Экзамен по физике
.docxЭкзамен по физике
Вопрос 1: Электрический заряд. Элементарный электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда.
Электрический заряд- это физическая скалярная величина, определяющая способность тел быть источником электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии. Впервые электрический заряд был введён в законе Кулона в 1785 году. Единица измерения заряда в Международной системе единиц (СИ) — кулон — электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А за время 1 с.
Элементарный электрический заряд- минимальный электрический заряд, положительный или отрицательный, равный величине заряду электрона. Материальными носителями элементарного электрического заряда в природе являются заряженные элементарные частицы.
Закон сохранения электр. заряда- Зако́н сохране́ния электри́ческого заря́да гласит, что алгебраическая сумма зарядов электрически замкнутой системы сохраняется.
. Величина его равна 1,6·10-19 Кл.
Вопрос 2: Заряженные тела. Электризация тел. Закон Кулона.
Заряженные тела-
Электризация тел- Процесс при котором часть электронов переходит с одного тела на другое.
Закон Кулона- силы взаимодействия неподвижных зарядов прямопропорциональны произведению модулей зарядов и обратнопропорц. Квадрату расстояния между ними. Формула Кулона для вакуума: F = k (q1 * q2) / r2, — Коэффициент пропорциональности в законе Кулона.
Кулон в веществе: F= q1*q2/er2, — Расстояние между зарядами
— Электрическая постоянная
Вопрос 3: Электрическое поле и его напряженность. Принцип суперпозиции полей точечных зарядов.
Электрическое поле- представляющая собой векторное поле, существующее вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также возникающее при изменении магнитного поля (например, в электромагнитных волнах)
Напряженность поля- физическая величина, равная отношению силы, с которой поле действует на положительный заряд, помещенный в данную точку, к величине этого заряда
, где Е- силовая хар-ка эл.поля
Точечные заряды- заряженное тело, размерами которого можно пренебречь.
При́нцип суперпози́ции — один из самых общих законов во многих разделах физики. В самой простой формулировке принцип суперпозиции гласит:
-
Результат воздействия на частицу нескольких внешних сил есть векторная сумма воздействия этих сил.
-
Любое сложное движение можно разделить на два и более простых.
Наиболее известен принцип суперпозиции в электростатике, в которой он утверждает, что напряженность электростатического поля, создаваемого в данной точке системой зарядов, есть сумма напряженностей полей отдельных зарядов.
Напряженность поля точечного заряда:
, где q0- заряд создающий электрическое поле.
Вопрос 4: Графическое изображение полей. Однородное электрическое поле.
Однородное электрическое поле- Электрическое поле, в котором напряженность одинакова по модулю и направлению в любой точке пространства. Приблизительно однородным является электрическое поле между двумя разноименно заряженными плоскими металлическими пластинами.
Графическое изображение полей- Выберем в электрическом поле какую-либо точку (рис. 31,а) и проведем из нее небольшой прямолинейный отрезок так, чтобы его направление совпадало с направлением поля в точке . Затем из какой-нибудь точки этого отрезка проведем отрезок , направление которого совпадает с направлением поля в точке , и т. д. Мы получим ломаную линию, которая показывает, какое направление имеет поле в точках этой линии.
Рис. 31. а) Ломаная линия, показывающая направление поля только в четырех точках, б) Ломаная линия, показывающая направление поля в шести точках. в) Линия, показывающая направление поля во всех точках. Штриховая линия показывает направление поля в точке .
Вопрос 5: Напряженность поля заряженной пластины. Напряженность поля плоского конденсатора.
Поверхностная плотность заряда q, на площади s- будет равна b.
Напряженность поля электрического заряда:
Напряженность поля плоского конденсатора:
Вопрос 6: Работа по перемещению заряда. Понятие потенциала. Потенциал поля n зарядов. Эквипотенциальные поверхности.
Работа по перемещению заряда q, в однородном поле, напряженностью E на расстояние d, равна: A=qEd
Потенциал эл.поля- физическая величина равная отношению потенциальной энергией положительного электр.заряда, в электростатич.поле к величине этого заряда.
,
Потенциал поля n зарядов равен алгебраической сумме потенциалов этих зарядов
Эквипотенциальные поверхности- поверхности равного потенциала. Они всегда перпендикулярны силовым линиям.
Вопрос 7: Понятие разности потенциалов. Связь между напряженностью и напряжением.
В электро статике разность потенциалов равна u ( напряжение). Напряжение равно работе электр. поля по перемещению единичного положительного заряда. . Измеряется в дж/кл. Связь между напряжением q между точками на расстоянии d в однородном поле напряженностью E.
Вопрос 8: Проводники и диэлектрики в электрическом поле.
Проводниками называют материалы, имеющие так называемые свободные заряды, которые могут перемещаться в объеме проводника под действием сколь угодно малого внешнего электрического поля. Типичные проводники- металлы. В проводнике внесенном в электрическое поле , происходит перераспределение свободных зарядов, в результате чего на поверхности проводника возникают некомпенсированные положительные и отрицательные электрические заряды. Этот процесс называется электростатической индукцией, а появляющиеся на поверхности проводника заряды- индукционными зарядами. Полное электрическое поле внутри проводника равно нулю, а потенциалы во всех точках одинаковы и равны потенциалам на поверхности.
В отличие от проводников в диэлектриках нет свободных зарядов. Они состоят из нейтральных атомов или молекул, Заряженные частицы не могут перемещаться под действием электрического поля по всему объему диэлектрика. При внесении диэлектрика в внешнее электрическое поле в нем возникает перераспределение зарядов, входящих в состав атомов или молекул, в результате на поверхности диэлектрика появляются избыточные заряды. Полное электр поле внутри диэлектрика по модулю меньше внешнего поля.
Вопрос 9:Диэлектрическая проницаемость среды.
Диэлктр. прониц-ть среды- физическая величина, равная отношению модуля напряженности внешнего электрического поля в вакууме , к модулю напряженности полного поля в диэлектрике E, ,
Вопрос 10: Понятие электроемкости. Конденсаторы. ИХ соединения.
Электроемкость- физическая величина равная отношению заряда проводника к его потенциалу:C= , .
Конденсатор- система двух разноименных заряженных проводников, разделенных диэлектриком.
Емкость конденсатора- способность конденсаторов накапливать и сохранять эслектрич.заряды. c=, u= напряжение между пластинами. Емкость плоского конденсатора: С=
, где S- площадь одной из пластин. Емкость зависит от формы и размеров проводника, присутствия рядом других проводников и от свйств, диэлетрика, разделяющего проводники. Общая емкость прал-но соединенных конденсаторов: C=
В электрических цепях применяются различные способы соединения конденсаторов. Соединение конденсаторов может производиться: последовательно, параллельно и последовательно-параллельно(последнее иногда называют смешанное соединение конденсаторов)
Параллельное соединение конденсаторов-группа конденсаторов включена в цепь таким образом, что к точкам включения непосредственно присоединены пластины всех конденсаторов
Последовательное соединение конденсаторов-соединение конденсаторов в батарею производится в виде цепочки и к точкам включения в цепь непосредственно присоединены пластины только первого и последнего конденсаторов
Последовательно-параллельное (смешанное) соединение конденсаторов-цепь имеющая в своем составе участки, как с параллельным, так и с последовательным соединением конденсаторов.