Электричество и магнетизм

内容描述: В соответствии с программой курса общей физики излагаются основные характеристики электрических и магнитных полей; законы, позволяющие их рассчитывать, а также явления, подтверждающие единство природы и взаимосвязь электрических и магнитных явлений. Особое внимание уделяется рассмотрению физической сущности изучаемых явлений и описывающих их понятий и законов, взаимоотношениям между классической и современной физикой, границам применимости тех или иных физических трактовок и законов.

贷款数: 5

Пререквизиты:

• Молекулярная физика и термодинамика
• Молекулярная физика и термодинамика

*СomplexityDiscipline(zh-CN)*:

零件: Вузовский компонент

循环次数: Базовые дисциплины

Цель

• Основной целью курса является изучение теоретических основ классической и современной науки об электричестве и магнетизме, раскрытие сущности основных понятий и законов этой науки, формирование у студента современного физического и научного подхода.

Задача

• В задачи дисциплины входит формирование у студентов умений и навыков использования законов электродинамики, обеспечивающей им возможность использовать эти принципы (законы), в тех областях они специализируются. Научить студентов работать современной электроизмерительной аппаратурой, проводить экспериментальные исследования, обрабатывать результаты измерений.

Результат обучения: знание и понимание

• основные положения физических теорий классической и современной электродинамики и экспериментальные факты, на которых они базируются; фундаментальные понятия, законы и модели классической и современной электродинамики; методы исследования и расчета электрических и магнитных систем.

Результат обучения: применение знаний и пониманий

• применять законы электродинамики для объяснения физических явлений в природе и технике, решать качественные и количественные физические задачи; решать типовые задачи по основным разделам курса, используя методы математического анализа; проводить измерения физических величин, объяснение и обработку результатов эксперимента. самостоятельно работать с учебной и справочной литературой; использовать физические законы при анализе и решении проблем профессиональной деятельности.

Результат обучения: формирование суждений

• владение культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения; умение логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь.

Результат обучения: коммуникативные способности

• готовность к кооперации с коллегами, работе в коллективе; готовность использовать основные законы дисциплины в профессиональной деятельности, применять методы теоретического и экспериментального исследования.

Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе

• методами поиска и обмена информацией по вопросам курса; методами решения типовых физических задач; методами проведения физических измерений; методами корректной оценки погрешности при проведении физического эксперимента.

*TeachingMethods(zh-CN)*

При проведении учебных занятий предусматривается использование следующих образовательных технологий: - интерактивная лекция (использование следующих активных форм обучения: исполнительная (управляемая) дискуссия или беседа; модерация; демонстрация слайдов или учебных фильмов; мозговой штурм; мотивационная речь); - построение сценариев развития различных ситуаций на основе заданных условий; - информационно-коммуникационные (например, занятия в компьютерном классе с использованием профессиональных пакетов прикладных программ); - использование виртуальной лабораторной работы; - поисково-исследовательская (самостоятельная исследовательская деятельность студентов в учебном процессе); - решение учебных задач.

*AssessmentKnowledge(zh-CN)*

Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.

*PolicyAssignmentTask(zh-CN)*

*EvaluationForm(zh-CN)*

Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:

• 40% результата, полученного на экзамене;
• 60% результатов текущей успеваемости.

Формула подсчета итоговой оценки:

 

где, Р₁, Р₂ – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.

Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:

Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:

Темы лекционных занятий

• Взаимодействие электрических зарядов. Закон сохранения электрических зарядов. Закон Кулона.
• Электрическое поле. Напряженность поля
• Потенциал электростатического поля.
• Связь между напряженностью электрического поля и потенциалом
• Силовые линии. Поток вектора напряженности. Работа в электрическом поле.
• Теорема Остроградского -Гаусса для поля в вакууме. Диэлектрики в электростатическом поле.
• Проводники в электростатическом поле. Электроемкость уединенного проводника. Емкость неуединенного проводника. Взаимная электроемкость двух проводников. Конденсаторы. Соединение конденсаторов.
• Энергия системы неподвижных точечных зарядов. Энергия уединенного заряженного проводника и конденсатора. Энергия элетростатического поля.
• Вектор магнитной индукции. Принцип суперпозиции. Закон Био-Савара-Лапласа. Расчет магнитных полей простейших систем. Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в магнитном поле. Эффект Холла.
• Постоянный электрический ток. Закон Ома. Сопротивление проводников. Закон Ома для неоднородного участка цепи.
• Работа и мощность постоянного тока. Мощность тока. Закон Джоуля-Ленца. Правила Кирхгофа.
• Магнитное поле и его свойства. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямолинейного проводника с током.
• Закон Ампера. Рамка с током в магнитном поле. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Закон полного тока для магнитного поля в вакууме.
• Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Энергия магнитного поля. Магнитные свойства вещества. Первое уравнение Максвелла. Ток смещения. Второе уравнение Максвелла. Полная система уравнений Максвелла.
• Колебательный контур. Свободные и непроизвольные электромагнитные колебания. Резонанс. Переменный электрический ток. Закон Ома для переменного тока.

Основная литература

• 1. Иродов И.Е. Электромагнетизм. Основные законы. –М.: Физматлит, 2000. 2. Иродов И.В. Задачи по общему курсу физики. –М.: Физматлит, 2001. 3. Плотников А.Л. Телелекции по физике. – ВКГТУ, 2010 4. Трофимова Т.И. Курс физики. –М.: Высшая школа, 2003. 4. Методические указания к лабораторным работам по физике. –Усть-Каменогорск: УКСДИ, 1989-2005. 5. Новодворская Е.М., Дмитриев Э.М. Методика проведения упражнений по фи-зике во втузе. –М.: Высшая школа, 1981. 6. Трофимова Т.И., Павлова З.Г. Сборник задач по курсу физики с решениями. –М.: Высшая школа, 2003. Примечание: указанные списки основной и дополнительной литературы имеются в фонде библиотеки университета.

Дополнительная литература

• 7. Геворкян Р.Г., Шеппель В.В. Курс общей физики. –М.: Высшая школа, 1992. 8. Калашников С.Г. Электричество. –М.: Наука, 1985. 9. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. –М.: Высшая школа, 1982. 10. Трофимова Т.И., Павлова З.Г. Сборник задач по курсу физики с решениями. –М.: Высшая школа, 2003. 11. Новодворская Е.М., Дмитриев Э.М. Методика проведения упражнений по физике во вузе. –М.: Высшая школа, 1981.