Змістовий модуль 2. Електромагнетизм

Заняття 5. Електричне поле у вакуумі. Принцип суперпозиції. Потенціал.

1. Сформулюйте закон Кулона.

2. Дати визначення і навести малюнок електричного диполя.

3. Фізичний ценс напруженості електростатичного поля. Дати зображення ліній напруженості для однойменних та різнойменних зарядів.

4. Які властивості має електростатичне поле? Характеристики електричного поля.

5. Як визначається напруженість електростатичного поля точкового заряду?

6. Дайте визначення ліній напруженості електричного поля.

7. Сформулюйте принцип суперпозиції електричних полів.

8. Що таке циркуляція вектора напруженості електростатичного поля і чому вона дорівнює?

9. Чому дорівнює потенціальна енергія взаємодії двох точкових елект-

10. ричних зарядів?

11. Що таке потенціал електричного поля? Що таке різниця потенціалів?

12. Чому дорівнює робота сил електричного поля з переміщення заряду з точки 1 в точку 2?

13. Як пов'язані вектор напруженості електричного поля з потенціалом?

14. Чому дорівнює потенціал поля точкового заряду?

15. Теорема Гауса для електричного поля у вакуумі.

Заняття 6. Електричне поле в діелектриках. Провідники у електричному полі. Електроємність. Конденсатори. Енергія електричного поля.

1. Як розподіляються електричні заряди на зарядженому провіднику?

2. Чому дорівнюють напруженість і потенціал електростатичного поля

всередині і на поверхні провідника?

3. Як виникають індуковані заряди?

4. Що таке електроємність відокремленого провідника, від чого вона за-

лежить?

5. Чому дорівнюють електроємність плоского конденсатора?

6. Як розрахувати електроємність батареї при паралельному та послідов-

ному з’єднаннях конденсаторів?

7. Чому дорівнює енергія відокремленого провідника та енергія заряд-

женого конденсатора?

8. Як визначити електричну енергію системи заряджених тіл (провідників

і непровідників)? Де локалізована ця енергія?

9. Формула для об'ємної густини енергії електричного поля.

10. Чому зменшується сила взаємного притягання пластин зарядженого

плоского конденсатора при зануренні його в рідкий діелектрик?

11. Дати визначення поляризації. Вектор поляризації.

12. Що таке діелектрик? Вільні та зв’язані заряди.

Заняття 7. Постійний електричний струм.

1. Що таке електричний струм, сила і густина струму?

2. Що таке електроопір провідника, від чого залежить?

3. Чому дорівнює електроопір при паралельному та послідовному з'єднанні

провідників?

4. Який вигляд має залежність електроопору від температури?

5. Що розуміють під сторонніми силами і яка їхня роль у колі постійного

струму?

6. Поясніть фізичний смисл електрорушійної сили, напруги і різниці по-

тенціалів на ділянці електричного кола.

7. Запишіть закон Ома для однорідної ділянки кола в інтегральному вигляді.

8. Запишіть закон Ома у диференціальній формі.

9. Запишіть закон Ома для неоднорідної ділянки кола.

10. Сформулюйте правила знаків для сили струму і EPC в узагальненому

законі Ома для ділянки кола.

11. Запишіть правила Кірхгофа та їх обґрунтування.

12. Чому дорівнює робота і потужність електричного струму?

13. Запишіть закон Джоуля-Ленца в інтегральній і диференціальній формах.

Заняття 8. Магнітне поле постійного струму. Магнітне поле у речовині.

1. Що називають магнітним полем? Яка його природа та кількісні характеристики?

2. Яку величину називають вектором магнітної індукції? Як визначити її напрямок?

3. Як пов’язані магнітна індукція та напруженість магнітного поля?

4. Сформулюйте закон Біо-Савара-Лапласа.

5. Сформулюйте принцип суперпозиції магнітних полів.

6. Чому дорівнює магнітна індукція у центрі колового провідника зі струмом?

7. Чому дорівнює магнітна індукція поля, що створюється нескінченно довгим прямим провідником зі струмом? Відрізком провідника?

