
- •2)Напряженность электростатического поля. Используя закон Кулона, получите выражение для напряженности поля точечного заряда.
- •4)Потенциал, разность потенциалов: выражения, физический смысл. Получите связь напряженности с разностью потенциалов для одномерного случая. Градиент потенциала.
- •6)Принцип суперпозиции (наложения) как фундам. Св-во полей. Дайте форм-ку, напишите общ. Выражение для напряж. И потенциала эл. Полей, созданных системой точечных зарядов и заряженными телами.
- •1)Поток вектора напряж. Теорема Гаусса, выраж, форм-ка. Примените теорему Гаусса для нахождения напряж. Поля метал. Сферы, заряженной с поверхностной плотностью заряда
- •2)Теорема Гаусса,выраж,форм-ка.Примените теорему Гаусса для нахождения напряж. Поля длинной прямой нити,равномер. Заряженной с лин плот.Заряда
- •3)Теорема Гаусса,выраж,форм-ка.Примените теорему Гаусса для нахождения напряж. Поля бесконечно длинного прямого полого цилиндра ,равномер. Заряженного с лин плот.Заряда
- •1) Точечный заряд.
- •2)Получите выражение для потенциала поля равномерно заряженной по поверхности сферы, считая известным выражение для напр. Поля. Укажите положение, где выбрано . Нарисуйте графики .
- •4)Получите выражение для потенциала поля равномерно заряженной бесконечно протяженной плоскости в зависимости от расстояния X от плоскости. Нарисуйте графики .
- •1)Распределение зарядов в проводниках.Найдите,используя теорему Гаусса,напряженность поля внутри и вблизи поверхности проводника,равномерно заряженного с поверх. Плот. Заряда
- •2)Покажите на примере 2 сфер радиусами r1 иR2,соединенных проводящей нитью,что заряды по сферам распред. С поверх. Плотностью (Влиянием нити пренебречь).
- •3)Явление эл.-ст. Индукции,возн. При внесении незар. Проводника в эл.-ст. Поле. Что такое индуцированные(наведенные)заряды? Что называют эл.-ст.Защитой?
- •1)Электроемкость уединенного проводника и конд. От чего зависит электроемкость? Получите выражение для электроемкости сферы радиуса r.
- •5)Выведите выражение для электроемкости при парал. И послед. Соединении конденсаторов.
- •1)Диполь и его электрический момент. Нарисуйте с помощью силовых линий и эквипотенц. Поверхностей поле диполя. Напряженность и потенциал поля диполя.
- •2)Поведение диполя во внешнем однородном и неоднородном эл. Полях.
- •3)Работа ,совершаемая при повороте диполя во внеш. Эл. Поле. Энергия диполя во внешнем поле.
- •4)Поляризация диэлектриков. Деформационная,ориентационная, и ионная поляризация.Поляризуемость молекул пол. И непол. Диэлектриков
- •5)Вектор поляризации.Вектор эл. Смещения.Диэл. Проницаемость и восприимчивость, их зависимость от температуры.Теорема Гаусса для диэлектриков.
- •1)Энергия точечного заряда во внеш. Эл. Поле. Энергия взаим-я системы точечных неподвижных зарядов.
- •3)Энергия эл.-ст. Поля. Получите выражение для объемной плотности энергии поля на примере плоского конденсатора.
- •1)Сила тока.Плотность тока.Получите выражение,связ. Плотность тока со средней скоростью носителей тока и их концентрацией.
- •2)Постоянный эл. Ток.Источники тока.Сторонние силы.Эдс источника.Разность потенциалов и напряжение.З-н Ома в инт. Форме дляоднородного и неод.Участков цепи ,для замкнутой цепи.
- •3)Электронная теория электропроводности металлов: основные предположения теории и вывод з-на Ома в диф. Форме. Затруднения теории электропроводности.
- •5)Эл. Сопротивление.Как объясняется сопротивление проводников на основе эл. Теории?Зав-ть сопротивления проводников от длины и площади сечения проводника.Уд. Сопр. Металлов,его зав-ть от темп.
- •1)Сила Лоренца как следствие опытных данных, ее эл. И маг. Составляющие. Напишите выражение для силы в векторном виде, укажите направления векторов. Дайте определение вектора магнитной индукции.
- •3)Напишите выр. Для маг. Индукции поля элемента тока(з-н Био-Савара-Лапласа) в век. И скал. Формах,сд. Рисунок,укажите напр. Векторов.Нап. Выр. И дайте форм-ку принципа суперпозиции для маг. Полей.
- •4)Получите с помощью з-на Био-Савара-Лапласа и принципа суперпозиции выр-ие для индукции маг. Поля прямого проводника с током (конечной длинны и бесконечно длинного).
