Учебная программа курса для специальности 0321. 00 Математика с дополнительной специальностью Физика

Вид материала

Учебная программа курса

Содержание Учебная дисциплина Объяснительная записка. Структура учебной дисциплины Экспериментальные задания, выполняемые студентами в ходе практики

Подобный материал:

• Учебная программа курса для специальности 050203. 65 Физика с дополнительной специальностью, 127.56kb.
• Программа дисциплины опд. Ф. 04. 1 «Теория и методика обучения математике» Специальность, 184.43kb.
• Программа учебной дисциплины методы математической физики специальность «050201 математика, 145.93kb.
• Учебная программа курса для специальности 050201. 65 Математика с дополнительной специальностью, 171.01kb.
• Программа учебной дисциплины основы теоретической физики специальность «050203 физика, 446.4kb.
• Учебная программа курса для специальности 050203. 65 Физика с дополнительной специальностью, 283.66kb.
• Учебно-методический комплекс учебной дисциплины Математическое моделирование 032100., 547.37kb.
• Программа учебной дисциплины теория и методика обучения физике Для специальности 050203, 597.46kb.
• Программа дисциплины фтд. 00 «избранные главы алгебры» Специальность 032100. 01 Математика, 95.5kb.
• Программа учебной дисциплины современные средства оценивания результатов обучения., 288.12kb.

Российская Федерация


Федеральное агентство по образованию


Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Брянский государственный университет

имени академика И.Г. Петровского

Физико-математический факультет

Кафедра теоретической физики


Практика по техническому моделированию


Учебная программа курса для специальности 0321.00


Математика с дополнительной специальностью Физика

Брянск-2007

Учебная дисциплина:

Практика по техническому моделированию.

Учебный план 0321.00 – математика с дополнительной специальностью физика.

Разработана и утверждена на заседании кафедры теоретической физики физико-математического факультета протокол №1 от 30.08.07 Зав. кафедрой ______________ А.А. Сидоров

Утверждена на заседании совета физико-математического факультета протокол № от Председатель совета _______________ В.И. Горбачев

Объяснительная записка.

Учебная дисциплина «Практика по техническому моделированию» должна сыграть важную роль в профессиональной подготовке будущего учителя физики.

Цели изучения дисциплины: формирование умений и навыков работы с электро- и радиоизмерительными приборами, определения параметров некоторых радиоэлементов и электронных устройств, соблюдения правил электробезопасности.


Структура учебной дисциплины

Практика по физическому эксперименту опирается на знания, полученные студентами при изучении физики в школе и общей физики (раздел «Электродинамика»).

Время обучения (по семестрам)	Общий объем	Объем аудиторных занятий	объем самост. работы	объем индивид. работы	формы текущего контроля	формы итогового контроля
4	100	50	50	-	Написание тестов, беседа, проведение лабораторных работ	зачет

Учебным планом для данной специальности изучение практики по техническому моделированию предусмотрено в 4 семестре. Организационная форма обучения – лабораторные работы, в ходе которых студенты овладевают практическими умениями работы с электроизмерительными приборами, осциллографами, генераторами, источниками электропитания, а так же с радиоэлементами (резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы и др.).

Закрепление полученных знаний и умений и их совершенствование осуществляется в ходе занятий по ТМОФ и ТОФ (7,8 семестры), электрорадиотехнике (9 и 10 семестры), практик по физическому эксперименту (5 семестр), по школьному физическому эксперименту (9 семестр), по моделированию (10 семестр).

Текущая отчетность студентов осуществляется в ходе выполнения кратковременных тестов, устных и письменных проверок, а так же в ходе проведения лабораторных работ.

Итоговая проверка осуществляется в ходе зачета. Зачет проводится в рамках учебного времени практики. Итоговый контроль включает проверку сформированности экспериментальных умений с учетом усвоения теоретического материала, лежащего в их основе.


