Ответы по физике

Взаимодействие 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.