Примеры решения задач по физике на основе графических образов

Примеры решения задач по физике на основе графических образов.
Задачи по физике 8 класс Оглинда Валентина Петровна учитель физикиМБОУ СОШ №3 г.Донецк Р.О.
centercenter1000001000000630555bottom20.3.2014
1000001500020.3.2014
centertop10000025000centerbottom1000000 Тема: Электрические заряды. Электрическое поле.
Задача №2.17.
Заряд одного металлического шарика -9 q, а заряд другого такого же шарика равен -11 q.
Шарики привели в соприкосновение, а затем раздвинули. Какой заряд будет у каждого шарика после этого?
Реконструкция условия задачи
4911932048 Заряд одного металлического шарика q1 = -9 q.
q1 q2 Заряд другого такого же шарика равен q2 = -11 q
Шаг 1.
Шарики привели в соприкосновение.
q1q2
Шаг 2.
Шарики раздвинули. Какой заряд будет у каждого шарика после этого?
q1' -? q2'-? Шаг 3.
Математическая модель решения
Дано: q1 = -9 q.
q2= -11q
Найти: q1'= ? q2' =?
Решение.
По закону сохранения заряда общий заряд шариков должен оставаться неизменным:
q1+q2= q1'+q2' (1)
После соприкосновения шарики можно рассматривать как одно целое с общим зарядом q1+q2= - 20q (2)
После соприкосновения общий заряд шариков разделится поровну .С учетом (1) имеем
q1'+ q2'=(-9q)+(-11q)/2 = -20q
Следовательно , заряд q1'=q = 20 q /2 = -10q
Ответ: заряд каждого шарика будет равен -10q.
Задача №3.26
Как с помощью отрицательно заряженной эбонитовой палочки определить знак заряда электроскопа, не прикасаясь палочкой к электроскопу?
Реконструкция условия задачи
560481535305 ? рис.1
Электроскоп заряжен .
Шаг 1
5027861565507665431438501421771953650 рис.2.
Палочка заряжена отрицательно.
Шаг 2
43195239252843195239252825739943760453498343760470240812851159937783435 рис. 3.
Заряженную отрицательно палочку поднесли к электроскопу.
Как с помощью отрицательно заряженной эбонитовой палочки определить знак заряда электроскопа?
Шаг 3
Модель решения.
Поднесли не прикасаясь палочку к стержню электроскопа.
За счет явления электростатической индукции (наведение заряда без прямого соприкосновения тел) часть свободных электронов, отталкиваясь от отрицательно заряженной палочки ,перейдет на нижнюю часть стержня и на листочки электроскопа .
Листочки электроскопа разошлись на больший угол (рис3).
Следовательно ,электроскоп был заряжен отрицательно.
Ответ: Электроскоп имел отрицательный заряд.
Тема: Электрический ток и его законы.
Задача № 6.58
Какое напряжение нужно приложить к свинцовой проволоке длиной 2 м, чтобы сила тока в проволоке равнялась 2А? Площадь поперечного сечения проволоки 0,3 мм2.
Реконструкция условия задачи
68917162560 S Длина свинцовая проволока 2 м. Площадь поперечного сечения проволоки 0,3 мм2.
Шаг 1
15252701422400-2317751422400124332113635500-22860013398500 Сила тока в проволоке равна 2А.
88271322260811925304800600100506217763000-230233177165 ? Какое напряжение нужно приложить к свинцовой проволоке?
412115135890048990712247500129480112654401295400114300-229961124460
2А Шаг 2
Математическая модель решения.
Дано:
l = 2 м
I = 2A
S = 0,3 мм2
ρ = 0,21 Ом•мм2/м
Найти : U -?
1. Запишем закон Ома для участка цепи I= U/R (1)
2. Из закона Ома найдем напряжение: U = R * I (2)
3 .Запишем формулу для определения сопротивление проводника:
(3) Где ρ - удельное сопротивление проводника берём из справочника, для свинца ρ = 0,21 Ом•мм2/м
4.Вычислим сопротивление проводника по формуле (3) R= 0,21Ом•мм2/м *2 м/0,3 мм2=1,4 Ом
5. Вычислим напряжение по формуле (2) U = 1,4 Ом *2 А = 2,8 В
Ответ: напряжение U = 2,8 В.
Задача № 7.57
74066403038475796861528384500770191527336750733044024860250765429035052000Вычислить сопротивление цепи представленной на рисунке 38, если R = 2 Ом.
Реконструкция условия задачи
R1 R2 R 3
17995906794565722510604500187253125864018000909334500167449586995001178560125730051010010600-252095114300-83820112395-26606581280-265430115570-254094615-393701117606616706794557848596520116967067310110236088900194543620191194056060960 А В С д
R 4
18725387746005734058826529255461776 R5
-292854976104721257408 R6
155241412689321974126374 Рис 1. Схема соединения проводников .
Шаг 1.

