Электричество и магнетизм
22. Электрическое поле. Закон Кулона. Напряженность поля.
Эл. поле – это вид материи, окружающей эл. заряды, и проявляющейся в действии на эти заряды.
З. Кулона:
«Сила взаимодействия 2 точечных неподвижных зарядов прямо перпендикулярно величине каждого из зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направления по прямой, соединяющие эти заряды»
(написать формулу)
Напряжённость – векторная величина, равная силе, действующей на единичный точечный заряд, находящийся в данной точке поля.
векЕ=векF/q
23. Поток вектора напряженности электростатического поля. Теорема Гаусса.
Поток вектора нап-ти элст. поля – скалярная физ. величина, равная произведению площади на нормальную составляющую напряжённости эл. поля.
E=E*dS*cosa=En*dS, где En – проекция вектора Е на нормаль
«Поток вектора напряжённости электрост. поля через замкн. пов-ть равен алгебраической сумме зарядов, заключённой внутри этой пов-ти, делённой на Е(прописная)0 – эл. постоянная».
(написать формулу)
24. Работа сил электростатического поля. Циркуляция напряженности электростатического поля.
Работа сил элст. поля – это физ. величина, которая определяет кол-во энергии, которое необходимо затратить, чтобы переместить заряженную частицу в элст. поле из одной точки в другую.
Циркуляция вектора напряжённости элст. поля – это интеграл по замкнутому пути.
Циркуляция элст. поля вдоль любого замкн. контура равна 0.
(написать формулу)
25. Потенциал. Разность потенциалов. Связь между потенциалом и напряженностью электростатического поля.
Потенциал – скалярная величина, численно равная отношению пот. энергии, которую имеет заряд в данной точке поля, к величине этого поля.
(написать формулу)
Разность потенциалов – отношение работы по перемещению заряда к величине этого заряда.
(написать формулу) - связь
26. Электрический диполь. Дипольный момент. Потенциал диполя.
Эл. диполь – система из 2-х одинаковых разноимённых точечных зарядов, расстояние между которыми значительно меньше расстояния до тех точек, в которых определяется поле системы.
векР=q*векl – вектор дипольного момента направлен по оси диполя от «-» к «+».
Потенциал диполя прямо пропорционален дипольному моменту и обратно пропорционален квадрату расстояния от диполя до рассматриваемой точки.
(написать формулу)
27. Типы диэлектриков. Ионная, электронная и ориентационная поляризации. Поляризованность.
Типы:
Полярные – состоят из молекул, у которых не совпадают центры распределения + и – зарядов.
Неполярные – состоят из молекул, у которых совпадают центры распределения + и – зарядов.
Ионная – вызвана смещением заряженных ионов по отношению к другим.
Электронная – обусловлена смещением электронной оболочки атома относительно ядра.
Ориентационная – возникает, когда в-во состоит из молекул, обладающих постоянным эл. дипольными моментами, которые могут более или менее свободно изменять свою ориентацию во внеш. эл. поле.
Поляризованность – величина, хар-щая степень поляризации диэлектрика.
(написать формулу)
28. Теорема Гаусса для электрического поля в диэлектрике. Электрическое смещение.
«Поток вектора смещения электрост. поля диэлектрика свозь произвольную замкн. пов-ть равен алгебраической сумме, заключённых внутри этой пов-ти свободных эл. зарядов».
(написать формулу)
Для силовой хар-ки поля помимо вектора напряжённости вводят векторную величину – вектор эл. смещения
(написать формулу)
29. Проводники в электрическом поле. Распределение свободных зарядов в проводнике.
Проводники – тела, в которых концентрация свободных зарядов очень велика.
Если проводник поместить во внеш. эл. поле, то заряды начнут перемещаться, потечёт ток. В р-те, в проводнике за короткое время установится равновесное распределение зарядов, при котором эл. поле внутри проводника будет равно 0.
30. Электрический ток. Плотность тока.
Эл. ток – направленное дв-ние заряженных частиц.
I=q/t
Плотность тока – отношение силы тока к площадки поперечного сечения проводника, по которому течёт ток.
j=I /S, где j – модуль вектора плотности.
31. Электродвижущая сила. Напряжение.
ЭДС – величина равная отношению работы сторонних сил по перенесению заряда к величине этого заряда.
(написать формулу)
Напряжение – физ. величина, равная отношению работы по перемещению заряда, выполненной эл. полем, к величине заряда.
U=A/q
32. Закон Ома для участка цепи. Закон Ома в дифференциальной форме.
«Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна приложенному к нему напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка R»
I=U/R
З. Ома в диф. форме:
(написать формулу)
33. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме.
Работа тока показывает, какая работа была совершена эл. полем при перемещении зарядов по проводнику.
A=U*I*∆t, где U – напряжённость на концах участка.
Мощность тока – это работа тока, совершённая в единицу времени.
P=U*I
З. Д-Л:
(написать формулу)
34. Магнитное поле. Сила Ампера и сила Лоренца.
Магн. поле – это особый вид материи, который существует вокруг магнитов или движущихся зарядов.
Наличие магн. поля обнаруживается по силовому действию на проводники с током или постоянные магниты, помещённые в это поле.
*B=F/I*l
Сила Ампера – сила, с которой магн. поле действует на проводник с током.
dвекFA=I[dl*векB] век|FA|=I*B*l*sina
Сила Лоренца – сила, действующая на движущуюся в магн. поле заряженную частиц.
векFЛ=q[векv*векB] век|FЛ|=q*v*B*sina
35. Закон Био-Савара-Лапласа. Принцип суперпозиции магнитных полей.
Закон: В р-те исследований было получено соотношение, определяющие магн. индукцию векdB поля, создаваемого элементом тока длины векdl в точке, определяемой радиусом-вектором векr.
(написать формулу) (написать формулу)
Принцип: Магн. индукция результирующего поля, создаваемого несколькими токами равна векторной сумме магн. индукций полей, создаваемых каждым током в отдельности.
(написать формулу)
36. Циркуляция вектора магнитной индукции. Поток вектора магнитной индукции. Теорема Гаусса для магнитного поля.
Циркуляция вектора магн. индукции вдоль произвольного замкн. контура прямопропорционально алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром.
(написать формулу)
Поток вектора магн. индукции (магн. поток) – это скалярная величина, которая равна кол-ву линий магн. индукции, пересекающих площадку.
(написать формулу)
«Поток вектора магн. индукции через замкн. пов-ть равен 0»
(написать формулу)
37. Магнитное поле в веществе. Закон полного тока для магнитного поля в веществе.
Магнитное поле в в-те – это суперпозиция двух полей: внеш. магн. поля, создаваемого макротоками, и внутр. (или собственного) магн. поля, создаваемого микротоками.
«Циркуляция вектора напряжённости магн. поля по некоторому замкн. контуру равна алгебраической сумме макротоков, охватываемых этим контуром».
*макротоки – обычные токи, текущие по проводникам, связанные с перемещением в в-ве носителей тока.
(написать формулу)
38. Электромагнитная индукция. Самоиндукция. Основной закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.
Элм. индукция – явление возникновения эл. тока в замкн. проводящем контуре при изменении магн. поля, пронизывающего контур.
Самоиндукция – это явление возникновения ЭДС (электродвижущая сила) индукции в проводящем контуре (в цепи) при изменении протекающего через контур тока.
З. Фарадея:
«ЭДС индукции в замкн. контуре равна скорости изменения магн. потока через пов-ть, ограниченную контуром, взятый с обратным знаком»
(написать формулу)
«-» определяется правилом Ленца.
Правило Ленца:
«Индукционный ток в контуре всегда имеет такое направление, чтобы создаваемое магн. поле препятствовало изменению магн. потока, вызывавшему этот индукционный ток».
39. Система уравнений Максвелла. Электромагнитное поле.
1-е ур-ние:
(написать формулу)
«Изменяющийся со временем магн. поле порождает вихревое эл. поле».
2-е ур-ние: (т. Гауса для магн. поля)
«Поток вектора магн. индукции сквозь замкн. пов-ть равен 0»
(написать формулу)
Ур-ние выражает тот факт, что силовые линии магн. поля всегда замкнуты и не имеют источников.
3-е ур-ние: (обобщённые з. полного тока)
(написать формулу)
З. показывает, что магн. поле может создаваться не только токами проводимости, но и переменным эл. полем, которое определяется током смещения.
(написать формулу)
4-е ур-ние: (т. Гауса для эл. поля)
«Поток вектора смещения электрост. поля сквозь произвольную замкн. пов-ть равен алгебраической сумме, заключённых внутри этой пов-ти свободных эл. зарядов»
(написать формулу)
Эл. поля может создаваться зарядами и источниками силовых линий эл. поля.
+ еще 3 материальных ур-ния.
Электромагнитное поле – совокупность непрерывно меняющихся и порождающих друг друга эл. и магн. полей.