![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •1)Электрический заряд, его свойства. Закон Кулона. Характеристики равномерно распределенного заряда
- •3) Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме
- •4) Применение теоремы Гаусса к расчету поля бесконечной плоскости, обладающей равномерно распределенным зарядом, поля двух параллельных бесконечных разноименно заряженных плоскостей
- •5) Теорема о циркуляции вектора напряженности электростатического поля. Работа сил электростатического поля.
- •6) Потенциал электростатического поля. Напряженность как градиент потенциала.
- •7) Диэлектрики. Поляризация диэлектриков. Поляризованность. Поле внутри диэлектриков.
- •8) Электроемкость. Конденсаторы. Емкость плоского конденсатора. Виды соединения конденсатора
- •10) Постоянный электрический ток. Сила тока, электродвижущая сила и напряжение
- •11) Закон Ома для участка цепи, для неоднородного участка, для замкнутого контура. Последовательное и параллельное соединение проводников.
- •12) Работа и мощность тока. Мощность, выделяющаяся во внешней цепи. Закон Джоуля-Ленца.
- •13) Правила Кирхгофа для расчета разветвленных цепей
- •14) Магнитное поле и его характеристики. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчету магнитного поля прямого и кругового тока.
- •15) Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов. Сила Лоренца.
- •16) Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции и её применение к расчету магнитного поля тороида и соленоида
- •Вопрос 17. Поток вектора магнитной индукции. Теорема Гаусса для вектора магнитной индукции. Рамка с током в магнитном поле.
- •Вопрос 18. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле. Рамка с током в магнитном поле.
- •Вопрос 19. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца. Вращение рамки в магнитном поле.
- •Вопрос 20. Явление самоиндукции. Токи при размыкании и замыкании цепи. Явление взаимной индукции.
- •Вопрос 21. Энергия магнитного поля тока в контуре. Энергия магнитного поля соленоида.
- •Вопрос 22.
- •Вопрос 24. Колебательные процессы. Гармонические колебания и их характеристики. Физический и математический маятники.
- •25) Гармонические механические колебания. Дифференциальное уравнение и его решение. Энергия механических колебаний.
- •26) Гармонические механические колебания. Дифференциальное уравнение и его решение. Скорость, ускорение, сила механических колебаний.
- •29)Упругие волны. Уравнение плоской и сферической волны. Волновое уравнение.
Вопрос 18. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле. Рамка с током в магнитном поле.
На проводник
с током в магнитном поле действуют силы,
которые определяются с помощью закона
Ампера. Если проводник не закреплен, то
под действием силы Ампера он в магнитном
поле будет перемещаться. Значит, магнитное
поле совершает работу по перемещению
проводника с током.
Для вычисления
этой работы рассмотрим проводник длиной
l с током I (он может свободно
двигаться), который помещен в однородное
внешнее магнитное поле, которое
перпендикулярно плоскости контура.
Сила, направление которой определяется
по правилу левой руки, а значение — по
закону Ампера, рассчитывается по формуле.
Под
действием данной силы проводник
передвинется параллельно самому себе
на отрезок dx. Работа, которая совершается
магнитным полем, равна:
так
как ldx=dS — площадь, которую пересекает
проводник при его перемещении в магнитном
поле, BdS=dФ — поток вектора магнитной
индукции, который пронизывает эту
площадь. Значит,
(1)
т. е. работа по перемещению
проводника с током в магнитном поле
равна произведению силы тока на магнитный
поток, пересеченный движущимся
проводником. Данная формула справедлива
и для произвольного направления вектора
В.
Рассчитаем работу по
перемещению замкнутого контура с
постоянным током I в магнитном поле.
Будем считать, что контур М перемещается
в плоскости чертежа и в результате
бесконечно малого перемещения перейдет
в положение М', изображенное на рис. 2
штриховой линией. Направление тока в
контуре (по часовой стрелке) и магнитного
поля (перпендикулярно плоскости чертежа
— за чертеж или от нас) дано на рисунке.
Контур М условно разобьем на два
соединенных своими концами проводника:
AВС и CDА.
Работа dA, которая
совершается силами Ампера при иссследуемом
перемещении контура в магнитном поле,
равна алгебраической сумме работ по
перемещению проводников AВС (dA1)
и CDA (dA2), т. е.
(2)
Силы, которые приложены к участку
CDA контура, образуют острые углы с
направлением перемещения, поэтому
совершаемая ими работа dA2>0.
.Используя (1), находим, эта работа равна
произведению силы тока I в нашем контуре
на пересеченный проводником CDA магнитный
поток. Проводник CDA пересекает при своем
движении поток dФ0 сквозь поверхность,
выполненную в цвете, и поток dФ2,
который пронизывает контур в его конечном
положении. Значит,
(3)
Силы, которые действуют на участок
AВС контура, образуют тупые углы с
направлением перемещения, значит
совершаемая ими работа dA1<0.
Проводник AВС пересекает при своем
движении поток dФ0 сквозь поверхность,
выполненную в цвете, и поток dФ1, который
пронизывает контур в начальном положении.
Значит,
(4)
Подставляя (3) и (4) в (2), найдем
выражение для элементарной работы:
где
dФ2—dФ1=dФ' — изменение
магнитного потока сквозь площадь,
которая ограничена контуром с током.
Таким образом,
(5)
Проинтегрировав выражение (5),
найдем работу, которая совершается
силами Ампера, при конечном произвольном
перемещении контура в магнитном поле:
(6)
значит, работа по перемещению
замкнутого контура с током в магнитном
поле равна произведению силы тока в
контуре на изменение магнитного потока,
сцепленного с контуром. Выражение (6)
верно для контура любой формы в
произвольном магнитном поле.