3. Электростатика

1. Закон сохранения электрического заряда.

2. Закон Кулона.

3. Электростатическое поле. Напряженность.

4. Принцип суперпозиции электростатических полей.

5. Поток вектора напряженности.

6. Теорема Гаусса для электростатического поля.

7. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля.

8. Потенциал электростатического поля.

9. Напряженность как градиент потенциала.

10. Поле равномерно заряженных тел. Напряженность и разность потенциалов:

а) бесконечной плоскости;

б) двух параллельных разноименно заряженных плоскостей;

в) сферической поверхности;

г) объемно заряженного шара;

д) бесконечного цилиндра (нити);

11. Диэлектрики. Поляризация диэлектриков.

12. Электрическое смещение.

13. Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике.

14. Условия на границе раздела двух диэлектрических сред.

15. Сегнетоэлектрики.

16. Электроемкость. Конденсаторы.

17. Энергия системы зарядов.

18. Схемы соединения конденсаторов.

19. Энергия конденсатора.

20. Энергия электростатического поля.

Литература.

[1], с. 204-254; [2], с. 148-179; [3], с. 199-232; [4], с. 170-237; [5] с. 154-194.

1. В вершинах правильного шестиугольника расположены точечные заряды. В каком из перечисленных случаев в центре шестиугольника напряженность поля и потенциал равны нулю? (Заряды перечислены в порядке последовательного обхода вершин).

1) +q, +q, + q, +q, +q, +q; 2) -q, -q, -q, -q, -q, -q;

3) +q, -q, +q, -q, +q, -q; 4) -q, +q, +q, -q, -q, +q;

5) +q, +q, +q, -q, -q, -q.

2. Какие утверждения справедливы для неполярного диэлектрика?

А. Дипольный момент молекул диэлектрика в отсутствие внешнего электрического поля равен нулю.

В. Диэлектрическая восприимчивость диэлектрика не зависит от температуры.

С. Поляризованность диэлектрика прямо пропорциональна напряженности электрического поля.

Варианты ответов:

1) А и С; 2) только А; 3) В и С; 4) А и В; 5) А, В и С.

3 . Электростатическое поле создано двумя зарядами (см. рис.). Чему равна напряженность поля в точке А (а - расстояние)?

1) ; 2) ; 3) ;

4) ; 5) .

4. Какие утверждения справедливы для полярного диэлектрика?

А. Дипольный момент молекул диэлектрика в отсутствие внешнего электрического поля равен нулю.

В. Диэлектрическая восприимчивость обратно пропорциональна температуре.

С. Образец диэлектрика в неоднородном внешнем электрическом поле втягивается в область более сильного поля.

Варианты ответов:

1) А и С; 2) только В; 3) только С; 4) А и В; 5) В и С.

5. Какие заряды являются источниками линий вектора электрического смещения D?

1) Только связанные; 2) только свободные; 3) ни те, ни другие;

4) нет верного ответа; 5) и свободные, и связанные.

6. Воздушный конденсатор с параллельными пластинами заряжен, а затем отсоединен от батареи. Уменьшение расстояния между пластинами конденсатора:

1) не повлияет на заряд и напряжение конденсатора;

2) приведет к увеличению заряда на пластинах конденсатора;

3) приведет к уменьшению напряжения между пластинами;

4) приведет к увеличению напряжения между пластинами;

5) приведет к уменьшению заряда на пластинах конденсатора.

7 . Укажите график зависимости напряженности электрического поля от расстояния для заряженной металлической сферы.

1) Б;

2) А;

3) Г;

4) В;

5) Д.

8. Укажите график зависимости напряженности электрического поля Е от расстояния для равномерно заряженного по объему диэлектрического шара (рис. к вопросу 7).

1) А; 2) Г; 3) Д; 4) Б; 5) В.

9. Укажите график зависимости модуля напряженности электрического поля от расстояния для бесконечной равномерно заряженной плоскости (рис. к вопросу 7).

1) Б; 2) Д; 3) А; 4) В; 5) Г.

