Билеты по физике / Билет31
.doc31
1) Напряженность – сила, с которой поле действует на малый положительный заряд, внесенный в это поле. Это силовая характеристика поля: Е=F/q. Потенциал- энергетическая характеристика, которая численно равна работе , которую совершают силы поля над положительным зарядом при удалении его из данной точки в бесконечность. A∞=qφ => φ=A∞/q. φ=q/4πε0α, A=q∆φ, => φ численно равен W/q. Связь между потенциалом и напряженностью такая же, как и связь между силой и работой: dA=Fdℓ=Eq0dℓ. dA=φq0-q0 (φ+dφ)=-q0dφ. E=-dφ/dℓ=-q∞dφ. Градиентом скалярной величины называется вектор, направленный в сторону возрастания этой величины и численно равный скорости изменения этой величины. grad φ противоположен по направлению вектору напряженности. Поверхность одинакового потенциала называется эквипотенциальной поверхностью. При перемещении по эквипотенциальной поверхности потенциал не меняется (dq=0) Следовательно касательная к поверхности составляющая вектора E=0 => вектор Е в каждой точке направлен по нормали к эквипотенциальной поверхности.
2)В цепи соединяющей индуктивность и емкость, могут возникать электрические поля. Присоединим отключенный от индуктивности конденсатор постоянного напряжения. Это приведет к возникновению на обкладках разноименных зарядов +q и –q. Между обкладками возникает электрическое поле. Энергия равна q2/2C. Если затем отключить источник напряжения и замкнуть конденсатор на индуктивность, емкость начнет разряжаться и в контуре потечет ток. В результате энергия поля будет уменьшаться, но зато возникает все возрастающая энергия материального поля, обусловленного током, текущим через индуктивность. Эта энергия равна LC2/2. Поскольку активное сопротивление контура равно нулю, то полная энергия, слагающаяся из энергий электрического и материального полей не расходуется на нагревание проводов и будет оставаться постоянной. Поэтому в момент, когда напряжение на конденсаторе достигнет нуля и энергия электрического поля равна нулю, энергия материального поля, а значит и ток, достигают наибольшего значения. В дальнейшем ток уменьшается, и когда заряды на обкладках достигнут первоначального значения q, сила тока станет равной нулю, затем эти же процессы происходят в обратном направлении, после чего система приходит в исходное состояние и цикл повторяется вновь.
W=q2/2C L q2/2 q2/2C L q2/2 q2/2C
Поскольку Ao=0, то полная энергия, слагающаяся из энергий электрического и м. п., не расходуется на нагревание катодов и будет оставаться постоянной. Поэтому в момент, когда напряжение на конденсаторе = 0, и энергия электрического поля обращается в нуль, энергия м. п. равно 0 и ток достигают наибольшего значения q, Сила тока станет = 0. Затем эти же процессы происходят в обратном направлении. после чего система приходит в исходное состояние, и цикл повторяется вновь. I=dq/dt=q'. Для цепи 1-3-2 выражение закона Ома для неоднородного участка цепи IR=φ1-φ2+ε12. Т.к. R=0, φ1-φ2=-q/C, ε12=-LdI/dt => 0=-q/C-LdI/dt, dI/dt=q'' => q''+q/LC=0. Если wo=1/(LC)1/2 (собственная частота), то q''+woq'=0 – дифференциальное уравнение колебаний Его решение q=qmcos(wot+a)
3)Дано б'=P=æεoE', где æ=ε-1 – диэлектрическая восприимчивость,
E=1B/м Е'=Е/ε => б'= (ε-1) εoE/ε=5,9*10-19 Кл/м2
ε=3 W= εoεE''2Sd/2= εoE2Sd/2ε=8,85 *10-17 Дж
d=2
S=300 см2
б', W-?
4)дано Т.к. R1 и R2 соединены параллельно, то R12=R1R2/(R1+R2)
ε=120В U1=U2, R12=71,5 Ом
R1= 250 Ом Общее сопротивление R=R12+R3=171,5Ом
R2=R3=100 Ом По закону Ома для всей цепи I=ε/R=120/171,5=0,7 A
P1-? По I закону Кирхгоффа: I=I1+I2, IR1=I2R2, =>
I1=IR2/(R1+R2)=0,2 A, Тогда P1=I1U1=I12R1=10 Вт
5)Дано Ф=ψ/N=LI/N, N=LI/Ф=500 витков
L=1 мГн
I=1A
Ф=2 мкВб
N-?