- •1)Магнитное поле прямого проводника конечной длины.
- •2)Магнитное поле прямого бесконечно длинного проводника.
- •5)Получите с помощью з-на Био-Савара-Лапласа и принципа суперпозиции выр-ие для индукции маг. Поля на оси и в центре кругового тока. Маг. Момент контура с током.
- •3)Магнитное поле на оси кругового тока.
- •4) Магнитное поле в центре кругового тока
- •6)Нап. Выр. И дайте форм-ку теоремы о циркуляции вектора маг. Индукции. Получите с помощью этой теоремы выр-ие для индукции маг. Поля прямого бесконечно длинного проводника с током.
- •1) Прямой бесконечный проводник с током.
- •7)Напишите выр. И дайте форм-ку теоремы о циркуляции вектора маг. Индукции.Получите с помощью этой теоремы индукцию маг. Поля внутри длинного солиноида.
- •2) Индукция магнитного поля внутри длинного соленоида.
- •Тема 10
- •1)Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле (сила Ампера), напишите выр. В век. И скал. Формах, сделайте рисунок, укажите направления векторов.
- •2)Получите выр. Для силы взаимодействия 2 прямых длинных параллельных проводников с токами.
- •3)Получите выр. Для вращающего момента, действ. На контур с током в магнитном поле.
- •1) Однородное поле.
- •4)Опишите поведение витка с током в однород. И неоднор. Маг. Полях. Напишите выр. Для силы,действ. На контур с током в неоднород. Маг. Поле.
- •5)Работа по перемещению проводника и контура с током в маг. Поле. Энергия контура с током во внешнем маг. Поле.
- •Тема 11
- •2)Получите выражение для эдс индукции, возн. В проводнике, движущемся в маг. Поле.
- •3)Явление самоиндукции. Эдс самоиндукции. Индуктивность (коэф. Самоиндукции) проводника.
- •4)Получите выр. Для индуктивности длинного соленоида.
- •Тема 12
- •1)Маг. Энергия проводника с током. Энергия маг. Поля. Получите выражение для объемной плотности энергии маг. Поля на примере длинного соленоида.
- •Тема 13
- •1)Хар-ки маг. Поля: индукция, напр-ть, намагн-ть, связь м/у ними. Маг. Проницаемость и восприимчивость вещества.
- •2)Теорема о циркуляции вектора индукции маг. Поля в магнетиках.
- •3)Пара- и диамагнетики, их маг. Св-ва. Качественное объяснение намагниченности этих вещ-в на основе представлений о магнитных моментах молекул. Диамагнетизм.
- •4)Ферромагнетики, их св-ва. Гистерезис. Применение ферромагнетиков.
- •1)Вихревое эл. Поле. Максвелловская трактовка явления эл.-маг. Индукции. Первое осн. Положение теории Максвелла: напишите мат. Выражение в инт. Форме и дайте форм-ку.
- •2)Ток смещеня. 2 основное положение теории Максвелла: нап. Мат. Выр. В инт. Форме и дайте форм-ку.
- •3)Сист. Ур-ий эл.-маг. Теории Максвелла. Поясните, что принцип. Нового внес м. В ранее известные з-ны эл-ва и магнетизма.
- •Тема 15
- •1)Свободные колебания .Диф. Ур-ие свободных гармонических колебаний и его решение. Амплитуда, период, круговая частота, фаза колебаний. Скорость и ускорение при колебаниях.
- •2)Пружинный маятник. Напишите диф. Ур-ие колебаний пруж. Маятника. Получите ф-лу для вычисления периода малых колебаний пруж. Маятника. Частота колебаний.
- •3)Мат. Маятник. Нап. Диф. Ур-ие колебаний и получите ф-лу для вычисления периода малых колебаний. Маятника. Частота колебаний.
- •4)Физ. Маятник. Нап. Диф. Ур-ие колебаний и получите ф-лу для вычисления периода малых колебаний. Маятника. Частота колебаний. Приведенная длина физ. Маятника.
- •5)Смещение, скорость и ускорение при гармонич. Колебаниях.
- •6)Энергия гарм. Колебаний. Средняя за период энергия гарм. Осциллятора.
- •Тема 16
- •1)Нап. Диф. Ур-ие затухающих колебаний и его решение, поясните все причины. Нап. Выр-ие для амплитуды при затух. Колебаниях, нар. График.
- •2)Выужденные колебания . Нап. Диф. Ур-ие затухающих колебаний и его решение. Нарисуйте график амплитуды колебаний в зависимости от частоты вынуждающей силы. Резонанс.
