- •Минимальный список необходимых для успешной сдачи экзамена вопросов и ответов по физике для заочников (раздел “Электричество и магнетизм”).
- •Электростатика
- •Связь между потенциалом и напряженностью электрического поля.
- •Электрический диполь. Момент силы и потенциальная энергия диполя во внешнем электрическом поле.
- •Теорема Гаусса в электростатике.
- •Вектор электрического смещения. Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике.
- •Электрическая емкость. Конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора. Энергия электрического поля. Объемная плотность энергии электрического поля.
- •Сила и плотность тока. Электродвижущая сила. Напряжение. Однородный и неоднородный участки цепи.
- •Закон Ома для однородного участка цепи.
- •Закон Ома для неоднородного участка цепи. Закон Ома для замкнутой цепи.
- •Правила Кирхгофа.
- •Мощность тока. Закон Джоуля - Ленца.
- •2. Электромагнетизм
- •Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Магнитный момент рамки с током.
- •Закон Био-Савара-Лапласа.
- •Магнитная индукция поля соленоида
- •Напряженность магнитного поля. Теорема о циркуляции вектора напряженности.
- •Сила Лоренца.
- •Сила Ампера.
- •Вращающий момент и потенциальная энергия контура с током в магнитном поле.
- •Работа, совершаемая при перемещении тока
- •Диамагнетики. Парамагнетики. Ферромагнетики. Петля гистерезиса.
- •Явление электромагнитной индукции. Эдс электромагнитной индукции. Правило Ленца.
- •Явление самоиндукции. Индуктивность. Явление взаимной индукции.
- •Энергия магнитного поля.
- •Электромагнитная волна. Вектор Пойнтинга.
- •Электрический колебательный контур. Свободные незатухающие электрические колебания в контуре. Вынужденные колебания в электрическом колебательном контуре. Резонанс.
- •Переменный ток. Активное и реактивное сопротивление. Метод векторных диаграмм для переменного тока.
- •Средняя мощность переменного тока. Действующие значения силы тока и напряжения. Коэффициент мощности.
-
Электрическая емкость. Конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора. Энергия электрического поля. Объемная плотность энергии электрического поля.
Электроемкость уединенного проводника C = q/, где — потенциал проводника (при условии, что на бесконечности потенциал проводника принимается равным нулю). Электроемкость уединенного проводника численно равна заряду, который необходимо сообщить проводнику, чтобы увеличить его потенциал на единицу.
Электроемкость конденсатора C = q/U, где U — разность потенциалов пластин конденсатора. Электроемкость конденсатора численно равна заряду, который необходимо ему сообщить, чтобы увеличить его разность потенциалов на единицу.
Электроемкость плоского конденсатора
,
где S — площадь пластины (одной) конденсатора; d — расстояние между пластинами, — относительная диэлектрическая проницаемость среды, в которой находятся заряды; o — электрическая постоянная.
Электроемкость батареи N конденсаторов:
а) — при последовательном соединении;
б) — при параллельном соединении.
Энергия заряженного конденсатора:
, , .
Энергия заряженного плоского конденсатора представляет собой энергию электрического поля в конденсаторе, т.е. ее можно выразить через характеристики электрического поля:
, , .
где V=Sd — объем конденсатора.
Объемная плотность энергии электрического поля в конденсаторе (энергия в единице объема) равна
или
-
Сила и плотность тока. Электродвижущая сила. Напряжение. Однородный и неоднородный участки цепи.
Сила постоянного тока
Электрический ток – направленное движение электрических зарядов.
За направление электрического тока выбрано направление движения положительных зарядов.
Сила тока скалярная физическая величина, численно равная заряду, прошедшему через поперечное сечение проводника в единицу времени
,
где dq — заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за время dt.
Плотность тока
,
где S — площадь поперечного сечения проводника.
Связь плотности тока со средней скоростью v направленного движения заряженных частиц
,
где q — заряд частицы; п — концентрация заряженных частиц.
Сторонние силы (действующие на участке электрической цепи) это силы неэлектростатической природы.
Электродвижущей силой (ЭДС) называют работу сторонних сил по переносу вдоль электрической цепи единичного положительного заряда
.
Однородный участок цепи – участок, не содержащий сторонних сил. Неоднородный участок цепи – участок, содержащий сторонние силы (т.е. источник ЭДС).
Напряжением на участке цепи (U) называют работу сторонних сил и сил электростатического поля по переносу вдоль электрической цепи единичного положительного заряда
.
Для однородного участка напряжение равно разности потенциалов на данном участке
.
-
Закон Ома для однородного участка цепи.
для однородного участка цепи (не содержащего ЭДС),
где 1-2=U — разность потенциалов (совпадает с напряжением U) на концах участка цепи; R — сопротивление участка;
Сопротивление R равно ,
где — удельное электрическое сопротивление; l— длина проводника; S — площадь поперечного сечения проводника.
Сопротивление системы проводников:
а) при последовательном соединении;
б) при параллельном соединении,
где Ri — сопротивление i-го проводника.