Физика — Краткие содержания и конспекты уроков

Три постулата молекулярно-кинетической теории: дискретность, непрерывное движение частиц и их взаимодействие.

Броуновское движение, диффузия в газах, жидкостях и твёрдых телах, силы притяжения и отталкивания молекул.

Почему утка выходит сухой из воды: силы сцепления молекул, явления смачивания и несмачивания, мениск и подъем жидкости в капиллярах.

Связь температуры со средней кинетической энергией движения молекул, шкалы Цельсия и Кельвина.

Кинетическая энергия движения + потенциальная энергия взаимодействия молекул. Совершение работы и теплопередача.

Загадка упавшего свинцового шара: переход механической энергии во внутреннюю, тепловое движение молекул и формула внутренней энергии U.

Передача энергии без переноса вещества, теплопроводность металлов, жидкостей и газов, воздух как теплоизолятор.

Механизм конвекции под действием силы Архимеда, естественная и вынужденная конвекция, тяга, бризы и поведение в невесомости.

Электромагнитная природа лучистого теплообмена, передача энергии в вакууме, поглощение и испускание тепла телами разного цвета.

Понятие количества теплоты как меры изменения внутренней энергии, единицы измерения (Дж, кДж, калории) и факторы, влияющие на нагрев.

Физический смысл удельной теплоёмкости вещества, формула и единицы (Дж/(кг·°C)), феномен воды и влияние на климат планеты.

Расчетные формулы нагревания и охлаждения тел, закон сохранения энергии в тепловых процессах, калориметр и составление уравнения теплового баланса.

Физическое понятие топлива, классификация горючих веществ и механизмы выделения энергии при реакции окисления. Определение, формула и физический смысл удельной теплоты сгорания.

Изучение фундаментального закона сохранения энергии, превращения механической энергии во внутреннюю за счет трения и тепловых процессов.

Изучаем фазовые переходы первого рода: плавление, кристаллизацию, температуру плавления различных веществ и закон термодинамического равновесия фаз.

Анализируем графики фазовых переходов: участки нагревания, плавления, охлаждения и отвердевания, закон постоянства температуры и отличие кристаллических тел от аморфных.

Изучаем физический смысл удельной теплоты плавления, формулу расчёта количества теплоты при плавлении и кристаллизации, энергетику фазового перехода первого рода.

Исследуем молекулярно-кинетический механизм парообразования и конденсации, зависимость скорости испарения от условий, динамическое равновесие и свойства насыщенного пара.

Исследуем энергетику фазовых переходов между жидкостью и паром: охлаждение испаряющейся жидкости, выделение тепла конденсации, природные явления и механизм терморегуляции.

Изучаем абсолютную и относительную влажность воздуха, формулу расчёта, понятие точки росы, а также устройство гигрометров и практическое использование психрометра.

Физическая природа процесса кипения, механизм зарождения и роста пузырьков пара, условие закипания и зависимость температуры кипения от внешнего давления.

Физический смысл удельной теплоты парообразования, формула количества теплоты при кипении и конденсации, сравнение свойств веществ и опасность ожогов паром.

Превращение внутренней энергии расширяющегося газа в механическую работу, фундаментальный принцип действия теплового двигателя, изобретения И. Ползунова и Дж. Уатта.

Конструкция и принцип действия четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания (ДВС), анализ тактов рабочего цикла, особенности дизельных двигателей.

Устройство и принцип работы паровой турбины, физика сопла Лаваля, передача кинетической энергии лопаткам ротора, многоступенчатые турбины и применение на ТЭС и АЭС.

Коэффициент полезного действия тепловых машин, баланс энергии A = Q₁ - Q₂, причины принципиальной невозможности 100% КПД и экология.

Понятие электризации, два рода зарядов (+ и -), единица заряда Кулон, закон взаимодействия и перераспределение электронов при трении.

Устройство и принцип работы электроскопа и электрометра, свободные заряды в проводниках, диэлектрики и безопасность заземления.

Точечный заряд, формула закона Кулона, материальность электрического поля Фарадея-Максвелла, напряженность E = F/q и силовые линии.

Делимость заряда, опыты Иоффе и Милликена с пылинками, открытие электрона, масса и заряд e = -1,6 · 10⁻¹⁹ Кл, формула q = ±Ne.

Планетарная модель Резерфорда, состав ядра (протоны, нейтроны, нуклоны), электронейтральность атома и механизм образования ионов.

Электризация трением как перераспределение электронов, закон сохранения заряда в замкнутой системе, проводники и диэлектрики, явление электростатической индукции.

Опасности статического электричества в промышленности и транспорте, способы защиты и заземление, полезное применение: электроокраска, электрокопчение и ворсование тканей.

Понятие электрического тока, необходимые условия его протекания, направление тока, устройство и принцип работы источников тока (гальванические элементы, аккумуляторы, генераторы).

Строение электрической цепи, внутренняя и внешняя цепь, потребители электроэнергии, коммутационные аппараты и правила составления электрических схем.

Электронная природа тока в металлических проводниках, кристаллическая решётка, опыты Рикке, Мандельштама — Папалекси и Толмена — Стюарта, скорость дрейфа электронов и скорость распространения поля.

Основные действия тока: тепловое (нагревание и электросварка), химическое (электролиз, рафинирование металлов) и магнитное (электромагниты, вращение рамки, гальванометр).