8. Опишіть дію магнітного поля на прямолінійний провідник зі струмом. Сформулюйте закон Ампера. Як визначити напрямок сили Ампера?

9. Чому дорівнює магнітний момент контуру зі струмом?

10. Чому дорівнює механічний момент рамки зі струмом у магнітному полі?

11. Розрахуйте силу взаємодії двох провідників зі струмами.

12. Що називають магнітним потоком? В яких одиницях його вимірюють?

13. Чому дорівнює робота з переміщення провідника зі струмом у магнітному полі?

14. Сформулюйте закон повного струму.

15. Чому дорівнює сила, що діє на рухомий заряд в магнітному полі? В електричному і магнітному полях одночасно?

16. Як визначити напрямок сили Лоренца?

17. Розрахуйте магнітне поле всередині соленоїда.

Заняття 9. Явище електромагнітної індукції

1. У чому полягає явище електромагнітної індукції?

2. Сформулюйте закон електромагнітної індукції Фарадея.

3. Поясніть правило Ленца.

4. У чому полягає явище самоіндукції. Чому дорівнює ЕРС самоіндукції. Дайте визначення індуктивності.

5. Як змінюється з часом сила струму при включенні електричного поля з індуктивністю?

6. Запишіть закони зміни струму у колі з індуктивністю при замиканні та розмиканні кола. Поясніть за допомогою графіка.

7. У чому полягає явище взаємної індукції? Чому дорівнює ЕРС взаємної індукції. Дайте визначення взаємної індуктивності.

8. Охарактеризуйте природу вихрового електричного поля та його зв’язок зі змінним магнітним полем.

9. Які величини характеризують електромагнітне поле?

10. Запишіть та проаналізуйте рівняння Максвелла.

11. Що таке гіромагнітне відношення?

12. Орбітальний магнітний момент. Як він записується?

13. Механічний магнітний момент. Як він записується?

14. Запишіть значення ЕРС індукції для рамки, яка обертається у магнітному полі.

Заняття 10. Електромагнітні коливанняє Змінний струм

1. Запишіть рівняння вільних незгасаючих коливань у коливальному контурі. Який розв’язок воно має?

2. Чому дорівнюють період та частота вільних незгасаючих коливань?

3. Запишіть рівняння загасаючих коливань у коливальному контурі. Який розв’язок воно має?

4. При яких умовах електричні коливання в коливальному контурі є незгасаючими, а при яких загасаючими?

5. Чому дорівнюють період та частота загасаючих коливань?

6. Назвіть величини, що характеризують загасання електромагнітних коливань.

7. Що таке логарифмічний декремент загасання та добротність?

8. Запишіть рівняння вимушених коливань в електричному контурі. Який розв’язок воно має?

9. Чому дорівнюють індуктивний, ємнісний, реактивний та повний опори кола?

10. Сформулюйте закон Ома для електричного кола змінного струму.

11. Що таке діючі значення сили струму та напруги. Чому вони дорівнюють?

12. Що таке електромагнітна хвиля? Яка швидкість її поширення в вакуумі та в середовищі?

13. Запишіть хвильові рівняння для і електромагнітної хвилі.

14. Запишіть рівняння плоскої електромагнітної хвилі.

15. Чому дорівнює густина енергії електромагнітної хвилі?

16. Чому дорівнює і який фізичний смисл вектора Умова-Пойнтінга?

Допоміжна література

1. Краткий курс физики: учебн.пособ./И.Н.Кибец, Е.Н. Коваленко, А.И. Рыбалка, В.А. Стороженко.- Х: Компания СМИТ, 2015. – 330с.

2. Електромагнетизм,хвилі,оптика: навч. посібник / М.І. Українець та ін.. –Харків:ХНУРЕ, 2005.-164с.

3. Загальна фізика з прикладами і задачами. Частина 2. Електрика та магнетизм: навч. посібник./ І.М. Кібець та ін. - Харків: «Компанія СМІТ», 2009-424с.