Вопросы и некоторые типовые задачи по физике (ФОП 2005 г.)
-
Напряжённость электростатического поля бесконечной однородно заряженной плоскости (вывод).
-
Напряжённость электростатического поля снаружи однородно заряженных сферы или шара (вывод).
-
Напряжённость электростатического поля внутри однородно заряженного по объёму шара (вывод).
-
Напряженность электростатического поля бесконечной однородно заряженной нити (вывод).
-
Потенциальная энергия взаимодействия двух точечных зарядов (вывод).
-
Напряжённость электростатического поля внутри однородно заряженной сферы (вывод).
-
Напряжённость электростатического поля внутри однородно заряженного полого цилиндра (вывод).
-
Напряжённость электростатического поля внутри сплошного однородно заряженного по объёму цилиндра (вывод).
-
Разность потенциалов в однородном электрическом поле. Энергия диполя в электрическом поле (вывод).
-
Момент сил, действующий на диполь в электрическом поле (вывод).
-
Связь между вектором поляризованности и поверхностной плотностью связанных зарядов (вывод).
-
Отношение напряжённости внешнего однородного электрического поля и напряжённости электрического поля внутри бесконечной пластины однородного изотропного диэлектрика в случае её перпендикулярности к линиям напряжённости (вывод).
-
Переход от интегральной формы теоремы Гаусса для электрического смещения к дифференциальной.
-
Связь напряжённости и потенциала (вывод).
-
Энергия системы зарядов (вывод).
-
Доказать перпендикулярность силовых линий и эквипотенциальных поверхностей.
-
Ёмкость плоского конденсатора (вывод).
-
Энергия заряженного конденсатора (вывод).
-
Объёмная плотность энергии электрического поля (вывод).
-
Связь плотности тока со скоростью движения зарядов (вывод).
-
Закон Ома в дифференциальной (локальной) форме (вывод).
-
Закон Ома для неоднородного участка цепи (вывод).
-
Сформулируйте теорему о циркуляции вектора напряжённости электростатического поля.
-
Дайте определение дипольного момента электрически нейтральной системы зарядов.
-
Дайте определение вектора поляризованности.
-
Дайте определение электрического смещения. Сформулируйте теорему Гаусса для электрического смещения в интегральной форме.
-
Дайте определение электрического смещения. Сформулируйте теорему Гаусса для электрического смещения в дифференциальной форме.
-
Дайте определение диэлектрической восприимчивости и относительной диэлектрической проницаемости вещества. Типы молекул диэлектрика.
-
Опишите электростатическое поле внутри и снаружи проводника.
-
Дайте определение ёмкости проводника и конденсатора.
-
Дайте определение плотности тока.
-
Дайте определение силы тока. Закон Ома для однородного участка цепи.
-
Сформулируйте закон Джоуля-Ленца.
-
Дайте определение ЭДС.
-
Определите направление вектора напряжённости электрического поля, создаваемого точечными зарядами, равными по модулю и расположенными в вершинах правильного шестиугольника, в точке А.
-
Определите направление вектора напряжённости электрического поля, создаваемого точечными зарядами в точке А, если q2q3.
-
Электрическое поле создаётся бесконечным цилиндром радиусом 10 см, равномерно заряженным с поверхностной плотностью =10-12 Кл/см2. Определите разность потенциалов между двумя точками этого поля, лежащими на расстоянии r1 =2 см и r2=14 см от поверхности этого цилиндра.
-
Электрическое поле создаётся бесконечным цилиндром радиусом 6 см, равномерно заряженным с объёмной плотностью =3,5410-10 Кл/см3. Определите разность потенциалов между двумя точками этого поля, лежащими на расстоянии r1 =2 см и r2=3 см от оси этого цилиндра.
-
Электрическое поле создаётся бесконечным цилиндром радиусом 6 см, равномерно заряженным с объёмной плотностью =3,5410-10 Кл/см3. Определите разность потенциалов между двумя точками этого поля, лежащими на расстоянии r1 =9 см и r2=27 см от оси этого цилиндра.
-
Электрическое поле создаётся шаром радиусом 6 см, равномерно заряженным с объёмной плотностью =5,310-10 Кл/см3. Определите разность потенциалов между двумя точками этого поля, лежащими на расстоянии r1 =1 см и r2=2 см от центра шара.
-
Электрическое поле создаётся шаром радиусом 3 см, равномерно заряженным с объёмной плотностью =710-5 Кл/см3. Определите разность потенциалов между двумя точками этого поля, лежащими на расстоянии r1 =4 см и r2=8 см от центра шара.
-
Найти разность потенциалов между двумя большими пластинами, имеющими поверхностную плотность заряда 4 нКл/см2 и -6 нКл/см2. Расстояние между пластинами 5 см.
