Ответы по физике
.docxВзаимодействие зарядов. Закон Кулона?
Закон взаимодействия неподвижных электрических зарядов – закон Кулона – основной (фундаментальный) физический закон и может быть установлен только опытным путем. Ни из каких других законов природы он не вытекает.
Если обозначить модули зарядов через |q1| и |q2|, то закон Кулона можно записать в следующей форме:
где k – коэффициент пропорциональности, значение которого зависит от выбора единиц электрического заряда. В системе СИ Н·м2/Кл2, где ε0 – электрическая постоянная, равная 8,85·10-12 Кл2/Н·м2 .
Электрическое поле. Напряженность поля?
Электрическое поле – силовое поле, посредством которого взаимодействуют электрические заряды.
Напряжённость электрического поля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы действующей на пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда q:
Также иногда называется силовой характеристикой электрического поля.
Математически зависимость вектора от координат пространства сама задаёт векторное поле.
Модуль напряжённости электрического поля в СИ измеряется в В/м (Вольт на метр).
Поток вектора напряженности. Теорема Остроградского-Гаусса?
Теорема Гаусса утверждает: Поток вектора напряженности электростатического поля через произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме зарядов, расположенных внутри этой поверхности, деленной на электрическую постоянную ε0.
Для доказательства рассмотрим сначала сферическую поверхность S, в центре которой находится точечный заряд q. Электрическое поле в любой точке сферы перпендикулярно к ее поверхности и равно по модулю
где R – радиус сферы. Поток Φ через сферическую поверхность будет равен произведению E на площадь сферы Следовательно,
Потенциал электрического поля. Работа по перемещению заряда?
Физическую величину, равную отношению потенциальной энергии электрического заряда в электростатическом поле к величине этого заряда, называют потенциалом электрического поля:
Потенциал является энергетической характеристикой электростатического поля.
Работа A12 по перемещению электрического заряда q из начальной точки (1) в конечную точку (2) равна произведению заряда на разность потенциалов (φ1 – φ2) начальной и конечной точек:
A12 = Wp1 – Wp2 = qφ1 – qφ2 = q(φ1 – φ2).
В Международной системе единиц (СИ) единицей потенциала является вольт (В). 1 В = 1 Дж / 1 Кл
Проводники в электрическом поле. Емкость. Конденсаторы?
Проводниками называют материалы, имеющие так называемые свободные заряды, которые могут перемещаться в объеме проводника под действием сколь угодно малого внешнего электрического поля.
Электроемкость – характеристика проводящего тела, мера его способности накапливать электрический заряд. Численно электрическая емкость равна заряду q, который необходимо сообщить уединенному телу для изменения его потенциала j на единицу:
Единица электроемкости: 1 Фарад = 1 Кл/В.
Конденсатор – это система из двух проводников (обкладок) с одинаковыми по модулю, но противоположными по знаку зарядами, форма и расположение которых таковы, что поле сосредоточено в узком зазоре между обкладками.
Емкость конденсатора физическая величина, равная отношению заряда q, накопленного в конденсаторе, к разности потенциалов между его обкладками j1–j2:
где q – заряд, сообщенной одной из обкладок; – разность потенциалов между обкладками конденсатора.
Конденсаторы бывают: плоского, цилиндрического и сферического типа.
Электроемкость плоского конденсатора можно вычислить по формуле:
S – площадь каждой пластины конденсатора
d – расстояние между ними
– диэлектрическая проницаемость диэлектрика
Электроемкость цилиндрического конденсатора:
L – длина обкладок конденсатора; R и r – радиусы внешнего и внутреннего коаксиальных цилиндров;
Емкость сферического конденсатора:
- радиусы концентрических сфер;
Закон Ома для неоднородного участка цепи?
где - ЭДС, действующая на участке 1 и 2; - разность потенциалов точек 1 и 2; >0, если она способствует движению положительных зарядов ; <0, если она препятствует их движению.
Работа и мощность тока. Закон Джоуля – Ленца?
Элементарная работа электрического тока:
Работа электрического тока:
Единица работы 1 джоуль (Дж).
Внесистемная единица работы 1 кВтч=3,6 МДж = 3,6х Дж.
Работа постоянного электрического тока:
Мощность электрического тока:
Единица мощности 1 ватт (Вт)
Закон Джоуля-Ленца:
Закон Джоуля-Ленца для постоянного тока:
Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме:
где w – удельная тепловая мощность тока т.е. количество теплоты, выделяющая за единицу объема проводника.
Правила Кирхгофа для разветвленных цепей?
Узел электрической цепи – любая точка цепи, в которой сходится не менее трех токов. Токи, входящие в узел, считаются положительными, а токи, выходящие из узла, отрицательными.
Первое правила Кирхгофа: алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле, равна нулю
Второе правила Кирхгофа: в любом замкнутом контуре
Силы Ампера?
Сила Ампера, действующая на элемент тока I длиной dl:
где угол между .
Направление Силы Ампера определяется правилом левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входили линии магнитной индукции, а четыре вытянутых пальца расположить по направлению тока, то отогнутый большой палец покажет направление силы, действующей на ток.
Сила Ампера, действующая в магнитном поле на ток I конечной длины l:
Сила Ампера, действующая в однородном магнитном поле на прямолинейный ток конечной длины l:
где - угол между вектором плотности тока в проводнике и вектором .
Сила взаимодействия двух параллельных токов длиной l, находящихся на расстояний r друг от друга:
Закон Био-Савар-Лапласа. Напряженность магнитного поля?
Закон Био-Савар-Лапласа: индукция магнитного поля , создаваемого элементом тока длиной , на расстоянии r от него равна
где – радиус-вектор, проведенный из элемента в выбранную точку поля.
Направление находится по правилу правого винта: если поступательное движение винта соответствует направлению тока, то касательная в траектории головки винта дает направление .
Напряжённость магнитного поля — (стандартное обозначение Н) это векторная физическая величина, равная разности вектора магнитной индукции B и вектора намагниченности M.
В СИ: , где μ0 - магнитная постоянная
Сила Лоренца?
где - электрический заряд, движущийся со скоростью в магнитном поле с индукцией , - угол между и .
Направление силы Лоренца определяется правилом левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входил вектор , а четыре вытянутых пальца направить вдоль вектора , то отогнутый большой палец покажет направление силы, действующей на положительный заряд.
g
Явление электромагнитной индукции?
Явление электромагнитной индукции заключается в том, что в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции через его площадь возникает электрический ток (его называют индукционным).
Ферромагнетики
Ферромагнетики - это вещества, обладающие спонтанной намагниченностью, то есть они сохраняют намагниченность при отсутствии внешнего магнитного поля.
К ферромагнетикам относятся, например, кристаллы железа, никеля, кобальта.