Программа

№	Тема	Содержание	кол-во часов
1	Вводное задание	Действие электрического тока на организм человека. Необходимость зануления электроприборов. Принцип действия устройства защитного отключения. Измерение тока срабатывания устройства защитного отключения. Правила техники электробезопасности. Предохранители с плавкой вставкой. Проверка предохранителей по току перегорания.	3
2	Входное тестирование	Тестирование. Разбор заданий.	2
3	Радиоэлементы	Основные характеристики и параметры радиоэлементов. Условные обозначения радиоэлементов на принципиальных схемах. Правила монтажа элементов. Монтаж элементов.	3
4	Электрорадиоизмерения	Общие сведения об измерениях, погрешности измерений, графическое представление результатов измерений, характеристики средств измерений, шкалы электроизмерительных приборов. Последовательная и параллельная схемы омметров, омметр с равномерной шкалой. Делитель напряжения. Влияние электроизмерительных приборов (амперметра и вольтметра) на режим работы электрической цепи. Способы подключения электроизмерительных приборов (амперметр, вольтметр) к участку цепи в зависимости от его сопротивления. Измерие емкостей, индуктивностей, сопротивлений прямыми и косвенными методами.	9
5	Осциллографы	Электронные осциллографы. Измерение с помощью осциллографа напряжения, тока, сдвига фаз между двумя напряжениями. Получение вольт-амперной характеристики двухполюсника (резистора, диода, стабилитрона) на экране осциллографа.	9
6	Полупроводниковые элементы.	Полупроводники, свойства p-n перехода, полупроводниковые диоды и транзисторы, их характеристики	6
7	Источники электропитания	Общие характеристики источников электрической энергии. Химические источники тока (аккумуляторы, гальванические элементы). Выпрямители. Монтаж двухполупериодного выпрямителя и определение его характеристик.	9
8	Усилители электрических колебаний	Обобщенная схема усилительного каскада. Режимы работы усилительных элементов. Классификация усилителей электрических колебаний. Параметры усилителей электрических колебаний низкой частоты. Усилители на биполярных транзисторах. Определение основных параметров апериодического усилителя на биполярном транзисторе.	3
9	Выходное тестирование	Тестирование. Разбор заданий.	3
10	Отчетное занятие	Отчет по выполнению лабораторных работ. Выполнение зачетных экспериментальных заданий.	3

Экспериментальные задания, выполняемые студентами в ходе практики:

1. Определить ток срабатывания устройства защитного отключения.
   
2. Измерить с помощью авометра сопротивление между левой и правой рукой.
   
3. Проверить исправность предохранителя.
   
4. Проверить исправность полупроводникового диода.
   
5. Проверить исправность коаксиального кабеля.
   
6. Проверить исправность конденсатора.
   
7. Измерить емкость конденсатора (методом амперметра-вольтметра, баллистического гальванометра, разряда через резистор известного сопротивления, резонансным методом).
   
8. Измерить индуктивность катушки.
   
9. Экспериментально определить структуру и выводы биполярного транзистора, проверить исправность p-n переходов.
   
10. Снять по точкам вольт-амперную характеристику диода.
    
11. Определить сигнальный провод коаксиального кабеля к электронному вольтметру, к электронному осциллографу.
    
12. С помощью электронного осциллографа измерить амплитуду и частоту переменного напряжения.
    
13. Получить вольт-амперную характеристику полупроводникового диода на экране осциллографа.
    
14. Выполнить монтаж и проверить работоспособность двухполупериодного выпрямителя.
    
15. Снять зависимость постоянной и переменной составляющих выпрямленного напряжения от тока нагрузки.
    
16. Получить осциллограммы напряжения на выходе двухполупериодного выпрямителя с емкостным фильтром для трех существенно различающихся сопротивлений нагрузки.
    
17. Определить коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения с помощью электронного осциллографа.
    
18. Снять амплитудную характеристику усилителя электрических колебаний низкой частоты.
    
19. Снять амплитудно-частотную характеристику усилителя.
    
20. Проверить пригодность к эксплуатации гальванических элементов и малогабаритных аккумуляторов.
    

Демонстрации, проводимые преподавателем:

1. Определение тока срабатывания устройства защитного отключения.
   
2. Зависимость времени перегорания предохранителя от силы протекающего тока. Калибровка плавких вставок предохранителей.
   
3. Определение сигнального провода коаксиального кабеля, выводы которого нельзя отличить по внешнему виду.
   
4. Влияние внутреннего сопротивления амперметра на режим работы электрической цепи.
   
5. Влияние внутреннего сопротивления вольтметра на режим работы электрической цепи.
   
6. Определение выводов и структуры биполярного транзистора с помощью авометра, резистора 50-200 кОм и полупроводникового диода с маркированной полярностью.
   
7. Наблюдение на экране осциллографа вольт-амперных характеристик резистора, полупроводникового диода.
   
8. Сравнение осциллограмм прямоугольных импульсов напряжения на экранах двух осциллографов с существенно различающимися полосами пропускания каналов “У”.
   
9. Определение коэффициента пульсаций выпрямленного напряжения.
   
10. Зависимость коэффициента пульсаций выпрямленного напряжения от сопротивления нагрузки
    
11. Экранировка входных цепей чувствительного усилителя электрических колебаний.
    
