вопросы к коллоквиуму 3

ВОПРОСЫ
к теоретическому коллоквиуму №3 (Физика ч.2) для студентов ЭТО
группы 131, 132, 133
Лектор: КУПРЕКОВА Е.И.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Виды фундаментальных взаимодействий. Их особенности и свойства.
Электрический заряд и его свойства. Закон сохранения эл. заряда.
Закон Кулона. Теорема Ирншоу.
Электростатическое поле. Силовая и энергетическая характеристики ЭП
(напряженность и потенциал), их взаимосвязь. Электрическое напряжение.
Графическое представление силового ЭП (силовые линии, эквипотенциальные
поверхности) следующих источников:
 Точечного заряда (положительного и отрицательного),
 Двух одноименных зарядов,
 Двух разноименных зарядов,
 Равномерно заряженной сферы,
 Равномерно заряженной плоскости,
 Двух одноименно заряженных плоскостей с одинаковой поверхностной
плотностью заряда,
 Двух разноименно заряженных плоскостей с одинаковой абсолютной
величиной поверхностной плотности заряда.
Принцип суперпозиции электростатических полей.
Электрический диполь. Вычисление напряженности и потенциала для системы
точечных зарядов на примере поля электрического диполя
 для некоторой точки А, расположенной на оси диполя;
 на перпендикуляре, восстановленном к оси диполя из его центра;
 для случая произвольного расположения точки А.
Заряженные макротела. Вычисление характеристик ЭП для макротел.
Размерности объемной, поверхностной и линейной плотностей заряда?
Пример расчета напряженности и потенциала для некоторой точки А в вакууме
 Равномерно заряженный конечный тонкий стержень с радиусом R 0 и
длиной l
 точка А лежит на продолжении оси стержня на расстоянии а от его
ближайшего конца него;
 точка А лежит на перпендикуляре к стержню на расстоянии а от
него;
 Равномерно заряженный бесконечный тонкий стержень с радиусом R 0
и длиной l
 точка А лежит на продолжении оси стержня на расстоянии а от его
ближайшего конца него;
 точка А лежит на перпендикуляре к стержню на расстоянии а от
него;
 Равномерно заряженное (τ > 0) тонкое кольцо радиуса R, точка А лежит на
перпендикуляре к центру кольца на расстоянии а от него;
 Круглая равномерно заряженная (σ > 0) пластинка радиуса R, точка А
лежит на прямой, перпендикулярной к плоскости пластинки и проходящей
через ее центр
10. Поток вектора напряженности электростатического поля
11.Теорема Остроградского–Гаусса для ЭП в вакууме и ее применение к расчету
ЭП в вакууме. Поток вектора напряженности ЭП.
 Напряженность и потенциал бесконечного равномерно заряженного
(τ
> 0) тонкого стержня (нити, цилиндра радиуса R);
 Напряженность и потенциал бесконечной равномерно заряженной (σ > 0)
плоскости (пластины).
 Напряженность и потенциал двух одинаковых бесконечных равномерно
заряженных (σ1< 0 и σ2 > 0) плоскостей, расположенных на расстоянии d
друг от друга (плоский конденсатор).
 Напряженность и потенциал равномерно заряженного по объему (ρ) шара
радиуса R (суммарный заряд Q).
12.Диэлектрики. Полярные и неполярные молекулы. Свободные и связанные
(поляризационные) заряды в диэлектриках. Виды и механизмы поляризации
диэлектриков. Вектор поляризации.
13.Графики изменения напряженности электрического поля с расстоянием для
следующих источников:
 Равномерно заряженной сферы,
 Равномерно заряженного бесконечного цилиндра,
 Равномерно заряженной плоскости,
 Плоского конденсатора.
14.Графики изменения потенциала электрического поля для следующих
источников:
 Равномерно заряженной сферы,
 Равномерно заряженного бесконечного цилиндра,
 Равномерно заряженной плоскости,
 Плоского конденсатора.
15.Получите и поясните уравнение Пуассона.
16.Теорема Остроградского–Гаусса для ЭП в диэлектрике (для вектора
электрического смещения. Граничные условия для ЭП на границе раздела двух
изотропных диэлектрических сред.
17.Пьезоэлектрики, прямой и обратный пьезоэффекты. Пироэлектрики.
Сегнетоэлектрики, диэлектрический гистерезис. Электреты.
