- •Электрический заряд и его свойства. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Диэлектрическая проницаемость и ее физический смысл
- •Закон Кулона. Диэлектрическая проницаемость и ее физический смысл
- •21. Электрическое поле. Напряженность поля. Поле точечного заряда. Графическое изображение электростатических полей. Принцип суперпозиции полей. Поле системы зарядов
- •22. Работа сил электростатического поля по перемещению зарядов. Циркуляция вектора напряженности. Потенциальный характер электростатического поля.
- •23. Энергетическая характеристика электростатического поля потенциал. Потенциал поля точечного заряда и системы зарядов. Связь между напряженностью электрического поля и потенциалом
- •Принцип суперпозиции
- •Графическое изображение электрических полей. Эквипотенциальные поверхности
- •Связь между напряженностью и потенциалом
- •24. Проводники в электрическом поле. Электростатическая защита. Электроемкость проводников. Конденсаторы
- •Теорема Гаусса
- •Электростатическая защита
- •Электроемкость заряженного проводника. Конденсаторы
- •Параллельное соединение конденсаторов
- •Последовательное соединение конденсаторов
- •Характеристики электрического тока: сила тока, вектор плотности тока. Законы Ома и Джоуля - Ленца в дифференциальной форме
- •Основные характеристики электрической цепи: электродвижущая сила, разность потенциалов, напряжение, сопротивление. Электродвижущая сила (эдс)
- •Разность потенциалов
- •Напряжение
- •Сопротивление
- •Законы постоянного тока для участков цепи. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа и их физическое содержание Закон Ома
- •Закон Джоуля – Ленца
- •Соединения сопротивлений
- •Правила Кирхгофа для разветвленных цепей
- •Магнитное поле, магнитная индукция
- •29. Действие магнитного поля на проводник с током. Сила Ампера. Взаимодействие параллельных токов
- •Взаимодействие параллельных проводников с током
- •30. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца
- •Магнитный поток. Работа перемещения проводника
- •Получение переменного тока
- •34. Колебательный контур. Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями. Применение колебательного контура.
- •Аналогия между электрическими и механическими величинами
- •Применение колебательного контура
- •35. Переменный ток и его получение. Активное и реактивное сопротивление цепи. Мощность, выделяемая в цепи переменного тока.
Взаимодействие параллельных проводников с током
. (4)
Если по двум параллельным проводникам электрические токи текут в одну и ту же сторону, то наблюдается взаимное притяжение проводников.
Эталон силы тока: 1Ампер – это сила постоянного тока при длине проводников и расстоянию между ними в 1 м в вакууме, равная 210-7 Н.
30. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца
Сила, действующая со стороны магнитного поля на движущийся заряд, называется силой Лоренца.
(1)
Направление силы Лоренца, действующей на положительно заряженную частицу, может быть найдено по правилу левой руки. Если расположить левую руку так, чтобы линии индукции магнитного поля входили в ладонь, а вытянутые пальцы были направлены вдоль скорости движения частицы, то отведенный большой палец укажет направление силы Лоренца.
Сила Лоренца всегда направлена перпендикулярно скорости, поэтому при движении заряженной частицы в магнитном поле сила Лоренца работы не совершает.
Рис. 2. Движение заряженной
частицы по спирали
Радиус спирали: ,
Шаг спирали:
Угловая скорость движения заряженной частицы по круговой траектории
(2)
называется циклотронной частотой. Циклотронная частота не зависит от скорости (следовательно, и от кинетической энергии) частицы. Это обстоятельство используется в циклотронах – ускорителях тяжелых частиц (протонов, ионов).
В общем случае, когда на заряженную частицу действуют электрическое и магнитное поля:
. (3)
Рис. 3.
Радиационные
пояса Земли
Магнитный поток. Работа перемещения проводника
с током в магнитном поле
Потоком вектора магнитной индукции (магнитным потоком) через площадку dS называется скалярная физическая величина
, (1)
при , 1 Вб = 1 Тлм2 , (2)
где - единичный вектор нормали к поверхности,- угол между направлением вектораи направлением нормали к поверхности. В системе СИ единица измерения магнитного потокаВебер (Вб).
Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле
,
, (3)
т.е. работа по перемещению проводника с током в магнитном поле равна произведению силы тока на магнитный поток, пересеченный движущимся проводником.
32. Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции.
Закон Фарадея. Правило Ленца. Практическая значимость
явления электромагнитной индукции
Явление электромагнитной индукции заключается в том, что в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции, охватываемого этим контуром, возникает индукционный электрический ток.
Явление возбуждения тока с помощью магнитного поля открыто Фарадеем в 1831 году. «Магнетизм превратить в электричество» - такова была основная цель, к которой стремился Фарадей в течение 10 лет (1821-1831 г.г.), веривший в эту идею. Главный вывод, который он сделал: электрический ток возникает при движении катушки и магнита относительно друг друга. Вскоре после этого Фарадей создал первый генератор электрического тока. Индукционный ток в опытах Фарадея возникал при изменения магнитного потока.
(1)
Всякий раз при изменении полного магнитного потока через произвольный контур в контуре возникает электродвижущая сила, называемая электродвижущей силой индукции:
, (2)
Правило Ленца
Индукционный ток в контуре всегда имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызвавшего этот индукционный ток.