-
Электрическое поле создаётся бесконечной заряженной плоскостью с поверхностной плотностью заряда 5 нКл/см2. Найти разность потенциалов между двумя точками, находящимися на расстоянии 5 см и 15 см от плоскости.
-
Электрическое поле создаётся заряженной сферой радиуса R=10 см с поверхностной плотностью заряда 5 нКл/см2. Найти потенциал точки, находящейся на расстоянии 5 см от поверхности сферы.
-
Потенциал точки, находящейся на расстоянии 9 см от центра заряженной сферы радиусом 5 см, равен 100 В. Чему равна поверхностная плотность заряда на сфере.
-
Разность потенциалов между двумя пластинами 20х20 см2, расположенными на расстоянии 5 мм, равна 100 В. Чему равны заряды на этих пластинах, если они равны по величине и противоположны по знаку?
-
Электрическое поле создаётся сферой радиусом 10 см, равномерно заряженной с поверхностной плотностью =10-12 Кл/см2. Определите разность потенциалов между двумя точками этого поля, лежащими на расстоянии r1 =2 см и r2=14 см от центра этой сферы.
-
Электрическое поле создаётся бесконечным цилиндром радиусом 6 см, равномерно заряженным с объёмной плотностью. Разность потенциалов между двумя точками этого поля, лежащими на расстоянии r1 =2 см и r2=3 см от оси этого цилиндра равна 10 В. Определите объёмную плотность заряда цилиндра.
-
Электрическое поле создаётся бесконечным цилиндром радиусом 6 см, равномерно заряженным с объёмной плотностью. Разность потенциалов между двумя точками этого поля, лежащими на расстоянии r1 =10 см и r2=17 см от оси этого цилиндра равна 40 В. Определите объёмную плотность заряда цилиндра.
-
Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектриков: 1=7 и d1 = 0,3 см и2=3 и d2 = 0,5 см. Разность потенциалов между обкладками равна 100 В. Определить напряжённость поля в каждом из слоёв диэлектриков.
-
Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектриков: 1=7 и d1 = 0,3 см и2=3 и d2 = 0,5 см. Разность потенциалов между обкладками равна 100 В. Определить разность потенциалов в каждом из слоёв диэлектриков.
-
В плоскопараллельной пластине из однородного изотропного диэлектрика с проницаемостью =2 создано электрическое поле, вектор напряжённости которого равен 200 В/м и направлен под углом 45° к её поверхности. Определить поверхностную плотность связанных зарядов на пластине.
-
Имеются две бесконечные параллельные плоскости, заряженные с поверхностной плотностью + и -. Пространство между ними заполнено диэлектриком с проницаемостью . Найти поверхностную плотность связанных зарядов.
-
Имеются две бесконечные параллельные плоскости, заряженные с поверхностной плотностью + и -. Пространство между ними заполнено двумя слоями диэлектриков с проницаемостями 1 и 2 (12). В каком из слоёв напряжённость электрического поля больше и во сколько раз?
-
В однородное электрическое поле с напряжённостью Е0=200 В/м помещена бесконечная плоскопараллельная пластина из однородного и изотропного диэлектрика с проницаемостью =2. Пластина расположена перпендикулярно к . Определите поверхностную плотность связанных зарядов.
-
В однородное электрическое поле с напряжённостью Е0=100 В/м помещена бесконечная плоскопараллельная пластина из однородного и изотропного диэлектрика. Пластина расположена перпендикулярно к . Определите электрическое смещение D внутри диэлектрика.
-
Какую работу надо совершить, чтобы повернуть диполь с моментом из положения по полю в положение против поля?
-
Составить уравнения для определения токов данной электрической цепи на основе правил Кирхгофа, считая Ri и i известными.
-
С помощью закона Био-Савара-Лапласа выведите формулу для магнитной индукции в центре кругового витка с током.
-
С помощью теоремы о циркуляции вектора магнитной индукции выведите формулу для магнитной индукции поля бесконечно длинного прямого проводника с током.
-
С помощью закона Био-Савара-Лапласа выведите формулу для магнитной индукции поля бесконечно длинного прямого проводника с током.
-
Рассчитайте индукцию магнитного поля на оси длинного соленоида.
-
Рассчитайте индукцию магнитного поля тороида.
-
Выведите формулу для силы, действующей на единицу длины проводника, при магнитном взаимодействии двух бесконечных прямых проводников с током.
-
Выведите формулу для шага винтовой линии, по которой движется заряженная частица в магнитном поле.
-
Выведите формулу для радиуса винтовой линии, по которой движется заряженная частица в магнитном поле.
-
Выведите формулу для силы Ампера.