18.Электроемкость проводников. Плоский, цилиндрический и сферический
конденсаторы. Параллельное и последовательное соединение конденсаторов.
19.Электрический ток и его характеристики: сила и плотность тока. Разность
потенциалов, электродвижущая сила (ЭДС) и напряжение.
20.Законы Ома для однородного и неоднородного участка электрической цепи.
21.Закон Джоуля–Ленца в интегральной и дифференциальной (локальной) формах.
22.Электрическое сопротивление и проводимость вещества (среды). Мощность
постоянного тока.
23.Правила Кирхгофа для разветвленных эл. цепей. Параллельное и
последовательное соединение сопротивлений.
24.Работа электрического поля по перемещению электрического заряда.
Циркуляция вектора напряженности электрического поля.
25.Энергия электрического заряда в электрическом поле.
26.Закон сохранения заряда в интегральной форме
27.Закон сохранения заряда в дифференциальной форме
28.Дифференциальная форма записи закона Кулона
29.Теорема Остроградского – Гаусса для непрерывного распределения зарядов
30.Дифференциальное уравнение потенциальности электростатического поля
31.Уравнение Лапласа
32.Формула Стокса.
33.Электрический диполь. Электрический момент диполя. Поле диполя и его
особенности. Поведение диполя в однородном электрическом поле.
34. Электрическое напряжение. Электродвижущая сила. Условие потенциальности
электростатического поля в локальной форме.
35.Электростатическое поле в полости идеального проводника и у его поверхности.
Электростатическая защита. Распределение зарядов в объеме проводника и по
его поверхности.
36.Электроемкость уединенного проводника и ее физический смысл. Единицы
измерения электроемкости.
37.Конденсаторы. Дайте определение и вычислите электроемкость
 Плоского конденсатора,
 Цилиндрического конденсатора,
 Сферического конденсатора.
38. Соединение конденсаторов (параллельное, последовательное, смешанное).
39.Поле в диэлектриках. Электрическое смещение, его размерность.
Диэлектрическая восприимчивость вещества. Относительная диэлектрическая
проницаемость среды.
40.Теорема Остроградского-Гаусса для потока вектора индукции электрического
поля. Граничные условия на поверхности раздела "диэлектрик-диэлектрик".
41.Основные уравнения электростатики диэлектриков
 Условие нейтральности объема V
 Дипольный момент для двух точечных зарядов
 Напряженность и потенциал электрического поля нейтральной системы с
дипольным моментом p
 вектор поляризации
 Связь объемной плотности связанных зарядов с вектором поляризации
 Связь поверхностной плотности зарядов с вектором поляризации
 Относительная диэлектрическая проницаемость среды
42.Энергия взаимодействия электрических зарядов.
43.Энергия заряженных проводников, диполя во внешнем электрическом поле,
диэлектрического тела во внешнем электрическом поле, заряженного
конденсатора.
44.Энергия электрического поля. Объемная плотность энергии электрического
поля.
45.Силы, действующие на макроскопические заряженные тела, помещенные в
электрическое поле.
46.Постоянный электрический ток. Основные действия и условия существования
постоянного тока. Виды электрического тока.
47.Основные характеристики постоянного электрического тока: сила тока,
плотность тока. Связь между ними.
48.Сторонние силы. Электродвижущая сила, напряжение и разность потенциалов.
Их физический смысл. Связь между ЭДС, напряжением и разностью
потенциалов.
49.Дрейфовая скорость носителей заряда. Запишите и поясните уравнение
непрерывности.
50.Сформулируйте условие
стационарности тока
в интегральной и
дифференциальной формах.
51.Классическая электронная теория электропроводности металлов и ее опытные
обоснования. Закон Ома в дифференциальной и интегральной формах
Затруднения КЭТП металлов.
52.Электрическое сопротивление проводников. Изменение сопротивления
проводников от температуры и давления.
53.Сверхпроводимость.
54.Соединения сопротивлений: последовательное, параллельное, смешанное.
Шунтирование электроизмерительных приборов. Добавочные сопротивления к
электроизмерительным приборам.
55.Правила (законы) Кирхгофа и их применение к расчету простейших
электрических цепей.
56.Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной и интегральной формах.
57.Энергия, выделяющаяся в цепи постоянного тока. Коэффициент полезного
действия (КПД) источника постоянного тока.