Электродинамика. Контрольные вопросы-ответы (2013. Весна)

2. Свойства заряда.

1. Имеет знак ( + , -). Одноименно заряженные тела отталкиваются, а разноименно заряженные – притягиваются.

2. Электрический заряд аддитивен.

3. Электрический заряд квантуется ( , где N – целое число и e=1,6∙10^-19 Кл.)

4. Полный электрический заряд замкнутой системы тел не изменяетcя.

4. Закон Кулона. Когда он справедлив?

● Закон установлен Кулоном в 1785 г. Два точечных электрических заряда взаимодействуют вдоль прямой их соединяющей с силой, пропорциональной величинам зарядов, и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

k- коэффициент. В СИ : k=9∙10⁹ Н∙м²/ Кл²

 — Электрический заряд тела [Кулон]

r — Расстояние между зарядами [м]

Закон Кулона справедлив для точечных заряженных тел в вакууме, а так же для шаров, радиусы которых соизмеримы с расстояниями между их центрами (заряды распределены равномерно). Практически закон Кулона хорошо выполняется, если размеры заряженных тел много меньше расстояния между ними.

6. Напряженность поля точечного заряда.

Е=k(q/r^2)

Напряженность электрического поля в данной точке имеет смысл силы, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку.

8. В чем заключается полевой принцип взаимодействия?

Каждый заряд как-то изменяет свойства окружающего его пространства. Изменение свойств выражается в том, что на помещаемые в различные точки этого пространства другие заряды, начинают действовать силы. Пространство с видоизмененными таким образом свойствами называется электрическим полем.

10. Определение потока вектора напряженности через элемент поверхности.

Поток вектора через поверхность - скалярная величина равная интегралу ,

где Ф - поток вектора, v - векторная характеристика поля, s - площадь (направление вектора s - по направлению нормали к поверхности)

поток вектора через поверхность S называется скалярная величина, определяемая интегралом.

12. Что называют вектором площади.

Разобьем поверхность на элементарные площадки площадью dS малые настолько, что их можно

считать плоскими. Зададим направление обхода площадки и по нормали к ней по правилу правого винта восстановим вектор dS, численно равный ее площади. Он так и называется – вектор элемента площади.

14. Формулы напряженности полей заряженной плоскости и нити. (стр. 11)

- заряженной нити

- заряженной плоскости.

16. Потенциал поля точечного заряда.

Потенциал поля точечного заряда потенциал поля в данной точке имеет смысл энергии единичного положительного заряда, помещенного в данную точку:

18. Как связаны энергия заряда и потенциал поля в данной точке?

Связь энергии заряда и потенциала поля в данной точке. Потенциал можно рассматривать как энергетическую характеристику электрического поля. Зная ее, можно найти энергию точечного заряда, помещенного в данную точку по формуле: .

20. Принцип суперпозиции полей для потенциала. (стр. 8)

Каждый электрический заряд изменяет свойства окружающего его пространства независимым от присутствия других зарядов образом. Напряженность поля, образованного системой зарядов, в данной точке, равна векторной сумме напряженностей полей, образованных каждым зарядом системы, в данной точке:

.

22. Формула энергии системы зарядов.

24. Определение эквипотенциальной поверхности.

Эквипотенциальной, называется поверхность, потенциалы всех точек которой одинаковы.

26. Определение проводника.

Проводник - вещество, хорошо пропускающее через себя, или передающее - эл. ток,звук,теплоту....

28. Что можно сказать о не скомпенсированном заряде на проводнике?

Если проводник зарядить, то достижение им стационарного состояния возможно лишь в том случае, если нескомпенсированный заряд проводника каким-то образом распределится в очень тонком слое на его поверхности. Вне заряженного проводника появится электрическое поле соответствующей конфигурации, но внутри проводника поле будет отсутствовать.

30. Нарисуйте графики напряженности и потенциала поля заряженного проводящего шара.

32. Формула емкости проводящего шара. Единица измерения емкости.

. В СИ единица измерения емкости имеет наименование “фарада” (Ф = Кл/В).

34. Определение емкости конденсатора. От каких величин она зависит?

Система двух проводников (обкладок), специальной геометрии, заряжаемых разноименными, равными по величине зарядами, называется конденсатором.

Согласно формуле , чем больше емкость конденсатора, тем больший заряд ему надо сообщить, чтобы увеличить напряжение между обкладками на единицу.

36. Что принимают за энергию заряженного проводника?

Энергия заряженного проводника складывается из энергии взаимодействия сообщенных проводнику зарядов. Ее найти не составляет труда, если воспользоваться понятием емкости проводника.

38. Формула энергии электростатического поля.

40. Как ведет себя диполь, помещенный в электрическое поле?

На диполь, находящийся в электрическом поле (рис.16.7), действует пара сил, которые создают механический момент, стремящийся повернуть диполь (вектор дипольного момента) в направлении поля.

42. Чем отличается полярный диэлектрик от неполярного?

В отсутствии внешнего электрического поля (будем называть его полем сторонних зарядов), молекулярные диполи полярного диэлектрика ориентированы хаотически, в результате чего их электрические поля взаимно компенсируют друг друга. Величина напряженности результирующего поля диполей, усредненная по макроскопической, но достаточно малой области, будет, соответственно, равна нулю. В неполярном диэлектрике равенство нулю напряженности результирующего поля диполей обусловлено отсутствием самих диполей.