R 1 4 R2 R 3
1455822688660016764078105166179575565019828771211033145774704841427855910763257855901422407855914224078559-8036570001 А В С Д Эквивалентная схема 2.
1670051009657603631044440 R5
29845109855001421130115570
R6
Шаг 2
R124 R 3
-514358001001243321866280066357580010038735863600012452357937557831379881103477081409-1346097988147757482130-4161982130 А С Д Эквивалентная схема 3.
41547102779477574108058 R5
-4826080010001075323802430
R6
Шаг 3
R1245 R3 R 12345
10947408890000-514358890000423100588900034842458890003984625882653369945876309347748807140783187942-11136280322А С Д А Д
40728901085853485515108585-57118109026958021109026
R6 R6
Эквивалентная схема 4 . Эквивалентная схема 5.
Шаг 4 Шаг 5

Математическая модель решения.
Дано:
R=2 Ом
Найти: R об-?
1.Введем обозначения: R1 = R4= R5 =R6 = 2 R =4 Ом. R2 = R3 = R =2 Ом .
Найдем общее сопротивление участка АВ.
Резисторы R 1и R4 соединены параллельно (схема1). Сопротивление участка АВ равно
R14= R 1*R 4/R1+ R4
R14=4Ом*4Ом/4Ом+4Ом =2 Ом
2. Найдем общее сопротивление участка АВС. ( схема 2)
На этом участке резисторы R 14 и R2 соединены последовательно и сопротивление участка
R124= R 14 + R2 = 2R .
R124=2Ом+2Ом=4Ом
3. Найдем общее сопротивление участка АС. (схема 3)
На этом участке резистор сопротивлением R124 и участок R5 соединены параллельно. Общее сопротивление участка R1245=4Ом*4Ом/4Ом+4Ом =2 Ом
4.Найдем общее сопротивление участка АСД. ( схема 4)
На этом участке резисторы R3 и R1245 соединены последовательно и сопротивление участка
R12345= R 3 + R1245 = 2Ом+2Ом=4Ом
5. Найдем общее сопротивление участка АД. (схема 5)
На этом участке резистор сопротивлением R12345 и участок R6 соединены параллельно.
Общее сопротивление участка АД Rоб = R12456=4Ом*4Ом/4Ом+4Ом =2 Ом = R= 2 Ом.
Ответ : Rоб = 2 Ом.
Тема: Магнитное поле . Задача № 12.14.
Укажите направление электрического тока в катушке (рис.77) .
Реконструкция условия задачи
Ориентация магнитной стрелки относительно катушки с током . Шаг 1
Определение полюсов катушки с током.
Шаг2.
Определение направления электрического тока в катушке.
Шаг 3
Модель решения задачи .
1. Помещенная в магнитное поле Земли катушка с током, подобно магниту, будет поворачиваться подобнострелки компаса. Полярность катушка зависит от направления тока в ней. По ориентации магнитной стрелки видно ,что у правого торца катушки с током находиться южный полюс S.
2. Направление электрического тока в катушке определяем по правилу правой руки. Мысленно обхватим катушку
ладонью правой руки так , чтобы отогнутый на 900 , большой палец указывал на северный полюс катушки.
Тогда четыре пальца покажут направление тока в витках катушке. Ток направлен против часовой стрелки Следовательно слева на источнике будет «+», а справа «-» .
Ответ: Ток направлен против часовой стрелки.
Задача № 12.20.
Как будет изменяться подъемная сила электромагнита, если перемещать движок реостата вправо (рис 81)?
Реконструкция условия задачи
57422249101
1338625280885571505727701163320278130584655700166394452044701163411465455574224173510268417351026873841422910151946771525204470 Электромагнит
рис 81
Шаг 1
-12700168910277495182245 1.
425450863609017041910
Ползунок реостата находится в положение 1.
470553262872262689544742548695447425513204917193693204917 2 Шаг 2
Ползунок реостата перемещают в право в положение 2.
Шаг 3
Как будет изменяться подъемная сила электромагнита ?
Модель решения задачи.
Электромагнит состоит из катушек и сердечника, которые приобретают свойства магнита при прохождении по ним тока
2. При перемещении ползунка реостата вправо сопротивление реостата уменьшается , так как уменьшается число витков проволоки. Общее сопротивление цепи, состоящей из реостата и электромагнита, соединенных последовательно, уменьшается.
3.Из закона Ома I =U/R следует ,что при уменьшении сопротивления цепи сила тока увеличивается. Подъемная сила электромагнита определяется числом витков катушки, силой тока проходящего по катушке, магнитными свойствами сердечника
4.Сила притяжения электромагнита (подъемная сила) прямо пропорциональна силе тока ,протекающего через электромагнит.
Следовательно , подъемная сила электромагнита при перемещении движка реостата вправо увеличивается
Ответ: подъемная сила электромагнита увеличивается.