-
Вращающий момент, действующий на контур с током в магнитном поле (вывод).
-
Работа по перемещению контура с током в магнитном поле (вывод).
-
ЭДС, возникающая в прямолинейном проводнике, при его поступательном движении в магнитном поле (вывод).
-
Закон электромагнитной индукции для замкнутого проводящего контура (вывод).
-
Индуктивность длинного соленоида (вывод).
-
Энергия магнитного поля контура с током (вывод).
-
Объёмная плотность энергии магнитного поля (вывод).
-
Связь между вектором намагниченности и магнитной индукцией микрополя (вывод).
-
Преобразуйте закон электромагнитной индукции в соответствующее уравнение Максвелла.
-
Для случая постоянных макротоков преобразуйте теорему о циркуляции вектора магнитной индукции в теорему о циркуляции напряжённости магнитного поля в веществе.
-
Дайте определение вектора магнитной индукции.
-
Сформулируйте закон Био-Савара-Лапласа (сделайте рисунок).
-
Напишите формулу для магнитной индукции поля прямолинейного проводника с током конечной длины (сделайте рисунок).
-
Дайте определение циркуляции вектора.
-
Сформулируйте теорему о циркуляции вектора магнитной индукции в случае магнитного поля постоянных токов.
-
Когда на заряд действует сила Лоренца, чему она равна? На рисунке укажите её направление для отрицательного заряда.
-
Сформулируйте закон Ампера (сделайте рисунок).
-
Дайте определение магнитного момента контура с током.
-
Чему равен магнитный момент квадратного контура со стороной b, по которому течёт ток I?
-
Чему равен магнитный момент кругового контура радиуса R, по которому течёт ток I?
-
Контур имеет форму равностороннего треугольника со стороной b. Чему равен его магнитный момент, если сила тока в нём равна I?
-
Напишите формулу для момента сил Ампера.
-
Объясните постоянство скорости заряженной частицы при её движении в магнитном поле.
-
Совершает ли работу сила Лоренца при движении заряженной частицы в магнитном поле? Ответ обосновать.
-
Объясните магнитное взаимодействие прямых противоположно направленных токов (сделайте рисунок).
-
Объясните магнитное взаимодействие прямых одинаково направленных токов (сделайте рисунок).
-
Объясните вращающее действие магнитного поля на контур с током. Рассмотрите пример.
-
Рассмотрев действие сторонних сил, объясните возникновение ЭДС при движении разомкнутого проводника в магнитном поле.
-
Объясните явление электромагнитной индукции в случае неподвижного проводящего контура.
-
Возникает ли индукционный ток в проводящем замкнутом контуре при его поступательном движении в однородном магнитном поле? Ответ обосновать.
-
Объясните возникновение индукционного тока при вращении замкнутого проводящего контура в магнитном поле. Рассмотрев конкретный пример, укажите направление этого тока.
-
Объясните возникновение ЭДС в замкнутом проводящем контуре, находящемся в магнитном поле, при изменении его площади. Рассмотрев конкретный пример, укажите направление индукционного тока.
-
Объясните явление самоиндукции.
-
Объясните поведение диамагнетиков в магнитном поле.
-
Объясните поведение парамагнетиков в магнитном поле.
-
Что такое домены? Почему относительная магнитная проницаемость ферромагнетика много больше, чем у парамагнетика?
-
Объясните гистерезис при намагничивании и размагничивании ферромагнетика.
-
Запишите систему уравнений Максвелла и объясните физический смысл уравнения Максвелла для потока вектора магнитной индукции.
-
Запишите систему уравнений Максвелла и объясните физический смысл уравнения, являющегося обобщением закона электромагнитной индукции.
-
Запишите систему уравнений Максвелла и объясните физический смысл уравнения, содержащего ток смещения.
-
Определите направление и величину вектора индукции магнитного поля, создаваемого бесконечно длинными прямолинейными параллельными проводниками с токами, в точке А.
-
Определите направление и величину вектора магнитной индукции в точке А, если магнитное поле создаётся бесконечно длинными прямолинейными параллельными проводниками с токами (см. рис.)
-
Определите направление и величину вектора магнитной индукции в точке А.
-
Определите направление и величину вектора магнитной индукции в точке А.
-
Вычислите силу, действующую на полукольцо длиной l, расположенное в однородном магнитном поле с индукцией В. Сила тока в полукольце равна I.
-
Вычислите силу, действующую на рамку с током.
-
Проводник с током I=0,1 А в виде окружности радиуса R=10 см согнули пополам, образовав дугу в 180. На сколько изменится индукция в центре согнутого витка по сравнению с её значением в центре исходного контура?
-
Вычислите объёмную плотность энергии в точке С.
