Электричество и Магнетизм - III семестр / Экзаменационные билеты

Экзаменационные билеты но курсу «Электричество и магнетизм» Лекторы: проф. В.А. Караваев, проф. Д.Ф. Киселёв.

Билет №1.

1. Электромагнитное взаимодействие и его место среди других взаимодействий в природе. Электрический заряд. Микроскопические носители заряда. Опыт Милликена. Закон со хранения электрического заряда.

2. Явление самоиндукции. Коэффициент самоиндукции (индуктивность). Экстратоки замыкания и размыкания.

Билет №2.

1. Электростатика. Закон Кулона. Его полевая трактовка. Вектор напряженности электрического поля. Принцип суперпозиции электрических полей.

2. Явление взаимной индукции. Коэффициент взаимной индукции. Магнитная энергия совокупности контуров с токами.

Билет №3.

1. Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Остроградского-Гаусса, её представление в дифференциальной форме.

2. Энергия взаимодействия и собственная энергия контуров с токами. Энергия магнитного поля и объёмная плотность.

Билет №4.

1. Работа сил электростатического поля. Потенциальность электростатического поля. Потенциал и его нормировка. Связь потенциала с вектором напряженности электрического поля.

2. Магнетики. Понятие о молекулярных токах. Вектор намагниченности и его связь с молекулярными токами. Вектор напряженности магнитного ноля. Магнитная проницаемость и магнитная восприимчивость вещества.

Билет №5.

1. Циркуляция вектора напряженности электрического поля. Теорема о циркуляции, её представление в дифференциальной форме. Уравнение Пуассона. Математическая постановка задач электростатики.

2. Граничные условия для векторов напряженности и индукции магнитного поля. Принципиальные методы измерения напряженности и индукции магнитного поля в магнетиках. Влияние формы магнетика на его намагниченность.

Билет №6.

1. Электрический диполь. Поле диполя. Силы, действующие на диполь в электрическом поле. Энергия диполя во внешнем поле.

2. Классификация магнетиков: диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики. Классическое описание диамагнетизма. Ларморова прецессия. Парамагнетизм. Теория Ланжевена

Билет №7.

1. Проводники в электростатическом поле. Распределение заряда по поверхности провод­ника. Проводящий шар в однородном электрическом поле. Электростатическая защита.

2. Микроскопические носители магнетизма. Магнитомеханический опыт Эйнштейна - де-Гааза. Механомагнитный опыт Барнетта. Гиромагнитное отношение.

Билет №8.

1. Проводники в электростатическом поле. Электростатическая индукция. Напряженность поля у поверхности и внутри проводника. Распределение заряда по поверхности проводника.

2. Ферромагнетики. Доменная структура. Остаточная индукция и коэрцитивная сила. Гистерезис намагничивания. Точка Кюри.

Билет №9.

1. Электроёмкость. Конденсаторы. Ёмкость плоского, сферического и цилиндрическою конденсаторов.

2. Силы, действующие на магнетики в магнитном поле.

Билет №10.

1. Диэлектрики. Вектор поляризации и связанные заряды. Вектор электрической индукции. Связь этих векторов с ректором напряженности электрического поля. Диэлектрическая проницаемость и диэлектрическая восприимчивость вещества,

2. Квазистационарные токи. Критерий квазистационарности. Переходные процессы в RС и &Q цепях.

Билет №11.

1 Теорема Остроградского - Гаусса для диэлектриков. Её дифференциальная форма. Граничные условия для векторов напряженности и электрической индукции. Преломление

линий индукции на границе двух диэлектриков. Диэлектрический шар в однородном поле.

2. Колебательный контур. Собственные колебания в контуре. Уравнение гармонических колебаний. Энергия, запасенная в контуре.

Билет №12.

1. Энергия системы электрических зарядов. Энергия взаимодействия и собственная энергия. Энергия электростатического поля и её объемная плотность.

2. Затухающие колебания в контуре. Уравнение затухающих колебаний. Показатель затухания. Время релаксации. Логарифмический декремент затухания. Добротность.

Билет №13.

1. Пондеромоторные силы в электростатическом поле и методы их вычисления. Связь пондеромоторных сил с энергией системы зарядов.

2. Колебания в связанных контурах. Парциальные колебания. Парциальные частоты. Нормальные колебания (моды). Нормальные частоты.

