_– расстояние между зарядами

k – коэффициент

 

 

Расчет силы кулона возможно для трех случаев:

1. Взаимодействие двух заряженных сфер (r – от центра до центра)

2. Взаимодействие заряженной сферы и точечного заряда (заряженное тело, размерами которого можно пренебречь)

3. Взаимодействие двух точечных зарядов

 

Электроскоп – прибор для измерения электрического заряда.

 

Электрический ток – направленное и упорядоченное движение заряженных частиц. (в металлах – движение электронов)

 

Все вещества по проводимости эл. тока делятся на 3 группы:

1) Проводники (металлы, растворы – содержат в обычных условиях достаточно много заряженных частиц)

2) Полупроводники – вещества, содержащие свободные заряженные частицы в меньшей степени (германий, кремний)

3) Диэлектрики (непроводники) – не имеют свободных заряженных частиц – резина, эбонит, дистиллир. вода.

Изолятор – тело, изготовленное из диэлектрика.

 

Электрон – частица с наименьшим отрицательным зарядом.

Атом:

Центр – ядро (массивное и положительное): протоны(+) и нейтроны(0)

Вокруг ядра – электроны (легкие и отрицательные)

 

Нормальное состояние – нейтральный атом – кол-во протонов = кол-во электронов

 

Положительный ион – атом, потерявший один или несколько электронов

Отрицательный ион – атом, присоединивший лишний электрон

 

Условия возникновения электрического тока:

1) проводник

2) наличие электрического поля

3) источник тока – устройство, в котором происходит разделение зарядов

4) замкнутая электрическая цепь

 

Эл. цепь состоит:

ü источника тока

ü потребителей

ü подводящих проводов

ü ключа

ü измерительных приборов

 

Амперметр – это прибор для измерения силы тока в цепи; включается последовательно!

Вольтметр – это прибор для измерения напряжения в цепи или на ее участке; включается параллельно!

 

Сила тока – физическая величина, определяемая количеством или величиной заряда, протекающего через поперечное сечение проводника за единицу времени. Ампер

Напряжение – физическая величина, численно равная отношению работы, которую совершает электрическое поле при перемещении заряда, к величине этого заряда. Вольт

Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника.

Сопротивление – физическая величина, характеризующая свойства проводника в большей или меньшей степени влиять на прохождение заряда.

l – длина проводника

S – площадь поперечного сечения проводника

– удельное сопротивление (зависит от материала проводника) дается в таблицах!

 

Закон Ома для участка цепи:

Величина R – постоянная для данного проводника => не зависит от I и U.

Реостат – прибор для регулирования силы тока в цепи.

 

 

Работа электрического тока

Мощность электрического тока – физическая величина, характеризующая быстроту совершаемой работы.

или – на практике

 

Закон Джоуля-Ленца: (нагревание проводника)

Короткое замыкание – соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлению участка цепи.

 

 

Электромагнитные явления

Магнитное поле существует вокруг любого проводника с током, т.е. вокруг движущихся зарядов.

Движущиеся заряды (заряженные частицы) – источник магнитного поля

Изобразить м.п. можно с помощью магнитных (силовых) линий. Магнитные линии замыкаются сами на себя (не имеют начала и конца) или идут из бесконечности в бесконечность.

 

Магнитное поле проводника с током:

Для определения направления линий м. поля пользуются 2-мя правилами:

1) правило буравчика

Если поступательное движение буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то вращательное движение рукоятки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля.

2) правило обхвата правой руки

если большой палец правой руки направить по направлению тока, то 4 пальца покажут направление линий магнитного поля.

 

Магнитное поле катушки с током:

 

Внутри катушки линии параллельны и не пересекаются. Всегда идут с севера на юг. Направление тока указывает на северный полюс.

 

Определить направление линий магнитного поля внутри катушки можно с помощью правила правой руки:

Если 4 пальца правой руки направить по направлению тока в витках катушки (обхватить катушку по току), то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри катушки.

 

Катушка с сердечником внутри называется – электромагнитом.

Постоянные магниты:

 

Магнитное поле постоянного магнита обусловлено кольцевыми токами Ампера. (вращение электронов в атомах вещества в одном направлении)

 

Магнитные полюса Земли не совпадают с её географическими полюсами.

 

Северный магнитный полюс – N (южный геогр. полюс)

Южный магнитный полюс – S (северный геогр. полюс)

 

Силовая характеристика магнитного поля –

вектор магнитной индукции B.