12. Определение входного сопротивления усилителя.
    
13. Определение номинальной выходной мощности усилителя.
    
14. Проверка пригодности к эксплуатации гальванического элемента.
    

Тест входного контроля


Вариант I


Подчеркните один или несколько верных ответов.

1. Подчеркните частицы, имеющие электрический заряд:

а) протон, б) электрон, в) нейтрон, г) атом, д) молекула, е) ион.

2. Подчеркните элементарные частицы, заряженные положительно:

а) отрицательно заряженный ион, б) положительно заряженный ион,

в) электрон, г) протон, д) нейтрон.

3. Свободная положительно заряженная частица проходит некоторый путь в электрическом поле. В какой точке траектории, начальной или конечной потенциал выше?

а) в начальной точке, б) в конечной точке,

в) потенциал является одинаковым во всех точках траектории,

д) потенциал в конечной и начальной точках траектории одинаков.

4. Электрический обогреватель, имеющий сопротивление 44 Ом, включен в сеть, с напряжением 220 В. Найдите силу тока, протекающего через обогреватель.

а) 5 Ом, б) 5 В, в) 5 А, г) 0,2 Ом, д) 0,2 А,

е) 0,2 В, ж) 9680 В, з) 9680 Ом, и) 9680 А.

5. Определите разность потенциалов на концах проводника сопротивлением 5 Ом, если за 1 минуту через его поперечное сечение пройдет заряд 2,88 кКл.

а) 0,24 В, б) 14,4 В, в) 240 В, г) 9,6 В, д) 0,1 В, е) 104,2 В, ж) 1,7 · 10^-3 В, з) 1,7 В.

6. В цепи, содержащей источник ЭДС = 6 В, замкнутый на внешнее сопротивление R= 90 Ом, сила тока I= 0,6 А. Найдите внутреннее сопротивление источника и силу тока короткого замыкания.

а) r = 19 Ом, I= ∞, б) r = 0,05 Ом, I= ∞, в) r = 1 Ом, I= 6А, г) r = 1 Ом, I= 0,17 А,

д) r = 19 Ом, I= 6А, е) r = 1 Ом, I= ∞, ж) r = 0,05 Ом, I = 0,7А.

7. При замыкании источника тока на резистор сопротивлением R₁=10 Ом сила тока в цепи I₁=1А, а при замыкании на резистор сопротивлением R₂=4 Ом сила тока I₂=2А. Найдите ЭДС источника.

а) 12 В, б) 4 В, в) 9 В, г) 28 В.

8. Прямой провод длиной 20 см. находится в однородном магнитном поле, индукция которого равна 0,1 Тл. Сила тока в проводе равна 20 А. Каков угол между направлениями тока и вектора индукции, если на провод действует сила 0,2 Н ?

а) arcsin 0,05, б) arcsin 0,2, в) 30⁰, г) 60⁰, д) 90⁰.

9. Чему равна сила Ампера (см.условие №8). Ответ запишите.

__________________________

10. К гальванометру, стрелка которого находится на нуле, подключили катушку с намотанным на нее проводом. Будет ли отклоняться стрелка гальванометра, если из катушки выдвигать находящийся внутри нее постоянный магнит. Почему?

Ответ запишите: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

11. Как определить направление индукционного тока в металлическом кольце:

а) по правилу левой руки, б) по правилу правой руки, в) по правилу буравчика, г) по правила Ленца.

12. Полупроводником с дырочной проводимостью является такой полупроводник, у которого:

а) свободных электронов в очень много раз больше, чем свободных дырок,

б) свободных электронов очень много, а свободных дырок нет совсем,

в) свободных электронов немного больше, чем свободных дырок,

г) свободных дырок в очень много раз больше, чем свободных электронов,

д) свободных дырок очень много, а свободных электронов нет,

е) свободных дырок немного больше, чем свободных электронов.

13. При введении донорной примеси образуется:

а) полупроводник с электронной проводимостью, б) полупроводник с дырочной проводимостью,

в) полупроводник с собственной проводимостью, г) сверхполупроводник.

14. Абсолютную погрешность измерения можно найти по следующим формулам:

а) ∆х = ‌| х_ист – х_изм.|, б) ∆х = ‌х_ист – х_изм, в) ∆х = ‌ х_изм – х_ист, г) ∆х = · х_изм, д) ∆х = / х_изм,

е) ∆х = х_изм / , ж) ∆х = · х_изм - х_ист.

