- •1) Электрические свойства тел. Закон сохранения электрического заряда.
- •2)Закон Кулона.
- •3)Напряженность электростатического поля. Принцип суперпозиции электростатических полей.
- •4)Поток вектора напряженности. Теорема Остроградского-Гаусса для электростатического поля в вакууме.
- •5)Применение теоремы Остроградского-Гаусса к расчету электростатических полей тел различной формы.
- •6)Работа по перемещению заряда в электростатическом поле.
- •7)Циркуляция вектора напряженности электростатического поля. Признак потенциальности поля.
- •8)Потенциал электростатического поля.
- •9)Напряженность как градиент потенциала. Эквипотенциальные поверхности.
- •10)Электрический диполь. Типы диэлектриков.
- •11)Свободные и связанные заряды. Поляризация диэлектриков.
- •12)Напряженность поля в диэлектрике.
- •13) Электрическое смещение. Теорема Остроградского-Гаусса для электростатического поля в диэлектрике.
- •14)Условия на границе раздела двух диэлектриков.
- •15) Сегнетоэлектрики. Пьезоэлектрический эффект.
- •16) Проводники в электростатическом поле. Поле внутри проводника и у его поверхности.
- •17) Распределение зарядов в проводнике.
- •18)Электроемкость уединенного проводника.
- •19) Конденсаторы. Соединение конденсаторов.
- •20)Энергия электростатического поля.
- •21) Сила и плотность тока. Электродвижущая сила и напряжение.
- •22) Закон Ома для однородного участка цепи. Сопротивление проводников.
- •23) Работа и мощность тока.
- •24) Закон Джоуля-Ленца.
- •25)Закон Ома для неоднородного участка цепи.
- •26) Правила Кирхгофа для разветвленных цепей.
- •27.Классическая электронная теория проводимости металлов.
- •28) Объяснение законов Ома, Джоуля-Ленца и Видемана-Франца из электронных представлений.
- •29)Температурная зависимость сопротивления металлов. Сверхпроводимость.
- •30) Контактная разность потенциалов. Законы Вольта.
- •31)Термоэлектрические явления Зеебека, Пельтье и Томсона.
- •32) Электролиз. Законы Фарадея.
- •33) Несамостоятельный газовый разряд.
- •34) Самостоятельный газовый разряд и его виды.
- •36. Магнитное поле и его характеристики.
- •37. Закон Био-Савара- Лапласа и его применение к расчету магнитного поля.
- •38) Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов.
- •39)Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.
- •40)Ускорители заряженных частиц. Эффект Холла.
- •41)Циркуляция вектора магнитной индукции и ее применение к расчету магнитного поля.
- •42. Поток вектора магнитной индукции. Теорема Гаусса о потоке вектора магнитной индукции.
- •43. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.
- •44. Явление электромагнитной индукции. Опыты Фарадея. Закон Фарадея. Правило Ленца.
- •45) Индуктивность контура. Явление само- и взаимоиндукции.
- •46)Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии.
- •47)Магнитные моменты электронов и атомов. Гиромагнитное отношение.
- •48)Диа- и парамагнетизм. Намагниченность.
- •49) Магнитное поле в веществе. Ферромагнетики и их свойства.
- •50)Основы теории Максвелла для электромагнитного поля. Вихревое электрическое поле. Ток смещения.
- •51) Уравнения Максвелла для электромагнитного поля в интегральной форме.
- •52) Электромагнитные волны и их свойства. Энергия электромагнитных волн. Вектор Умова-Пойтинга.
38) Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов.
Зако́н Ампе́ра — закон взаимодействия электрических токов.
закон механического (пондеромоторного) взаимодействия двух токов, текущих в малых отрезках проводников, находящихся на некотором расстоянии друг от друга.
Из закона Ампера следует, что параллельные проводники с электрическими токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположных — отталкиваются. Законом Ампера называется также закон, определяющий силу, с которой магнитное поле действует на малый отрезок проводника с током.
Взаимодействие параллельных токов.
