Электричество и магнетизм 1 модуль

1. Чему равна минимально возможная величина заряда?

e = 1,6 * 10^-19 Кл

2. Сформулируйте закон сохранения заряда.

Суммарный электрический заряд замкнутой (электрической изолированной) системы не изменяется.

3. О чем говорится в законе Кулона?

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных зарядов в вакууме прямо пропорциональна величине каждого из зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

4. В каких единицах измеряется электрическая постоянная?

Кл^2 / (H*м^2) или Ф/м

5. Сформулируйте теорему Ирншоу.

Всякая равновесная конфигурация точечных зарядов неустойчива, если на них кроме кулоновских сил притяжения и отталкивания не действуют иные силы.

6. Что такое напряженность электрического поля?

Напряженность электростатического поля в данной точке равна отношению силы, действующей на неподвижных точечный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда (векторная величина).

E = F/q

7. Чему равна напряженность поля точечного заряда?

8. О чем говорит принцип суперпозиции электрических полей?

Напряженность электрического поля, системы точечных зарядов равна векторной сумме напряженности полей, созданных в данной точке каждым из них в отдельности.

9. Какие линии называют линиями напряженности?

Линиями напряженности (силовыми линиями) называют воображаемые линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с вектором напряженности электростатического поля в этой точке.

10. Перечислите известные Вам свойства линий напряженности.

A) Начинаются на положительных зарядах или в бесконечности; Б) заканчиваются на отрицательных зарядах или в бесконечности; В) не могут обрываться нигде, кроме зарядов; Г) линии не могут пересекаться; Д) линии гладкие

11. В каком случае электростатическое поле называют однородным?

Если в любой точке поля напряженность одинакова как по модулю, так и по направлению.

E = const

12. Дайте определение понятию «поток вектора напряженности»

Потоком dФе вектора напряженности E называют площадку dS называется:

13. Сформулируйте теорему Гаусса (для вакуума).

Поток вектора напряженности электростатического поля в вакууме через произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме электрических зарядов, охваченной этой поверхностью, деленной на электрическую постоянную (для вакуума ε = 1)

14. Что утверждает теорема о циркуляции электрического поля?

Циркуляция вектора напряженности электростатического поля по произвольному замкнутому контуру равна нулю.

15. Каковы необходимы и достаточные условия потенциальности поля?

Необходимо и достаточно, чтобы циркуляция вектора напряженности поля по произвольному замкнутому контуру была равна нулю:

16. Дайте определение потенциала поля в данной точке.

Потенциал поля в данной точке – равен энергии точечного пробного заряда, помещенного в данную точку отнесенной к величине этого заряда.

17. Чему равен потенциал поля точечного заряда?

18. О чем говорит принцип суперпозиции для потенциалов?

Потенциал, созданный в данной точке системой зарядов q, равен алгебраической сумме потенциалов, созданных в данной точке каждым зарядом системы в отдельности.

19. Как связаны между собой напряженность поля и его потенциал?

20. Чему равна разность потенциалов между двумя точками электрического поля?

Напряжению.

21. Какие поверхности называют эквипотенциальными?

Эквипотенциальная поверхность – совокупность точек пространства, где φ = const.

22. Что такое электрический диполь?

Электрический диполь – система двух одинаковых по величине противоположных по знаку точечных зарядов.

23. Чему равен электрический момент диполя?

(l = плечо диполя)

24. Опишите поведение диполя в однородном электрическом поле.

Диполь в электрическом поле ориентируется по полю. Силы равны и противоположны.

25. Опишите поведение диполя в неоднородном электрическом поле.

Диполь в электрическом поле ориентируется по полю:

А) если угол α – острый, диполь втягивается в поле;

Б) если угол α – тупой, диполь выталкивается из поля.

Свободный диполь сначала ориентируется по полю, а затем втягивается в область сильного поля.

26. На какие классы разделяются вещества по их электрическим свойствам?

А) Проводники (много свободных зарядов);

Б) полупроводники (свободные заряды есть, но их меньше, чем в проводниках);

В) диэлектрики (свободных зарядов практический нет).

27. Перечислите известные Вам виды диэлектриков.

Эбонит, пластмасса, стекло, фарфор

28. Что подразумевает понятие поляризуемость вещества?

β Поляризуемость – характеризует способность молекулы приобретать дипольный момент во внешнем электрическом поле [β = м^3).

29. Дайте определение вектора поляризации.