10. Укажите график зависимости напряженности электрического поля от расстояния для равномерно заряженной длинной металлической трубки (рис. к вопросу 7).

1) А; 2) Б; 3) Д; 4) В; 5) Г.

11. Укажите график зависимости вектора электрической индукции D от расстояния для равномерно заряженного по объему диэлектрического шара (рис. к вопросу 7).

1) Б; 2) Д; 3) А; 4) В; 5) Г.

1 2. Через какие из замкнутых поверхностей поток вектора напряженности Е равен нулю?

1) S₃; 2) S₁, S_2, S₃; 3) S₁, S₃;

4) S₁, S₂; 5) S₂, S₃.

13. Через какие из замкнутых поверхностей поток вектора напряженности Е равен нулю?

1 ) S₁, S_2;

2) S₁;

3) S₁, S_3;

4) S₂, S₃;

5) S₁, S₂ S₃.

1 4. На рис. 1 представлен график зависимости потенциала электрического поля  от расстояния Х. Какова зависимость напряженности поля от расстояния Е(х)?

1) В; 2) Б; 3) А;

4 ) Д; 5) Г.

15. На рис. 1 представлен график зависимости потенциала электрического поля  от расстояния Х. Какова зависимость напряженности поля от расстояния Е(х)?

1) В; 2) Б; 3) Д; 4) Г; 5) А.

16. Воздушный конденсатор с параллельными пластинами заряжен, а затем отсоединен от батареи. Ввод диэлектрика в конденсатор:

1) не повлияет на заряд и напряжение конденсатора;

2) приведет к уменьшению напряжения между пластинами;

3) приведет к увеличению заряда на пластинах конденсатора;

4) приведет к увеличению напряжения между пластинами;

5) приведет к уменьшению заряда на пластинах конденсатора.

1 7. На рис. 1 представлен график зависимости потенциала электрического поля  от расстояния Х. Какова зависимость напряженности поля от расстояния Е(х)?

1) В; 2) А; 3) Д; 4) Б; 5) Г.

18. Чему равно приведенное ниже выражение для электростатического поля в диэлектрике? divE=…

1) 0; 2) ; 3) ; 4) ; 5) .

19. Электрический потенциал на поверхности куба постоянен и равен . Если внутри куба нет зарядов, то потенциал в его центре равен:

1) /2; 2) /6; 3) /8; 4) 0; 5) .

20. Какая формула указывает на потенциальный характер электростатического поля?

1) ; 2) ; 3) ;

4) ; 5) .

21. Чему равно приведенное ниже выражение для электростатического поля в диэлектрике? …

1) ; ; 2) 0; 3) ; 4) ; 5) .

22. Какие заряды являются источниками линий вектора поляризации ?

1) Только свободные 2) только связанные;

3) нет верного ответа; 4) и свободные, и связанные; 5) ни те, ни другие.

23. Чему равно приведенное ниже выражение для электростатического поля в диэлектрике? …

1 ) ; 2) ; 3) ; 4) ; 5) 0.

24. На рисунке приведена картина силовых линий электростатического поля. Какое соотношение для напряженностей Е и потенциалов  в точках 1 и 2 верно?

1) Е₁Е₂, ₁₂; 2) Е₁Е₂, ₁₂; 3) Е₁=Е₂, ₁₂;

4) Е₁Е₂, ₁₂; 5) Е₁Е₂, ₁₂.

2 5. На рисунке приведена картина силовых линий электростатического поля. Какое соотношение для напряженностей Е и потенциалов  в точках 1 и 2 верно?

1) Е₁Е₂, ₁₂; 2) Е₁Е₂, ₁₂; 3) Е₁=Е₂, ₁₂;

4) Е₁Е₂, ₁₂; 5) Е₁Е₂, ₁₂.

26. На рисунке приведена картина силовых линий электростатического поля. Какое соотношение для напряженностей Е и потенциалов  в точках 1 и 2 верно?

