Второй семестр «Электромагнетизм» для групп РТФ
(лектор Калистратова Л.Ф.)
Вопросы к экзамену и коллоквиумам
Коллоквиум № 1. «Электростатика и постоянный ток»
1. Предмет классической электродинамики. Электрический заряд и его дискретность. Элементарный заряд. Пробный заряд. Точечный заряд. Линейная, поверхностная и объёмная плотность заряда. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона.
2. Напряженность и потенциал электрического поля. Разность потенциалов. Принцип суперпозиции для напряжённости и потенциала.
3. Силовые и эквипотенциальные линии.
4. Электрическое поле точечного заряда.
5. Электрическое поле диполя.
6. Работа электрических сил в однородном и неоднородном полях. Связь напряженности с потенциалом.
7. Основные уравнения электростатики в вакууме. Поток и циркуляция электростатического поля. Теорема Гаусса.
8. Электрическое поле заряженной нити.
9. Электрическое поле заряженной плоскости, двух плоскостей, конденсатора.
10. Электрическое поле заряженной сферы и шара.
11. Распределение электрических зарядов на проводнике. Проводник в электростатическом поле (явление электростатической индукции). Электростатическая защита.
12. Электроемкость. Конденсаторы. Соединение конденсаторов в батарею.
13. Классификация диэлектриков. Диэлектрик в электростатическом поле. Поляризация диэлектрика. Виды поляризации диэлектриков. Связанные заряды.
14. Электрическое поле в диэлектрике. Электрическое смещение (индукция). Диэлектрическая проницаемость.
15. Теорема Гаусса для диэлектриков. Граничные условия на поверхности раздела «диэлектрик - диэлектрик».
16. Сегнетоэлектрики. Петля гистерезиса. Температура Кюри. Доменная структура сегнетоэлектриков. Прямой и обратный пьезоэлектрические эффекты. Электрострикция.
17. Энергия взаимодействия электрических зарядов. Энергия заряженного конденсатора. Плотность энергии электростатического поля.
18. Постоянный электрический ток. Условия существования тока. Сила тока, плотность тока, сопротивление проводника. Источник тока. Сторонние силы. ЭДС источника тока. Закон Ома в интегральной и дифференциальной формах для однородного и неоднородного участков электрической цепи. Закон Ома для полной цепи.
19. Работа и мощность тока. Закон Джоуля – Ленца в интегральной и дифференциальной формах.
20. Правила Кирхгофа.
21. Природа носителей тока в металлах. Основные положения классической электронной теории. Законы Ома и Джоуля-Ленца в классической электронной теории.
Коллоквиум № 2. «Магнетизм»
22. Магнитное поле и его характеристики. Рамка с током в магнитном поле. Магнитный момент рамки с током. Вращающий момент. Индукция магнитного поля. Правило буравчика. Принцип суперпозиции.
23. Закон Био – Савара - Лапласа и его применение к расчету магнитного поля прямого тока.
24. Закон Био – Савара - Лапласа и его применение к расчету магнитного поля кругового тока.
25. Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции. Магнитное поле соленоида и тороида.
26. Магнитный поток. Теорема о потоке вектора магнитной индукции.
27. Сила Ампера и сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Ускорители заряженных частиц.
28. Магнетики. Общая характеристика диа-, пара- и ферромагнетиков. Молекулярные токи.
29. Магнитное поле в веществе. Намагниченность. Расчет магнитного поля в веществе. Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость.
30. Условия на границе раздела двух магнетиков.
31. Ферромагнетики и их свойства. Петля гистерезиса. Температура Кюри. Доменная структура сегнетоэлектриков.
32. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея. Природа Э.Д.С. индукции. Правило Ленца.
33. ЭДС индукции в движущемся и вращающемся проводнике.
34. Самоиндукция. Индуктивность контура. Трансформаторы. Токи Фуко.
35. Взаимная индукция. Коэффициент взаимной индукции.
36. Токи при замыкании и размыкании электрической цепи. Трансформаторы. Токи Фуко.
37. Энергия магнитного поля. Плотность энергии магнитного поля.
38. Уравнения Максвелла. Первое уравнение Максвелла: фарадеевская и максвелловская трактовка явления электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле.
39. Второе уравнение Максвелла. Ток смещения.
40. Система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной формах.
Литература к коллоквиумам
1. Ю.А,Брижанская, Л.В.Брижанский, Г.П. Иванова. Электрическеое поле в вакууме. - Тестовые задания. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. – 36 с.
2. Вад. И.Суриков, Т.Н.Кондратьева, А.И.Гапеев. Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Конденсаторы. Энергия электрического поля. - Тестовые задания. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006. – 24 с.
3. Н.А.Прокудина, Э.М.Ярош, В.П.Шабалин, Л.В.Брижанский, Н.Г.Сазанова. Постоянный ток. - Тестовые задания. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. – 32 с.
4. В.Н.Иванов, Г.П.Иванова, А.И.Блесман, В.К.Волкова, В.П.Шабалин. Магнитное поле а вакууме. - Тестовые задания. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. – 26 с.
5. Л.Ф.Калистратова, С.С.Ясько. Магнитное поле в веществе. Электромагнитная индукция, энергия магнитного поля. - Тестовые задания. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. – 28 с.
Литература к выполнению домашних заданий и
расчётно-графических работ
1. С.В.Данилов, В.А.Егорова, Т.Н.Кондратьева. Электростатика. Практикум. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006. – 55 с.
2. Н.А.Прокудина, В.О.Нижникова, О.Ю.Павловская, Л.В.Брижанский. Постоянный ток. Практикум по решению задач. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006. – 52 с.
3. Н.В.Бердинская, В.К.Волкова, В.П.Шабалин. Электромагнетизм. Практикум по решению задач. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006. – 64 с.
Литература по лекционному материалу
1. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. - М.: Высш.шк., 1999.
2. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высш. Школа, 2003.
3. Калистратова Л.Ф., Гладенко А.А., Ярош Э.М. Основы электромагнетизма. Электросатика и постоянный ток. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2003.
4. Калистратова Л.Ф., Гладенко А.А., Ярош Э.М. Основы электромагнетизма. Магнетизм. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2003