Ампер открыл, что сила dF, с которой магнитное поле действует на элемент проводника dl с током, который находится в магнитном поле, равна dF=I[dl,B], где dl - вектор, по модулю равный dl и совпадающий по направлению с током, В - вектор магнитной индукции.
Направление вектора dF может быть определено, используя dF=I[dl,B], по правилу векторного произведения, откуда следует правило левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входил вектор В, а четыре вытянутых пальца расположить по направлению тока в проводнике, то отогнутый большой палец покажет направление силы, которая действуюет на ток.
Модуль силы Ампера равен dF=IBdl*. Закон Ампера используется при нахождении силы взаимодействия двух токов. Рассмотрим два бесконечных прямолинейных параллельных тока I1 и I2;, расстояние между которыми R. Каждый из проводников создает вокруг себя магнитное поле, которое действует по закону Ампера на соседний проводник с током. Найдем, с какой силой действует магнитное поле тока I1 на элемент dl второго проводника с током I2. Магнитное поле тока I1 есть линии магнитной индукции, представляющие собой концентрические окружности. Направление вектора B1 задается правилом правого винта, его модуль по формуле dF= , есть B1=, Направление силы dF1, с которой поле B1 действует на участок dl второго тока, находится по правилу левой руки. Модуль силы, используя dF=IBdl* , с учетом того, что угол α между элементами тока I2 и вектором B1 прямой, будет равен dF1=I2B1dl. подставляя значение для В1, найдем dF=.. Аналогично рассуждая, можно показать, что сила dF2 с которой магнитное поле тока I2 действует на элемент dl первого проводника с током I1, направлена в противоположную сторону и по модулю равна dF1=I2B1dl=.
Сопоставление выражений dF= и dF1=I2B1dl=,
т. е. два параллельных тока одинакового направления притягиваются друг к другу с силой, равной dF= . Если токи имеют противоположные направления, то, используя правило левой руки, определим, что между ними действует сила отталкивания, определяемая выражением dF= .
39)Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.
Из опыта известно, что магнитное поле оказывает действие не только на проводники с током, но и на отдельные заряды, которые движутся в магнитном поле. Сила, которая действует на электрический заряд Q, движущийся в магнитном поле со скоростью v, называется силой Лоренца и задается выражением F=Q[v,B], где В — индукция магнитного поля, в котором заряд движется.
Чтобы определить направление силы Лоренца используем правило левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входил вектор В, а четыре вытянутых пальца направить вдоль вектора v (для Q>0 направления I и v совпадают, для Q<0 — противоположны), то отогнутый большой палец покажет направление силы, которая действует на положительный заряд. На рис. 1 продемонстрирована взаимная ориентация векторов v, В (поле имеет направление на нас, на рисунке показано точками) и F для положительного заряда. Если заряд отрицательный, то сила действует в противоположном направлении. Модуль силы Лоренца, как уже известно, равен F=QvB. где α — угол между v и В.
Подчеркнем еще раз, что магнитное поле не оказывает действия на покоящийся электрический заряд. Этим магнитное поле существенно отличается от электрического. Магнитное поле действует только на движущиеся в нем заряды. Зная действие силы Лоренца на заряд можно найти модуль и направление вектора В, и формула для силы Лоренца может быть применена для нахождения вектора магнитной индукции В.
Поскольку сила Лоренца всегда перпендикулярна скорости движения заряженной частицы, то данная сила может менять только направление этой скорости, не изменяя при этом ее модуля. Значит, сила Лоренца работы не совершает. Другими словами, постоянное магнитное поле не совершает работы над движущейся в этом поле заряженной частицей и, следовательно, кинетическая энергия этой частицы при движении в магнитном поле не изменяется.
В случае, если на движущийся электрический заряд вместе с магнитным полем с индукцией В действует еще и электрическое поле с напряженностью Е, то суммарная результирующая сила F, которая приложена приложенная к заряду, равна векторной сумме сил — силы, действующей со стороны электрического поля, и силы Лоренца: F=QE+Q[v,B], Это выражение носит название формулы Лоренца. Скорость v в этой формуле есть скорость заряда относительно магнитного поля.