Вектор представляет собой касательную к линиям магнитного поля и направлен так же как и линии магнитного поля.

Действие магнитного поля на помещенные в него тела:

Проводник с током	Заряженная частица
Правило левой руки
Сила Ампера	Сила Лоренца
I – сила тока в проводнике B – магнитная индукция l – длина проводника, которая находится в м.п.	q – заряд частицы (по модулю) Кл V – скорость частицы B – магнитная индукция
Если левую руки расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь, а 4 пальца указывали на направление тока в проводнике, то отставленный на 90˚ большой палец покажет направление силы Ампера.	Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь, а 4 пальца указывали на направление движения (скорости) положительно заряженной частицы, то отставленный на 90˚ большой палец покажет направление силы Лоренца.   (для отрицательной частицы – 4 пальца против направления скорости частицы)

 

Световые явления

Оптика – это раздел физики, изучающий световые явления и закономерности.

 

Свет – это электромагнитная волна.

 

Точечный источник света – размеры светящегося тела намного меньше расстояния на котором мы оцениваем его действие.

 

Световой луч – линия, вдоль которой распространяется энергия от источника света.

Тень – та область пространства, в которую на попадает свет от источника.

Полутень – попадает свет от части источника.

 

Световая энергия, распространяющаяся между двумя лучами, называется световым пучком.

Законы геом. оптики:

1) Закон отражения света

1. Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восстановленный в точку падения, лежат в одной плоскости.

2. Угол падения равен углу отражения.

 

Угол падения – угол между падающий лучом и перпендикуляром к поверхности, восстановленным в точке падения луча на поверхность.

Угол отражения – угол между отраженным лучом и перпендикуляром к поверхности, восстановленным в точке падения луча на поверхность.

 

Плоское зеркало:

Изображение в плоском зеркале находится за зеркалом на прямой, перпендикулярной поверхности зеркала, а расстояние от зеркала до изображения ОВ равно расстоянию от объекта до зеркала АО.

2) Закон преломления света

Оптическая плотность среды характеризуется различной скоростью распространения света.

При переходе из одной среды в другую, луч изменяет свое направление на границе этих сред – преломляется.

1. Луч падающий, преломленный и перпендикуляр, восстановленный в точку падения к границе двух сред, лежат в одной плоскости.

2. Отношение синуса угла падения к синуса угла преломления, есть величина постоянная для данных двух сред и называется показателем преломления второй среды относительно первой.

Если свет идет из среды оптически менее плотной в более плотную среду, то угол преломления всегда меньше угла падения.

Преломленный луч в этом случае «прижимается» к перпендикуляру.

 

Если свет идет из среды оптически более плотной в менее плотную среду, то угол преломления всегда больше угла падения.

Преломленный луч в этом случае «прижимается» к границе раздела сред.

 

Луч, направленный перпендикулярно к границе раздела двух сред, проходит без преломления.

 

Линза – прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями.

 

Виды линз:

Выпуклые	Вогнутые
а) двояковыпуклая б) плосковыпуклая в) вогнуто-выпуклая	а) двояковогнутая б) плосковогнутая в) выпукло-вогнутая

 

Линзы (по оптическим свойствам)

Собирающая   Главный фокус справа

Рассеивающая   Главный фокус слева

 

Оптическая сила линзы :

Изображением любой точки будет точка. Изображение стрелки – стрелка.

 

Построение изображения любого точечного источника (точки предмета) в линзе происходит по двум лучам.

1) Луч, идущий через центр линзы – не преломляется

 

2) Луч, идущий параллельно главной оптической оси, после линзы преломляется в т. фокуса линзы

 

На пересечении этих двух лучей располагается точка, которая является изображением источника.

Изображение предмета строится аналогичным образом.

 

Собирающая	Рассеивающая
Главный фокус справа F’	Главный фокус слева F”

 

 

Формула тонкой линзы:

Читайте также:

Рекомендуемые страницы:

Поиск по сайту

Основные формулы электромагнетизма

В настоящее время считают, что в основе разнообразных природных явлений находятся четыре фундаментальных типа взаимодействия: – это взаимодействие между элементарными частицами:

• сильное взаимодействие;
• слабое взаимодействие;
• гравитационное взаимодействие;
• электромагнитное взаимодействие.

Каждый вид взаимодействия связан с определенной характеристикой частицы. Так, гравитационное взаимодействие определено массой частицы; электромагнитное зависит от величины и знака электрического заряда.