1 ) Е₁=Е₂, ₁₂;

2) Е₁Е₂, ₁₂;

3) Е₁Е₂, ₁₂;

4) Е₁Е₂, ₁₂;

5) Е₁Е₂, ₁₂.

27. Плоский конденсатор между обкладками содержит диэлектрик. Конденсатор подключили к источнику напряжения, а затем удалили диэлектрик. Что при этом произошло?

А. Напряжение на обкладках уменьшилось.

Б. Емкость конденсатора уменьшилась.

В. Напряженность поля увеличилась.

Г. Заряд на обкладках уменьшился.

Варианты ответов:

1) Только Б и Г; 2) только В и Г; 3) только А и Б;

4) А, Б, В и Г; 5) Б,В, и Г

28. Два проводящих шара различных радиусов зарядили одинаковыми по величине и знаку зарядами. После этого их соединили проводом. Потечет ли в момент соединения по проводу ток?

1) Потечет от большего шара к меньшему;

2) потечет от меньшего шара к большему;

3) не потечет;

4) потекут одновременно токи от каждого шара;

5) вопрос о токе не имеет смысла.

2 9. В плоском конденсаторе находятся два слоя диэлектрика с толщинами d₁=d₂ и диэлектрическими проницаемостями ₁₂. Конденсатор заряжен. Зависимость какой характеристики поля от координаты приведена на графике?

1) Электрического смещения D(х);

2) падения напряжения U(x);

3) индуцированного заряда в диэлектрике `(х);

4) поляризованности диэлектрика Р(х);

5) напряженности электрического поля E(x).

3 0. В плоском конденсаторе находятся два слоя диэлектрика с диэлектрическими проницаемостями ₁₂ и толщинами d₁=d₂. Конденсатор заряжен. Зависимость какой характеристики поля от координаты приведена на графике?

1) Падения напряжения U(x);

2) поляризованности диэлектрика Р(х);

3) электрического смещения D(х);

4) напряженности электрического поля Е(х);

5) индуцированного заряда в диэлектрике `(х).

3 1. В плоском конденсаторе находятся два слоя диэлектрика с толщинами d₁=d₂ и диэлектрическими проницаемостями ₁₂. Конденсатор заряжен. Зависимость какой характеристики поля от координаты приведена на графике?

1) Электрического смещения D(х);

2) падения напряжения U(x);

3) индуцированного заряда в диэлектрике `(х);

4) поляризованности диэлектрика Р(х);

5) напряженности электрического поля Е(х).

3 2. В плоском конденсаторе находятся два слоя диэлектрика с диэлектрическими проницаемостями ₁₂ и толщинами d₁=d₂. Конденсатор заряжен. Зависимость какой характеристики поля от координаты приведена на графике?

1) Поверхностного индуцированного заряда в диэлектрике `(х);

2) электрического смещения D(х);

3) поляризованности диэлектрика Р(х);

4) падения напряжения U(x);

5) напряженности электрического поля Е(х).

33. Два проводящих шара различных радиусов зарядили одинаковыми по величине и знаку зарядами. После этого их соединили проводом. Каково будет состояние шаров через некоторое время?

1) Шары обменяются зарядами;

2) заряды шаров станут одинаковыми;

3) потенциалы шаров станут одинаковыми;

4) произойдет смена знаков зарядов шаров на противоположные;

5) заряды шаров останутся неизменными.

3

+Q

A

стенка

4. П оложительный точечный заряд Q создает в точке А электростатическое поле напряженностью Е. Как изменится напряженность в точке А, если справа от заряда расположить проводящую стенку?

1) Не изменится ;

2) возрастет по величине;

3) уменьшится по величине;

4) уменьшится и изменит направление;

5) возрастет и изменит направление.

3

τ=Q/L q

5. На тонком стержне длиной L находится равномерно распределенный электрический заряд. Если на продолжении стержня на расстоянии а поместить небольшой заряд q, то на него будет действовать сила F. По этим данным величина заряда на стержне пропорциональна:

1

L a

) ; 2) ;

3) ; 4) ;

5) .