Билет №14

1. Электронная теория поляризации диэлектриков. Локальное поле. Неполярные диэлектрики. Формула Клаузиуса - Мосотти.

2. Вынужденные колебания в цепи с последовательно соединенными емкостью, индуктивностью и активным сопротивлением. Резонанс напряжений.

Билет №15.

1. Электронная теория поляризации диэлектриков. Полярные диэлектрики. Функция Ланжевена. Поляризация ионных кристаллов.

2. Метод векторных диаграмм. Его применение для описания резонанса токов в параллель ном RLC-контуре.

Билет №16.

1. Электрические свойства кристаллов. Пироэлектрики. Пьезоэлектрики. Прямой и обратный пьезоэффекты и их применение.

2. Переменный синусоидальный ток. Закон Ома для цепей переменного тока. Импеданс. Метод комплексных амплитуд. Правила Кирхгофа.

Билет №17.

1. Сегнетоэлектрики. Их основные свойства. Доменная структура сегнетоэлектриков. Гистерезис. Точка Кюри сегнетоэлектриков. Применение сегнетоэлектриков.

2. Работа и мощность переменного тока. Эффективные значения тока и напряжения.

Билет №18.

1. Постоянный электрический ток. Сила и плотность тока. Линии тока. Электрическое поле в проводнике с током и его источники. Уравнение непрерывности. Условие стационарности тока.

2. Генераторы и электродвигатели. Трехфазный ток. Соединение обмоток «звездой» и «треугольником». Фазное и линейное напряжения.

Билет №19.

1. Электрическое напряжение. Электросопротивление. Удельная электропроводность вещества. Закон Ома для участка цепи. Дифференциальная форма закона Ома.

2. Трансформатор. Принцип действия, устройство, применение. Коэффициент трансформации. Роль сердечника.

Билет №20.

1. Сторонние силы. ЭДС. Закон Ома для замкнутой цепи. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа. Примеры их применения. Токи в сплошных средах. Заземление.

2. Взаимные превращения электрических и магнитных полей. Ток смещения. Система уравнений Максвелла как обобщение опытных данных.

Билет №21.

1. Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля - Ленца и его дифференциальная форма.

2. Электромагнитные волны. Скорость распространения электромагнитных волн. Вектор Умова-Пойнтинга.

Билет №22.

1. Магнитостатика. Взаимодействие токов. Элемент тока. Закон Био-Савара - Лапласа и его полевая трактовка. Вектор индукции магнитного поля. Действие магнитного поля на ток. Закон Ампера.

2. Высокочастотные токи. Скин-эффект. Толщина скин-слоя.

Билет №23.

1. Вихревой характер магнитного поля. Теорема о циркуляции вектора индукции магнитного поля. Дифференциальная форма теоремы о циркуляции. Понятие о векторном потен циале.

2. Основные положения классической электронной теории проводимости. Опыты Толмена и Стюарта. Законы Ома и Джоуля - Ленца в классической теории. Ограниченность классической электронной теории.

Билет №24.

1. Элементарный ток и его магнитный момент. Поле элементарного тока. Элементарный ток в магнитном поле. Понятие о магнитном диполь-дипольном взаимодействии.

2. Понятие о зонной теории твердых тел. Энергетические уровни и формирование энергетических зон. Принцип Паули, Особенности зонной структуры диэлектриков, полупроводников и металлов.

Билет №25.

1. Сила Лоренца. Эффект Холла. Магнитное поле движущегося заряда.

2. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводники р и n типа, р-n переход. Применение полупроводников: полупроводниковые диоды, транзисторы, фотодиоды и фоторезисторы.

Билет №26.

1. Поток вектора магнитной индукции. Коэффициент самоиндукции (индуктивность). Коэффициент взаимной индукции. Потенциальная функция тока. Силы, действующие на контур с током.

2. Контактные явления. Контактная разность потенциалов. Термоэлектричество. Термоэлектродвижущая сила. Термопары. Эффект Пелътъе.

Билет №27.

1. Электромагнитная индукция. Закон электромагнитной индукции и его дифференциальная форма. Правило Ленца. Индукционные методы измерения магнитных полей. Токи Фуко.

2. Сверхпроводимость, Основные свойства сверхпроводников. Эффект Мейсснера, критическое магнитное поле. Применение сверхпроводников.