-
Вычислите силу, действующую на сторону рамки длиной b, которая перпендикулярна бесконечно длинному прямолинейному проводнику с током.
-
Определите вектор индукции магнитного поля, создаваемого бесконечно длинными прямолинейными параллельными проводниками с токами, в точке А, если I1=I2=I3=1 А, а расстояние от точки А до проводников равно 1 м.
-
Дайте определение магнитного потока.
-
Сформулируйте закон электромагнитной индукции для замкнутого проводящего контура.
-
Сформулируйте правило Ленца. Приведите пример.
-
Дайте определение индуктивности контура.
-
Напишите формулу для ЭДС самоиндукции.
-
Сформулируйте правило Ленца применительно к явлению самоиндукции.
-
Напишите формулу для индуктивности тороида.
-
Дайте определение вектора намагниченности вещества.
-
Дайте определение напряжённости магнитного поля.
-
Сформулируйте теорему о циркуляции напряжённости магнитного поля постоянных токов.
-
Дайте определение магнитной восприимчивости и относительной магнитной проницаемости вещества. Что характеризует относительная магнитная проницаемость в случае, когда линии магнитной индукции внешнего поля всюду параллельны поверхности тела?
-
Что такое ток смещения? Запишите уравнение Максвелла, содержащее ток смещения. Сделайте рисунок.
-
Какую работу совершит сила Ампера при превращении квадратного контура, находящегося в однородном магнитном поле с индукцией 10 мТл, в окружность путём её деформирования? Сила тока в контуре остаётся постоянной и равной 1 А, периметр контура равен 50 см, а угол между плоскостью контура и вектором магнитной индукции внешнего магнитного поля равен 60.
-
Рамка из проволоки в форме квадрата со стороной а=10 см помещена в однородное магнитное поле с индукцией В=At4, где А=1/4 Тл/с4 (t – время). Нормаль к плоскости рамки составляет с линиями магнитной индукции угол 60. Определить количество теплоты, выделившееся в рамке за промежуток времени t от 0 до 10 с, если сопротивление рамки R=10 Ом.
-
Определите силу эквивалентного кругового тока, создаваемого движением протона по окружности в однородном магнитном поле с индукцией В=3 мТл. Заряд протона равен 1,610-19 Кл, а его масса – 1,6610-27 кг.
-
Вычислите работу, которую нужно затратить, чтобы вытянуть квадратную рамку со стороной а=10 см в отрезок, потянув её за противоположные вершины. Рамка находится в однородном магнитном поле с индукцией 10 мТл, и по ней течёт ток I=10 А, который не изменяется при её деформации. Угол между плоскостью рамки и вектором магнитной индукции внешнего магнитного поля равен 30.
-
Проводник длиной 15 см равномерно движется в однородном магнитном поле, индукция которого равна 0,5 Тл. По проводнику течёт ток силой 3 А. Скорость движения проводника равна 20 м/с и перпендикулярна как к направлению вектора индукции магнитного поля, так и к самому проводнику. Найти работу перемещения проводника за 20 с движения.
-
Два бесконечных прямолинейных проводника с одинаковыми токами, текущими в одном направлении, находятся друг от друга на расстоянии b. Чтобы их раздвинуть до расстояния 9b, на каждый сантиметр длины проводника затрачивается работа А=4,39 нДж. Определить силу тока в проводниках.
-
Вычислите скорость, с которой электрон влетел в однородное магнитное поле с индукцией В=20 мТл, если траектория движения электрона – винтовая линия с шагом h=12 см и радиусом R=1,5 см.
-
Вычислите работу, которую совершат силы Ампера, если квадратную рамку со стороной а=20 см вытянуть в отрезок, потянув её за противоположные вершины. Рамка находится в одной плоскости с бесконечно длинным прямым проводом, по которому течёт ток I=10 А. По контуру рамки течёт ток i=5 А, который не изменяется при её деформации.
-
Рамка, содержащая N = 1000 витков площадью S = 100 см2 равномерно вращается с частотой n=10 с-1 в магнитном поле напряженностью Н =104 А/м. Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям напряжённости. Определить максимальную ЭДС индукции и максимальную силу тока в рамке, если её сопротивление 100 Ом.
-
Квадратная рамка со стороной а=10 см расположена в однородном магнитном поле с индукцией В=kt (t – время, k=100 Тл/с) так, что её плоскость перпендикулярна к вектору . С помощью двух проводов, сопротивлением которых можно пренебречь, она включена в цепь. Определить мощность тепловыделения в резисторе сопротивлением R2, если R1=2r, a R2=4r, где r=100 Ом. Сопротивлением рамки пренебречь. Все элементы цепи, кроме рамки, находятся вне магнитного поля.