9. Постоянный ток

Каковы необходимые и достаточные условия возникновения электрического тока? Какими величинами характеризуется ток? Каким законом связаны между собой величины, определяющие прохождение тока в проводнике? В каких случаях целесообразно применять закон Ома в интегральной и дифференциальной формах? Чем они отличаются?

Какие силы заставляют перемещаться заряды в замкнутой цепи? Что такое ЭДС источника тока? Как формулируется закон Ома для замкнутой цепи?

От чего зависит количество тепла, выделяющегося в проводнике при прохождении тока? Чем отличается интегральная и дифференциальная формы закона Джоуля-Ленца? Какие процессы получения и обработки металлов основаны на тепловом действии тока?

Как формулируются правила Кирхгофа для расчета тока в разветвленной цени? Усвоить их практическое применение.

9. 1. Работа и мощность постоянного тока

При каком условии мощность, выделяемая на внешнем участке, максимальна? Как определяется КПД источника тока?

10. Электромагнетизм

10.1. Магнитное поле в вакууме. В чём состоит физическая сущность векторов магнитной индукции и напряженности магнитного поля, которые используются для его описания? Какой вид имеет закон Био-Савара-Лапласа? Как он применяется для расчёта индукции магнитного поля токов различной конфигурации? Справедлив ли принцип суперпозиции для магнитного поля?

10.2. От чего зависит величина силы, действующей на проводник с током в магнитном поле? Как направлена эта сила? Особое внимание необходимо уделить одному из основных законов электродинамики -закону Ампера, из которого следует физический смысл магнитной индукции как силовой характеристики магнитного поля. Какие задачи электродинамики решаются с использованием закона Ампера? Как

взаимодействуют параллельные и антипараллельные токи? От чего зависит величина и направление этого взаимодействия? Как ведет себя рамка с током в магнитном поле?

10.3. Сила Лоренц»; Явление движения заряженных частиц в магнитном поле. От чего зависит величина силы, действующей на заряд, движущейся в магнитном поле? По какому правилу определяется направление этой силы? Следует выяснить характер движения заряженных частиц в магнитном поле под действием силы Лоренца для различных случаев. Если сила Лоренца перпендикулярна скороди движения частицы, она изменяет только направление последней, не изменяя её величины и, следовательно, никакой работы над зарядом не выполняет. Какие задачи решаются с использованием силы Лоренца? Обратить, особое внимание на эффект Холла и устройство и принцип действия циклотрона, на котором получены самые интенсивные пучки тяжёлых ускоренных ионов. Применение тяжёлых ионов может сыграть роль в решении одной из самых важных проблем, стоящей перед современной наукой - создании сверхпроводников, а также получении любых сплавов, изменяя, их свойства по заранее заданной программе. Особенности поведения заряженных частиц в магнитном поле используются в магнитогидродинамических генераторах (МГД-генераторы), преобразующих тепло непосредственно в электрическую энергию. Этот способ получения электроэнергии повышает КПД с 40 % до 60 %. Какие материаловедческие проблемы возникли в связи с разработкой и практическим использованием этого способа преобразования энергии? Как используются явления магнитной гидродинамики в металлургии?

10.4. От чего зависит работа по перемещению проводника, контура с током в магнитном поле? Что такое магнитный поток? Следует уяснить, что поток магнитной индукции через любую замкнутую поверхность равен нулю, а при перемещении проводника и контура с током магнитная сила, действующая на ток, совершает работу, равную убыли механической энергии контура.

10.5. В чём заключается физическое содержание закона полного тока? Какой вид имеет теорема и циркуляции вектора магнитной индукции (напряженности магнитного поля)? Уясните, что циркуляция вектора магнитной индукции не равна нулю (она равна нулю только в том случае, когда контур не охватывает ток). Физически это означает, что магнитное поле, в отличие от электростатического, вихревое, т.е. оно непотенциально.