47

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

КАФЕДРА ФИЗИКИ

Специальные главы физики

Методические указания к контрольной работе

для студентов заочной формы обучения

по специальности

«Электроэнергетика и электротехника»

Ростов-на-Дону 2014

Составители: Н.В.Дорохова, В.В Шегай

УДК 537.8

Специальные главы физики. Методические указания. - Ростов н/Д: Издатель­ский центр ДГТУ, 2014 , 50 с.

Указания содержат краткие теоретические сведения по теме «Электричество и магнетизм», примеры решения задач и задачи для самостоятельного решения.

Методические указания предназначены для выполнения контрольных работ по спецглавам физики студентами специальности «Электроэнергетика и электротехника» ззаочной формы обучения.

Научный редактор доц. Шегай В.В.

Оглавление

1.	Правила оформления контрольных работ	3
2.	Электростатика	3
3.	Электромагнетизм	14
4.	Электромагнитная индукция	35
5.	Справочные материалы	48
6.	Варианты контрольных заданий	49
7.	Литература	50

1. Правила оформления контрольных работ

Контрольные работы выполняются в обычных школьных тетрадях (12 листов) в клетку.

Выполненная работа должна быть зарегистрирована и заверена печатью в деканате факультета

. Номер варианта должен соответствовать варианту, указанному преподавателем.

При оформлении решения задачи рекомендуется соблюдать следующие требования:

1. Полностью переписать текст задачи. Это позволит преподавателю убедиться в том, что Вы правильно прочитали условие задачи.

2. Записать заголовки «Решение» и «Дано».

3. Под заголовком «Дано» записать в виде таблицы численные значения известных величин и ниже указать в виде буквенных обозначений искомые величины.

4. Изобразить рисунок или чертеж, поясняющий условие и решение задачи (если это возможно).

5. Указать названия, используемых при решении задачи формул и законов.

6. Расшифровать буквенные обозначения физических величин.

7. .Полученные при решении задачи расчетные формулы должны содержать в левой части искомую величину, а в правой — только известные величины.

8. Перед выполнением расчетов убедиться в том, что численные значения известных величин записаны в одной системе единиц. Если это не так, то необходимо выразить численные значения всех входящих в расчетную формулу величин в одной системе единиц (предпочтительно в СИ).

9. Численные значения величин подставлять в расчетную формулу вместе с единицами их измерения.

10. .Окончательный результат округлять до 2 — 3 значащих цифр.

11. .В ответе записать буквенное обозначение искомой величины, ее численное значение и единицу измерения.

Раздел «Электростатика» Краткая теория

Закон Кулона:

,

где q₁, q₂ - точечные заряды; [q] = Кл.

— коэффициент в Си;

ε_0= 8,85^.10^-12 Кл²/ (Н^.м²) — электрическая постоянная;

ε— диэлектрическая проницаемость среды;

r — расстояние между зарядами.

Напряженность электрического поля:

;

где — сила, действующая со стороны электрического поля на заряд q.

[E] =Н/Кл = В/м,

Напряженность поля точечного заряда q на расстоянии r:

.

Напряженность электрического поля, создаваемого бесконечной плоскостью с поверхностной плотностью заряда σ:

,

где — элемент площади поверхности; [σ] = Кл/м².

Напряженность электрического поля, создаваемого плоским конденсатором с поверхностной плотностью заряда на обкладках σ:

.

Напряженность поля на расстоянии r от бесконечно длинной нити с линейной плотностью заряда :

,

где dl — элемент длины нити; [ ] = Кл/м.

Напряженность электрического поля, создаваемого n зарядами (принцип линейной суперпозиции для напряженности электрического поля):

Потенциальная энергия заряда q, находящегося в точке поля с потенциалом φ:

W = q φ,

[W] = Дж, [φ] = В.

Потенциал поля точечного заряда q на расстоянии r:

.

Потенциал электрического поля, создаваемого n зарядами (принцип линейной суперпозиции для электрического потенциала):

φ = φ₁ + φ₂ +…+ φ_n.

Работа электростатического поля по перемещения заряда q, из точки с потенциалом φ₁ точку с потенциалом φ₂:

A = q (φ_{1 –} φ₂).

Связь напряженности и потенциала:

,

где dφ изменение потенциала вдоль силовой линии протяженностью dl.

Напряженность поля плоского конденсатора:

,

где U — разность потенциалов, d — расстояние между пластинами.

Электрическая емкость проводника:

,

где q — заряд, φ — потенциал проводника. [C] = Ф.

Электрическая емкость конденсатора:

,

где q — заряд, U — напряжение между пластинами.

Емкость плоского конденсатора:

.

S — площадь пластины, d — расстояние между пластинами.

Емкость проводящего шара:

,

где r — радиус шара.

Параллельное соединение конденсаторов:

Последовательное соединение конденсаторов:

.

Энергия заряженного конденсатора:

.