Электрический заряд частицы — это основная и первичная ее характеристика. Заряд обладает следующими фундаментальными свойствами:

1. Он существует в двух ипостасях: положительный заряд и отрицательный заряд.
2. Если система зарядов изолирована, то алгебраическая сумма их постоянна.
3. Электрический заряд релятивистски инвариантен, что означает независимости его величины от системы отсчета (не зависит от состояния движения или покоя).

Взаимодействие между зарядами осуществляется посредством электрических полей. Электрические токи взаимодействуют при помощи магнитных полей.

Основные законы электростатики

Приведем лишь самые главные законы электростатики:

• Закон Кулона.
• Принцип суперпозиции.
• Теорему Гаусса.

Каждый электрический заряд $q$ определенным образом изменяет свойства пространства, которое его окружает, то есть создает электрическое поле. Данное поле можно обнаружить, если в него поместить «пробный заряд», который будет испытывать действие силы, которая равна:

$\vec F=q’\vec E$ (1),

где $\vec E$ — вектор напряженности электрического поля в точке расположения пробного заряда в исследуемом электрическом поле.

Эмпирически Кулоном установлено, что поле точечного заряда в вакууме равно:

$\vec{E}=\frac{1}{4\pi \varepsilon_{0}}\frac{q}{r^{2}}\vec{e}_{r}\left( 2\right)$,

где $ \epsilon_0=8,85\bullet 10^{-12}$ Ф/м – электрическая постоянная; $\vec e_{r}$ — орт радиус- вектора $\vec r$, который проводят из центра поля к токе в которой расположен заряд $q$.

Направление вектора напряженности зависит от знака заряда. Положительные заряды являются источниками поля, отрицательные заряды – стоки поля. Выражение (2) – это запись закона Кулона в полевой форме.

Следующим важным законом электростатики служит принцип суперпозиции. Он тоже получен эмпирически. Смысл его в том, что напряженность поля совокупности стационарных зарядов равна векторной сумме напряженностей полей, созданных отдельными зарядами:

$\vec{E}=\sum\limits_i {\vec{E}_{i}=} \frac{1}{4\pi \varepsilon_{0}}\sum\limits_i {\frac{q_{i}}{r_{i}^{2}}\vec{e}_{ri}\left( 3 \right),} $

где $r_i$ — расстояние между зарядом $q_i$ и рассматриваемой точкой поля.

Принцип суперпозиции дает возможность вычислить напряженности полей любой конфигурации зарядов, представляя ее как систему точечных зарядов, со вкладом, который описывает закон Кулона.

Для задач расчета полей с плоской и сферической симметрией часто применяют теорем Гаусса, которая говорит о том, что:

Поток вектора напряженности через замкнутую поверхность равен алгебраической сумме зарядов ($Q$), которые находятся внутри этой поверхности, деленной на электрическую постоянную ($\epsilon_0$):

$Ф=\oint {\vec{E}d\vec{S}=\frac{Q}{\varepsilon_{0}}\left( 4 \right).} $

Основные законы магнитостатики

К основным законам постоянного магнитного поля отнесем:

• закон Ампера;
• закон Био-Савара-Лапласа.

Датский физик Г. Эрстед обнаружил, что магнитная стрелка, при нахождении рядом с проводом с током может поворачиваться. Данное открытие стало основанием для вывода о связи магнитных и электрических явлений. Основным в открытии Эрстеда было то, что магнит реагировал на перемещающийся электрический заряд. Появилось понимание того, что магнитное поле создается перемещающимся зарядом.

Проводя анализ экспериментов Эрстеда, А. Ампер выдвинул гипотезу о том, что земной магнетизм порождается токами, которые обтекают нашу планету в направлении с запада на восток.

Вывод был сделан следующий:

Магнитные свойства каждого тела определены замкнутыми электрическими токами в нем.

Ампер установил, что два проводника с токами взаимодействуют. Если токи в параллельных проводниках однонаправленные, то эти проводники притягиваются.

Замечание 1

Результатом экспериментов Ампера стал закон, который назвали его именем.

