Билеты по физике / Билет37

1) Для количественного описания поляризации диэлектрика пользуются векторной величиной - поляризованностью , определяемой как дипольный момент единицы объёма диэлектрика. P=P_V/V=∑pi/V, где Pi - дипольный момент одной молекулы, P_V – дипольный момент диэлектрика. для большого числа диэлектриков поляризованность Р зависит от напряженности поля Е. Если диэлектрик изотропный и Е не слишком велика, то Р=æεоЕ, где æ – диэлектрическая восприимчивость вещества, характеризующая свойства диэлектрика, этот величина безразмерная и всегда больше 0. Внесем в одноодное внешнее электрическое поле Ео пластину из однородного диэлектрика, расположив её, как показано . Под действием поля диэлектрик поляризуется ( смещение зарядов), в результате на правой грани диэлектрика, обращенной к отрицательной плоскости будет избыток положительного заряда с поверхностной плотностью “+б”, на левой – отрицательного заряда с поверхностной плотностью “-б”. Эти нескомпенсированные заряды называются связанными. т.к. .б' ν, то не все поле Е компенсируется полем зарядов диэлектрика. Часть линий напряженности пройдёт сквозь диэлектрик, другая – обрывается на связных зарядах. Следовательно, поляризация диэлектрика вызывает уменьшения в нем поля, по сравнению с первоначальным внешним полем. Вне диэлектрика Е=Ео, Таким образом, появление связных зарядов приводит к возникновению дополнительного электрического поля Е', направленно против внешнего поля и ослабевает его. Результирующая сила внутри диэлектрика: Е=Ео-Е'. Безразмерная величина ε=1+æ – диэлектрическая проницаемость среды. Она показывает во сколько раз поле ослабевается диэлектриком и характеризует количественные свойства диэлектрика поляризоваться в электрическом поле.

2) Выражение для силы Лоренца (F=q[vB]), где q – электрический заряд, v – скорость, B – индукция магнитного поля позволяет найти ряд закономерностей движения частиц в заряженном поле: а) частица влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Сила Лоренца F=q[vB], постоянна по модулю и нормальна к траектории частицы по II закону Ньютона, эта сила создает центростремительное ускорение => частица будет двигаться по окружности, радиус r определяется из условия: QvB=mv²/r, r=mv/QB. τ=2πr/v. б) Частица влетает под углом к линии индукции. Движение частицы можно представить в виде суперпозиций. 1) равномерного прямолинейного движения вдоль поля со скоростью v_n=vcosa, 2) равномерного движения со скоростью v1=vcosa, v=mU/QB. В результате сложения обоих движений возникает движение по спирали, ось которой параллельна м. п. Шаг винтовой линии h=v_nT=vTcosa. 3)Движение вдоль линии индукции. Угол а между v и B=0 или π. По формуле F=q[vB], сила Лоренца равна 0, т. е. м. п. на частицу не действует и она движется равномерно и прямолинейно.

3)Дано dφ=τdl/4πεor, где r – расстояние от А до эл. стержня.

τ=0,1 мкКл/м dl=rda/cosa => dφ=τda/4πεocosa,

φ_А-? φ=∫(a1,a2)τda/4πεocosa=τ/4πεo∫(a1,a2)da/cosa.

В силу симметрии расположения точки А относительно концов стержня имеем a1=a2, тогда ∫(a1,a2)da/cosa=2∫(0,a)da/cosa.

∫da/cosa=lntg(a/2+π/4)+C => φ=2π lntg(a/2+π/4)│(0,π/6)/4πεo.=990B

4) Дано: По закону Ома U_AB=IR, где R – общее сопротивление.

R1=30 Ом R34=R3R4/(R3+R4); R234=R2+R3R4/(R3+R4)

R2=12 Ом R1234=R=R1(R2+R3R4/(R3+R4))/(R1+ R2+R3R4/(R3+R4))=

R3=40 Ом =12 Ом, U_AB=IR=12*2=24 B, I1/U1/R1=0,8 A

R4=10 Ом I2=I-I1=1,2A

I=2A

U_AB,I1,I2-?