- •Тема 17
- •1)Волны. Продольные и поперечные, примеры. Волновой фронт и волн. Поверхность. Получите ур-ие плоской монохроматич. Бегущей волны. Длина волны, фаза и частота колебаий,фазовая скорость,волновое число.
- •2)Стоячие волны. Пол. Выр-ие для смещения, график. Укажите на графике узлы и пучности, дайте пояснения.
- •Тема 18
- •1)Эл.-маг. Волны. Поперечность электромагнитных волн. Скорость эл.-маг. Волны в среде и вакууме. Показатель преломления. Связь напряженностей эл. И маг. Полей в эл.-маг. Волне.
- •2)Плоская монохром. Бегущая волна как следствие ур-ий Максвелла: напишите выражения и сделайте рисунок.
- •3)Энергия эл.-маг. Волны. Вектор Пойнтинга и среднее значение его модуля. Интенсивность волны.
- •Тема 19
- •1)Интерференция света. Когерентность. Получение интерференционных картин. Оптическая разность хода. Условия максимумов и минимумов при интерференции. Применение интерференции.
- •2)Дифракция света. Качественное объяснение дифракции на основе принципа Гюйгенса-Френеля. Дифракционная решетка. Разрешающая способность оптических приборов.
- •3)Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Способы полученя поляризованного света.
2)Получите выражение для эдс индукции, возн. В проводнике, движущемся в маг. Поле.
Электронный механизм возникновения ЭДС индукции.
Получим выражение для ЭДС индукции, возникающей в незамкнутом проводнике длиной l, движущимся в однородном магнитном поле с индукцией В.
Когда проводник перемещается, то вместе с ним перемещаются со скоростью v
свободные электроны, имеющиеся в проводнике. На заряд, движущийся в магнитном поле, действует магнитная составляющая силы Лоренца FМАГН , которая будет смещать электроны к дальнему (от нас) концу проводника (см. рис.).
Ближний конец проводника окажется заряженным положительно. В результате возникнет электростатическая сила FЭЛ . При динамическом равновесии силы будут равны FЭ = FМ , и между концами проводника установится разность потенциалов .
|
условие динамического равновесия |
|
|
электрическая и магнитная силы q e- заряд электрона |
|
|
связь напряженности с разностью потенциалов для однородного поля |
|
|
из закона Ома (ток I = 0); подставляя формулы в (), получим: |
|
|
ЭДС индукции в движущимся проводнике |
Таким образом, возникновение ЭДС индукции объясняется действием силы Лоренца на движущийся заряд.
3)Явление самоиндукции. Эдс самоиндукции. Индуктивность (коэф. Самоиндукции) проводника.
С
амоиндукция
– это частный случай явления
электромагнитной индукции, когда
переменный во времени магнитный поток,
пронизывающий контур с током, создается
самим током, текущим по контуру, а не
внешним магнитным полем.
Рассмотрим замкнутую электрическую цепь с источником тока (см. рис.). Когда ключ К замкнут, по контуру течет
постоянный ток I. Этот ток создает вокруг контура «свое» магнитное поле с индукцией В(x,y,z), и площадь, охватываемую контуром (заштрихована) пронизывает магнитный поток.Ф, создаваемый этим полем. Как показывают вычисления (опускаем в силу их громоздкости), величина этого потока пропорциональна силе тока I, текущего по контуру: Ф I. Коэффициент пропорциональности L между этими величинами называется индуктивностью или коэффициентом самоиндукции.
|
Магнитный поток, пронизывающий площадь контура и создаваемый магнитным полем тока, текущего по контуру. |
L – индуктивность (коэффициент самоиндукции (смысл - см. далее)
Если теперь размыкать и замыкать ключ в цепи, магнитное поле тока будет то возникать, то исчезать, т.е. изменяться во времени. Тогда в контуре появится дополнительная ЭДС индукции, которую называют ЭДС самоиндукции. Так как контур замкнут, в нем появится дополнительный (индукционный) ток, называемый в этом случае экстратоком самоиндукции. Подставим выражение
в закон Фарадея для электромагнитной индукции I = -(dФ/dt), получим выражение для ЭДС самоиндукции:
|
ЭДС самоиндукции, возникающая в контуре, когда ток в контуре изменяется во времени. |
Явление самоиндукции проявляется в замедлении процессов исчезновения и установления тока в цепи.
Индуктивность – это характеристика проводника. Физический смысл индуктивности можно определить двояко:
|
Индуктивность численно равна магнитному потоку, пронизывающему площадь контура, если ток в контуре равен единице. |
Индуктивность зависит только от формы и размеров проводника и не зависит от силы тока, текущего по проводнику. |
|
Индуктивность численно равна ЭДС самоиндукции, которая возникает в контуре, если сила тока в нем изменяется на единицу за единицу времени |