Постоянное электрическое поле

Постоянное электрическое поле

1. Закон Кулона. Напряженность электростатического поля, создаваемого точечными зарядами, диполем. Применение электростатической теоремы Гаусса (вычисление потока напряженности электростатического поля через замкнутую поверхность, напряженности электростатического поля при симметричном распределении зарядов).

2. Потенциал электростатического поля. Потенциал точечного заряда. Потенциал равномерно заряженной сферы. Связь работы по переносу электрического заряда в электростатическом поле с разностью потенциалов. Связь потенциала φ с напряженностью электрического поля . Электростатическое поле системы бесконечных, равномерно заряженных плоскостей и их потенциалы.

3. Типы диэлектриков и их диэлектрическая восприимчивость и проницаемость. Граничные условия для и (граница раздела: диэлектрик – вакуум). Вычисление связанных, сторонних объемных

зарядов, диэлектрической проницаемости при заданной зависимости от декартовых координат поляризованности и напряженности электрического поля в диэлектрике.

4. Расчет конденсаторных цепей.

Постоянное магнитное поле

1. Сила Ампера. Ее величина и направление. Сила Лоренца.

2. Плотность тока. Постоянный ток. Когда возникает объемная плотность заряда при протекании постоянного тока? Какие заряды создают электрическое поле внутри однородного проводника при протекании постоянного тока? Какому условию должна удовлетворять плотность постоянного тока, протекающего в однородном проводнике?

Закон Био-Савара-Лапласа. Принцип суперпозиции магнитных полей. Магнитная индукция, создаваемая прямолинейными токами и токами, текущими по дуге окружности. Закон полного тока и его применение для вычисления напряженности магнитного поля (магнитной индукции) при симметричном распределении токов.

3. Классическая теория проводимости в металлах. Подвижность носителей и удельная проводимость.

4. Расчет цепей постоянного тока (применение закона Ома для участка цепи, правил Кирхгофа).

5. Типы магнетиков. Молекулярные токи. Намагниченность. Как связана объемная плотность молекулярных токов с намагниченностью? Напряженность магнитного поля . Магнитная восприимчивость и проницаемость магнетиков. Граничные условия для и на границе раздела магнетик – вакуум.

6. Потоки и . Связь между ними. Связь работы по перемещению проводника с током в магнитном поле с изменением магнитного потока.

Переменное электромагнитное поле

1. Электромагнитная индукция. Правило Ленца. Магнитный поток и индуктивность проводящего контура, соленоида.

2. Гармонический ток. Реактивные сопротивления. Расчет цепей гармонического тока с помощью комплексного представления электрических величин. Колебательный контур.

3. Уравнения Максвелла. Частные случаи. Вектор Пойтинга. Плоские монохроматические электромагнитные волны и их характеристики.

Примеры задач

Постоянное электрическое поле

1. Поле создано бесконечной равномерно заряженной плоскостью с поверхностной плотностью заряда +s. Укажите направление вектора градиента потенциала в точке А (дать письменное объяснение при выборе ответа).

1) А – 4 2) А – 2 3) А – 3 4) А – 1

2. Внутри диэлектрика известна его поляризованность

где - константа, - орты декартовой системы координат. Объемная плотность связанных зарядов (в ед. ) равна …

3. Внутри диэлектрика известна напряженность электрического поля

, где - константа, - орты декартовой системы координат, ε₀ – электрическая постоянная. Определить плотность ρ сторонних зарядов внутри диэлектрика.

4. Является ли поле электрического смещения потенциальным (дать письменное объяснение).

5. Вектор напряженности однородного электрического поля коллинеарен плоскости рисунка. Определить знак циркуляции (-, +, 0)

по контуру Г (дать письменное объяснение)

6. Диэлектрик, проницаемость которого , занимает область z < 0. Выберем замкнутую цилиндрическую поверхность S, показанную на рисунке. Вектор напряженности коллинеарен плоскости рисунка. Определить знаки потоков (-, +, 0) (дать письменное объяснение).

7. Поле создано равномерно заряженной сферической поверхностью с зарядом –q. Укажите направление вектора градиента потенциала в точке А

(дать письменное объяснение при выборе ответа)

1) А – 2 2) А – 3 3) А – 1 4) А – 4

8. На рисунке показаны эквипотенциальные линии системы зарядов и значения потенциалов на них. В каком направлении ориентирован вектор напряженности электрического поля в точке А? Ответ обоснуйте.

1) А - 1 2) А – 2 3) А – 3 4) А – 4

9. В каких точках модуль вектора напряженности имеет одинаковое значение?

Ответ дать по примеру: А, В, C. Привести соответствующий расчет.

10. В схеме обозначены емкости четырех из пяти конденсаторов. Общая емкость равна 2С, если емкость С_х равна…(провести расчет)

11. Провести расчет и записать формулы для поверхностной плотности заряда σ₁ и σ₂ на обеих сторонах плоской пластины, несущей заряд σ, если по обе стороны от нее на расстояниях х₁ и х₂ находятся соединенные друг с другом параллельные ей две пластины.

12. По какому закону спадает плотность энергии электрического поля при удалении от: а) точечного заряда, б) диполя. Ответ дать в , где n -? (дать письменное объяснение).

13. В схеме (см. рис.) обозначены емкости четырех конденсаторов. ЭДС батареи ε = 5 В. Разность потенциалов между пластинами конденсатора емкостью 5С равна … (провести расчет)