Основные законы электромагнетизма

№	Содержание тестового задания (в виде формул) или текста	Перечень контролируемых учебных элементов Студент должен …
		Знать определение магнитного момента рамки с током и уметь определить его направление и величину
		Знать связь вектора магнитной индукции и напряжённости магнитного поля и уметь провести расчёт
3*		Знать закон Био-Савара-Лапласа и уметь выполнить по нему расчёт
	Магнитная индукция кругового тока	Уметь определить направление линий вектора магнитной индукции кругового тока
		Знать зависимость магнитной индукции прямого тока от силы тока в нём и от расстояния до рассматриваемой точки поля
	Принцип суперпозиции для магнитного поля	Знать принцип суперпозиции для магнитного поля и уметь его использовать для нахождения точки пространства, где поле от двух прямых токов равно 0
		Знать закон Ампера и уметь провести расчёт
8*	*Закон Ампера	*Уметь определить направление силы Ампера в магнитном поле создаваемым отрезком прямого тока
		Знать формулу магнитной части силы Лоренца и уметь провести расчёт
10*	*	*Знать формулу силы Лоренца и уметь провести расчёт полной силы Лоренца
11*	*Закон полного тока для магнитного поля в вакууме	*Знать закон полного тока и уметь определить величину магнитной индукции для случая, когда она равна 0
12*	*	*Знать закон полного тока и уметь определить циркуляцию вектора магнитной индукции по известным токам
		Знать определение потока вектора магнитной индукции и уметь провести расчёт
		Знать, чему равна работа по перемещению контура с током в магнитном поле и уметь выполнить расчёт
15*	*	*Знать, как зависит величина э.д.с. самоиндукции от изменения тока и уметь выполнить расчёт, а также оценить характер зависимости э.д.с. самоиндукции от времени
16*	*	*Знать закон электромагнитной индукции (ЭМИ) Фарадея-Максвелла, уметь выполнить расчёт и оценить, как зависит э.д.с. ЭМИ от времени
17*	* и	*Уметь решить задачу на комбинацию закона ЭМИ и определения потока вектора магнитной индукции
18*	*	* Уметь оценить зависимость силы тока от времени для рамки вращающейся в постоянном магнитном поле с постоянной угловой скоростью
19*	*	Знать закон электромагнитной индукции (ЭМИ) Фарадея-Максвелла и уметь оценить по графику Ф(t) максимальное или минимальное значение э.д.с. ЭМИ
		Знать формулу объёмной плотности энергии магнитного поля и уметь выполнить расчёт
		Знать формулу энергии магнитного поля, связанного с контуром индуктивностью , и уметь провести расчёт

Таблица 4.

Магнитные свойства вещества. Уравнения Максвелла

№	Содержание тестового задания (в виде формул) или текста	Перечень контролируемых учебных элементов Студент должен …
		Знать вектора намагниченности и напряжённости магнитного поля и уметь выполнить расчёт любой величины, входящей в формулу
	Ферромагнетики	Знать характер зависимости намагниченности от напряжённости магнитного поля, иметь представление о явлении гистерезиса, коэрцитивной силе и температуре Кюри и знать, как зависит магнитная проницаемость от напряжённости магнитного поля
	Диамагнетики	Знать причину диамагнитного эффекта
	Магнетики	Знать соотношение величин магнитной восприимчивости диа-, пара- и ферромагнетиков
5*		* Знать первое уравнение электромагнитной теории Максвелла (в интегральной форме) и уметь по известной правой части уравнения найти левую
6*	*	*Знать второе уравнение электромагнитной теории Максвелла (в интегральной форме) и уметь по известной правой части уравнения найти левую
7*		Знать величину плотности тока смещения и уметь её рассчитать
		Знать вид первого уравнения электромагнитной теории Максвелла в дифференциальной форме и понимать, что оно относится к конкретной точке поля
	Система уравнений электромагнитной теории Максвелла в интегральной форме	Уметь в написанной системе уравнений указать, какой член описывает токи проводимости, а какой – заряды, в каком случае электрические и магнитные поля являются стационарными

3. Характеристики теста. Каждый тест состоит из 7 заданий закрытого типа с возможностью выбора одного верного из 4-х правдоподобных ответов. Тестовые задания отвечают всем необходимым критериям, предъявляемым к подобного рода измерительным материалам [3].

Пять заданий проверяют знание основных законов, формулировки которых легко запоминаются и, кроме того, эти формулировки многократно применялись в процессе изучения на лекциях, практических занятиях, при подготовке к выполнению лабораторных работ. Два задания (они помечены звёздочками при детализации целей обучения) являются более сложными для выполнения.

В конце каждого теста указаны константы, необходимые для расчётов. Если константы не приведены, это означает, что задания можно решить, не пользуясь дополнительными сведениями.

Все цифры в заданиях подобраны так, что расчёты можно проводить без калькулятора. Кроме того, студент должен иметь представления о приставках к единицам измерения величин (пк, н, мк, мл, К, М, Г).

4. Конкретизация времени тестирования. Время, отводимое на выполнение каждого тестового задания, составляет 1,5-2 минуты. Таким образом, суммарное время, необходимое на выполнение всего теста из 7 заданий, составляет не более 15 минут. В это время не входит время организационной части процедуры тестирования (раздача заданий, заполнение бланка для ответов). Время засекается, когда бланки заполнены и тесты выданы студентам.

Опыт многократного тестирования показывает, что если студент знает формулировки основных законов и определений, то он справляется со всеми 7-ю заданиями за гораздо меньшее время (порядка 10 минут, что соответствует 1,5 минутам на выполнение одного задания). Если же студент не знает этих формулировок, то он просит дополнительное время подумать. Как правило, просьба студента выполняется, ему даётся дополнительно 5-10 минут. Тем не менее, такие студенты с тестом не справляются и за дополнительное время.

5. Критерии оценивания. Тест проверяет минимальный уровень знаний и умений студента, а именно: знание основных определений и законов, которые составляют фундамент изучения физики в последующих семестрах, и умение, пользуясь формулами этих определений и законов, найти какую-либо физическую величину, если известны остальные величины.

Если студент отвечает правильно на 5 и более вопросов из 7, то он получает допуск к экзамену, и может тянуть билет и получить положительную оценку за сдачу экзамен.

Если студент отвечает правильно на 1-3 вопроса, то ему оценка «неудовлетворительно» за экзамен.

Если же студент выполняет правильно 4 задания, то ему предоставляется право исправить какой-либо из трёх неверных ответов, пользуясь своим черновиком. Если студент покажет, что он знает учебный материал (необходимая формула записана правильно), но совершил ошибку в расчётах, он также получает допуск к экзамену.

Как показал опыт, если студент успешно работал в семестре (сдал все обязательные формы контроля – выполнил и защитил лабораторные работы, написал и защитил расчётно-графическое задание, выполнил контрольные работы) и подготовился к сдаче экзамена, то он успешно проходит тестирование с первого раза, выполнив правильно 5-7 заданий из 7 предлагаемых. Те студенты, которые не занимались в семестре, которые лишь к концу семестра начинают выполнять в спешке обязательные формы контроля, не справляются с тестом.