Примечание: ∆х – абсолютная погрешность измерения, х_изм. – измеренное значение,

х_ист. – истинное значение измеряемой величины, - относительная погрешность измерения.

15. Результат измерения длины нити линейкой с ценой деления в 1мм. выглядит так:

L = (15,3 ± 0,1) см; = 0,007.

Запишите (с учетом единиц измерения):

а) результат измерения __________________________

б) абсолютную погрешность измерения ____________________,

в) относительную погрешность измерения (в процентах)____________.

16. Заряд q = +6·10^-4 Кл на пластинах плоского конденсатора создает разность потенциалов между пластинами U = 200В. Определить электроемкость конденсатора.

а) 3 Ф, б) 3 мкФ, в) 3 мФ, г) 1200 Ф, д) 1200 мкФ,

е) 1200 мФ, ж) 33,3 ·10^-4 Ф, з) 333 мФ, и) 333 мкФ.

17. При какой частоте переменного тока емкостное сопротивление конденсатора электроемкостью 1 мкФ равно 3,2 кОм?

а) 312,5 Гц, б) 312,5·10^-3 Гц, в) 312,5 кГц, г) 50 кГц, д) 50 Гц, е) 510 Гц, ж) 2 кГц, з) 2 Гц.

18. Постройте схематически график зависимости индуктивного сопротивления катушки от частоты переменного тока.


19. Имеется два конденсатора с емкостями С₁ и С₂ , причем С₁> С₂. Оба заряжены одинаковым зарядом q. На каком из них напряжение больше? (Сравнить U₁ и U₂).

а) U₁ > U₂, б) U₁ = U₂, в) U₁< U₂.

20. Как изменится емкостное сопротивление конденсатора при увеличении частоты в 2,5 раза?

а) увеличится в 2,5 раза, б) не изменится, в) уменьшиться в 2,5 раза,

г) уменьшиться в 6,28 раза, д) увеличится в 6,28 раза.


Вариант II


Подчеркните один или несколько верных ответов.

1. Подчеркните частицы, не имеющие электрического заряда:

а) атом, б) ион,

в) протон, г) молекула, д) нейтрон, е) электрон.

2. Подчеркните элементарные частицы, заряженные отрицательно:

а) отрицательно заряженный ион, б) положительно заряженный ион, в) электрон,

г) протон, д) нейтрон.

3. Отрицательно заряженная частица проходит некоторый путь в электрическом поле. В какой точке

траектории - начальной или конечной – потенциал поля выше?

а) в начальной точке, б) в конечной точке,

в) потенциал является одинаковым во всех точках траектории,

д) потенциал в конечной и начальной точках траектории одинаков.

4. Найти сопротивление резистора, если при напряжении 6 В сила тока в резисторе 2 мкА.

а) 12 Ом, б) 12 В, в) 12 мкА, г) 3 МОм, д) 3 кОм, е) 3 В, ж) 0,3 В, з) 0,3 мкА, и) 0,3 Мом, к) 0,3 кОм.

5. К проводнику сопротивлением R приложена разность потенциалов U. За какой промежуток времени через поперечное сечение проводника пройдут N электронов?

а) , б) , в) , г) , д) , е) .

6. В замкнутой цепи, содержащей источник ЭДС = 12 В, протекает ток I= 2 А.Напряжение на зажимах источника U = 10 В. Найдите внутреннее сопротивление источника и сопротивление нагрузки.

а) R = 5 Ом, r = 11 Ом, б) R = 20 Ом, r = 11 Ом, в) R = 5 Ом, r = 1 Ом, г) R = 20 Ом, r = 18 Ом,

д) R = 1 Ом, r = 5 Ом, е) R = 18 Ом, r = 20 Ом, ж)R = 11 Ом, r = 5 Ом, з) R = 11 Ом, r = 20 Ом.

7. При замыкании источника тока на резистор сопротивлением R₁=10 Ом сила тока в цепи I₁=1А, а при замыкании на резистор сопротивлением R₂= 4 Ом сила тока I₂=2А. Найдите внутренне сопротивление источника тока.

а) 6 Ом, б) 9 Ом, в) 18 Ом, г) 2 Ом.

8. Прямой провод длиной 10 см помещен в однородное магнитное поле, магнитная индукция которого равна 0,2 Тл. Определите силу, действующую на проводник, если сила тока в нем 5А, а угол между направлением тока и вектора индукции равен 30⁰.

а) 50 мН, б) 5 Н, в) 1,25 Н, г) 0,2 Н, д) 80 мН.

9. Чему равна сила Ампера (см.условие №8). Ответ запишите.

__________________________