Сила взаимодействия пары контуров с током зависит от силы тока в каждом контуре и уменьшается при увеличении расстояния между рассматриваемыми контурами:

$d\vec{F}_{12}=\frac{\mu_{0}}{4\pi }\frac{I_{1}I_{2}(d\vec{l}_{2}\times(d\vec{l}_{1}\times \vec{r}_{12})}{r_{12}^{3}}\left( 5 \right)$,

где $\mu_0=4\pi\bullet 10^{-7}$ Н/$A^2$ — магнитная постоянная; $d\vec F_{12}$ – сила, с которой первый элемент с током действует на второй. Выражение (5) содержит двойное векторное произведение; $I_1; I_2$ — силы токов, которые текут в проводниках; $I_1d\vec l_1$; $I_2d\vec l_2$ — элементы токов.

Проводники с током воздействуют друг на друга, посредством магнитных полей, которые их окружают.

Введем векторную величину $\vec B$, которая будет характеристикой магнитного поля. Для этого параметра поля был установлен экспериментально закон, который получил название по именам его первооткрывателей, закон Био – Савара- Лапласа:

$dB=\frac{\mu_{0}}{4\pi }\frac{Idl}{r^{2}}\sin {\alpha \, \left( 6\right),}$

где $Idl$ — элемент с током, который создает магнитное поле; $r$ — расстояние до точки в которой поле рассматривается поле; $\alpha$ — угол между векторами $d\vec l$ и $\vec r$.

Полученный вектор индукции нормален к векторам $d\vec l$ и $\vec r$, его направление определяют при помощи правила буравчика:

Если правый винт поворачивать по направлению тока, то вектор индукции в каждой точке параллелен направлению бесконечно малого перемещения конца рукоятки буравчика.

Закон Био-Савара — Лапласа играет такую же роль в магнитостатике, как закон Кулона в электростатике. Магнитные поля подчиняются принципу суперпозиции.

Относительность электрического и магнитного полей

В общем случае электрические и магнитные поля всегда следует рассматривать совместно, как единое электромагнитное поле.

Деление электромагнитного поля на две компоненты имеет относительный характер. Это деление зависит от системы отсчета, в которой рассматриваются явления. Поле неизменное в одной системе, может оказаться переменным в другой.

Замечание 2

Как уже отмечалось, заряд изолированной системы является инвариантным и не изменяется при изменении движения носителей. Инвариантной является теорема Гаусса. Она выполняется для покоящихся зарядов и для движущихся. При этом поверхностный интеграл вычисляют для одного момента времени.

Одним из важнейших явлений, которое подтверждает связь магнитного и электрического поля стало явление электромагнитной индукции, открытое Фарадеем.

Экспериментально доказано, что электродвижущая сила (ЭДС) ($Ɛ $) индукции в контуре равна:

$Ɛ=-\frac{dФ}{dt}\left( 7 \right)$.

где $Ф$ -переменный магнитный поток через замкнутый контур или его часть.

В общем случае изменение магнитного потока сквозь плоский контур вызвано:

• переменным во времени магнитным полем;
• движением контура в поле и переменой его ориентации.

Уравнения Максвелла

Максвелл доказал, что сущностью электромагнитной индукции стало создание магнитным полем вихревого электрического поля. Индукционный ток является вторичным эффектом, который появляется в проводящих веществах. Трактовка электромагнитной индукции, которую дал Максвелл стала более общей.

Уравнения Максвелла стали математическим основанием классического электромагнетизма.

Запишем их в виде системы интегральных уравнений:

$\oint {\vec{E}d\vec{l}} \, =-\int \frac{\partial \vec{B}}{\partial t}d\vec{S}\left( 8 \right)$,

$\oint {\, \vec{H}d\vec{l}} =\int ( \vec{j}+\frac{\partial \vec{D}}{\partial t})d\vec{S}\left( 9 \right)$,

$\oint {\, \vec{D}} d\vec{S}=\int {\rho dV} \left( 10 \right)$,

$\oint \vec{B} \, d\vec{S}=0\left( 11 \right)$.

В выражениях (8)- (11) мы имеем:

• $\vec E$ и $\vec D$ — напряженность и индукция электрического поля;
• $\vec H$ и $\vec B$ — напряженность и магнитная индукции;
• $\rho$ — объемная плотность электрического заряда;
• $\vec j$ — плотность тока проводимости.

Уравнения Максвелла у нас представлены в интегральном виде. Для однозначного описания электромагнитных полей уравнения Максвелла дополняют материальными уравнениями среды. В общем виде они записываются в виде функций:

$\vec D=\vec D(\vec E)$; $\vec B=\vec B(\vec H)$; $\vec j=\vec j(\vec E)$.