Понятие силы тока I = q / t, физический смысл, единица измерения в СИ — ампер (А), взаимодействие проводников с током, амперметр и правила его включения в электрическую цепь.

Электрическое напряжение U = A / q, физический смысл и единица в СИ — вольт (В), вольтметр и правила его параллельного подключения к электрической цепи.

Природа электрического сопротивления проводников, единица сопротивления — ом (Ом), формулировка и математическая запись закона Ома для участка цепи I = U / R, вольт-амперная характеристика.

Зависимость сопротивления проводника от его длины l, площади поперечного сечения S и материала, формула R = ρl / S, понятие удельного сопротивления вещества.

Алгоритм решения комбинированных физических задач на совместное применение закона Ома и формулы сопротивления проводника, перевод единиц измерения и практические инженерные расчёты.

Устройство и принцип действия ползункового реостата, регулирование силы тока и напряжения в цепи, условное обозначение на схемах, рычажные реостаты и делители напряжения (потенциометры).

Законы последовательного соединения проводников: равенство силы тока I = I1 = I2, распределение напряжений U = U1 + U2, сложение сопротивлений R = R1 + R2, преимущества и недостатки последовательной цепи.

Изучение законов параллельного соединения проводников, при котором начала всех проводников соединяются в одну точку, а концы — в другую. Рассматриваются соотношения для напряжения, силы тока и общего сопротивления цепи.

Урок посвящен изучению физических величин, характеризующих работу и мощность электрического тока, выводу расчетных формул и практическому определению затраченной электроэнергии.

Урок посвящен изучению теплового действия электрического тока, механизма нагревания проводников на микроуровне и закона Джоуля—Ленца. Рассматривается вывод формулы количества теплоты на основе закона сохранения энергии и закона Ома.

Изучаются устройство и принцип работы ламп накаливания и газоразрядных ламп, природа электрического тока в газах и процесс ионизации, а также устройство и применение различных электрических нагревательных приборов.

Урок посвящен изучению явления короткого замыкания, причин его возникновения, опасности сильного возрастания силы тока и принципам работы защитных устройств — плавких и автоматических предохранителей.

Урок посвящен изучению постоянных магнитов, их свойств, взаимодействия разноименных и одноименных полюсов, а также проявлению магнитного поля Земли.

Урок посвящен изучению магнитного поля, опыта Ханса Эрстеда и гипотезы Ампера. Рассматривается связь между электрическими и магнитными явлениями, а также свойства магнитного поля.

Изучается структура магнитного поля проводника с током и постоянных магнитов с помощью магнитных линий и железных опилок. Вводятся правила определения направлений силовых линий для прямого тока.

Магнитное поле соленоида (катушки с током): силовые линии, полюсы, правило правой руки. Усиление поля ферромагнитным сердечником — устройство электромагнита. Способы регулирования магнитной силы. Применение в технике: подъемный кран, реле, телеграф.

Геомагнитное поле Земли: природа геомагнетизма (динамо-эффект в жидком металлическом ядре), магнитные и географические полюсы, магнитное склонение и наклонение. Магнитосфера как щит от космической радиации, солнечный ветер, полярные сияния и магнитные бури.

Сила Ампера: возникновение механической силы, действующей на проводник с током в магнитном поле. Формула закона Ампера F = B·I·L·sin α. Правило левой руки для определения направления силы Ампера. Вращающий момент рамки с током в магнитном поле.

Вектор магнитной индукции B как фундаментальная силовая характеристика магнитного поля. Определение модуля индукции через силу Ампера B = Fmax / (I·L). Единица измерения — Тесла (Тл). Линии магнитной индукции, однородные и неоднородные поля, графическое изображение.

Принцип действия и конструкция электрического двигателя постоянного тока: статор (магнитная система), ротор/якорь (обмотка с сердечником), коллектор и скользящие графитовые щетки. Преимущества электродвигателей перед тепловыми машинами и их КПД.

Понятие магнитного потока (потока магнитной индукции) Ф как числа силовых линий, пронизывающих контур заданной площади S. Формула Ф = B·S·cos α. Единица измерения — Вебер (Вб). Способы изменения магнитного потока (изменение B, S, угла ориентации α).

Эпохальное открытие Майкла Фарадея (1831 г.): генерация электрического тока в замкнутом проводнике при изменении магнитного поля. Опыты Фарадея с катушками и постоянным магнитом. Условия возникновения индукционного тока и ЭДС индукции. Значение для мировой энергетики.

Физический закон Э. Х. Ленца (1833 г.): правило определения направления индукционного тока. Опыты с кольцами Ленца (сплошным и с разрезом). Электродинамическое сопротивление как проявление фундаментального закона сохранения энергии. Правило правой руки для индукции.

Электроэнергетика: типы современных электростанций (ТЭС, ГЭС, АЭС, ветровые и солнечные). Устройство промышленного синхронного генератора переменного тока (ротор, статор). Трансформатор и повышение напряжения в линиях электропередачи (ЛЭП) для минимизации тепловых потерь Джоуля-Ленца.

Передача электроэнергии на дальние расстояния по высоковольтным линиям электропередачи (ЛЭП). Физика тепловых потерь по закону Джоуля—Ленца (Q = I²Rt) и необходимость повышения напряжения. Изобретение трансформатора (П. Н. Яблочков, И. Ф. Усагин) и триумф трехфазной системы переменного тока.