Вектор поляризации – суммарный дипольный момент единицы объема вещества.

30. Что такое диэлектрическая восприимчивость?

ϗ = n * β

31. Чему равно электрическое поле внутри диэлектрика, находящегося во внешнем поле?

32. Что такое «диэлектрическая проницаемость»?

Диэлектрическая проницаемость ε показывает, во сколько раз напряженность электростатического поля уменьшается в диэлектрике по сравнению с вакуумом.

33. Как связаны диэлектрическая проницаемость и диэлектрическая восприимчивость?

ε = 1 + ϗ

34. Что подразумевают под вектором электрического смещения?

35. Какое соотношение связывает вектор поляризации с вектором электрического смещения?

36. Сформулируйте теорему Гаусса для электрического поля в диэлектрике.

Поток вектора электрического смещения D через произвольно замкнутую поверхность равен алгебраической сумме электрических зарядов, охваченный этой поверхностью.

37. Чему равно поле внутри проводника, находящегося во внешнем электрическом поле?

Внутри проводника поля нет.

E = 0

38. Что можно сказать про потенциал внутри проводника, находящегося во внешнем электрическом поле?

Внутри проводника потенциал будет постоянным.

φ = const т.к. E = 0.

39. Что можно сказать о поверхности проводника, находящегося во внешнем электрическом поле?

Вблизи поверхности проводника величина вектора D равна поверхностной плотности заряда.

40. Дайте определение емкости проводника.

Электроемкость уединенного проводника – это отношение заряда проводника к его потенциалу.

41. Чему равна емкость плоского конденсатора?

C =

42. Чему равна емкость батареи при последовательном соединении двух плоских конденсаторов?

43. Чему равна емкость батареи при параллельном соединении двух плоских конденсаторов?

44. Как определить запас энергии заряженного конденсатора?

45. Что представляет собой электрический ток?

Электрический ток – упорядоченное движение электрических зарядов.

46. Какое соотношение определяет силу тока через величину заряда?

47. Что такое «плотность тока»?

Плотность тока – это векторная величина равная по модулю силе тока через сечение проводника, отнесенной к площади сечения, и направленная параллельно скорости движения зарядов.

48. Электроны в электрическом поле двигаются в сторону возрастания или в сторону убывания потенциала поля?

В сторону возрастания потенциала поля (если мы рассматриваем электрон как отрицательно заряженную частицу).

49. Чему равна ЭДС источника тока?

ЭДС источника – это работа сторонних сил по переносу единичного положительного заряда в цепи.

50. Какого направление тока в замкнутой цепи?

За направление тока, принимают направление движения положительных заряженных частиц. Ток в цепи всегда течет от положительного полюса к отрицательному.

51. Чему равно напряжение на произвольном участке цепи?

52. Чему равно напряжение на замкнутом участке цепи?

Напряжение равняется ЭДС

U = ε

53. Чему равно напряжение на однородном участке цепи?

54. Запишите закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС.

55. Запишите закон ома для однородного участка цепи.

56. Запишите закон ома для замкнутой цепи.

57. Запишите закон Ома в дифференциальной форме.

γ = 1 / ρ (удельная электропроводимость – величина, обратная удельному сопротивлению)

58. Чему равно сопротивление проводника с заданной длиной и площадью сечения?

59. Каким соотношением описывается зависимость сопротивления проводника от температуры?

60. Какая зависимость электропроводимости от температуры?

61. Сформулируйте первое правило Кирхгофа.

Алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю.

62. Какую величин называют падением напряжения?

Под падением напряжения понимают величину, на которую меняется потенциал при переходе из одной точки цепи в другую.

63. Сформулируйте второе правило Кирхгофа.

Алгебраическая сумма падений напряжений в любом замкнутом контуре равна алгебраической сумме ЭДС, включенных в данный контур.

64. Сформулируйте правило знаков для величин во втором правиле Кирхгофа.

А) Если направление тока на данном участке совпадает с направлением обхода контура, то произведение (IR) надо брать с «+», иначе с «–»;

Б) если ЭДС при обходе контура проходит от «–» к «+», то ЭДС в сумме надо брать с «+», иначе с «–»;

В) общее число уравнений (по I и II правилам) равно числу ветвей (числу токов). Число уравнений по I правилу равно число узлов минус одно;

Г) Каждое новое уравнение по II правилу должно включать новый фрагмент цепи (новую ветвь).