Теорема Гаусса. Проводники и диэлектрики

В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ

1. Что является причиной электрического поля? В каком случае поле становится электростатическим?

2. Дискретно или непрерывно может изменяться электрический заряд? Что такое пробный заряд?

3. В чем заключается закон Кулона? От чего зависит постоянная «k»?

4. В чем заключается принцип суперпозиции по отношению к электростатическому полю?

5. Теорема Гаусса. О чем свидетельствует эта теорема в электростатическом поле?

6. Чему равна работа по перемещению зарядов в электростатическом поле? От чего зависит?

7. Что такое потенциал? Его связь с напряженностью.

8. Энергия электростатического поля. Конденсатор. Энергия конденсатора. Плотность энергии.

9. Электростатическое поле в диэлектрике. Поляризация, вектор поляризации, диэлектрическая восприимчивость. Вектор электрической индукции (смещения).

10. Проводник в электростатическом поле.

Задачи

1. На координатной плоскости ху в точке с координатами [0; 0] находится точечный заряд –5нКл. Определите напряженность и потенциал в точках «А» и «В» с координатами: [0; 30] см и [40; 0] см. Укажите направление вектора напряженности поля в заданных точках. Отв.500В/м; 281,21В/м; –150В; –112,5В.

2. Определите работу электростатического поля при перенесении заряда 2нКл из т. «А» в т. «В» задачи 1. Отв. –75۰10^-9Дж.

3. Электрическое поле создано положительным точечным зарядом. Потенциал поля в точке, удалѐнной от заряда на 6 см, равен 24 В. Найдите напряжѐнность поля в этой точке. Отв.: 400В/м.

4. На координатной плоскости ху в точке с координатами [0; 0] находится точечный заряд –7нКл, в точке с координатами [50; 0] см находится точечный заряд +3нКл. Определите напряженность и потенциал в точке, находящейся в средине. Укажите направление вектора напряженности поля в заданных точках. Отв.1439В/м; – 144В

5. Используя условия задачи 4, найдите точку, в которой напряженность равна нулю. Найдите потенциал в этой точке. Отв. 0,936м; –15,1В

6. Два равных точечных заряда 5∙10^–6 Кл каждый находятся в точках [0; 0] см и [10; 0] см координатной плоскости ху. Найдите в точке А с координатами [5; 5] см потенциал поля и величину напряжѐнности. Отв.: 8∙10^–5 В; 4,3∙10^–4 В/м.

7. Конденсатор с площадью обкладок 5м² имеет прокладкой диэлектрик толщиной 0,1мм и относительной диэлектрической проницаемостью 10, заряжен до напряжения 500 В. Найдите заряд на обкладках и емкость конденсатора. Отв. 2,21۰10^-3Кл; 4,43мкФ.

8. Используя условия задачи 7, найдите вектор поляризации, напряженность поля внутри конденсатора, диэлектрическую восприимчивость. Отв. 4۰10^-4Кл/м²; 5۰10⁶В/м; 9.

9. Используя условия задачи 7, найдите энергию конденсатора, удельную плотность энергии поля. Какие величины изменятся, если изменить диэлектрик? Отв. 1,1Дж; 1106Дж/м²

10. Электрон, летевший горизонтально со скоростью 5∙10⁶ м/с, влетел в электрическое поле напряжѐнностью 104 В/м, направленное вверх. Найдите угол между первоначальным направлением движения и вектором скорости электрона через 10^-9 с. Отв.: 19°.

Глава 12.ПОСТОЯННЫЙ ТОК. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА. ПОЛЕ ДВИЖУЩЕГОСЯ ЗАРЯДА. МАГНЕТИЗМ

1. Что такое электрический ток, сила тока, плотность тока?

2. Какой электрический ток постоянный, каковы условия его длительного протекания? Что такое ЭДС?

3. За счет чего возникает сопротивление проводника, от чего зависит? Что такое проводимость проводника?

4. Закон Ома для участка цепи и полной цепи, в дифференциальной форме.

5. Для чего используют правила Кирхгофа? Каковы формулировки правил Кирхгофа?

6. Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца.

7. Что происходит, когда заряд начинает двигаться с постоянной скоростью?

8. Что такое вектор магнитной индукции, каковы свойства линий магнитной индукции?

Задачи

1. Через поперечное сечение проводника смещается отрицательный заряд по закону q = 5t² + 4t + 2, Кл. Определите силу тока. Отв. 10t+ 4, А.

2. По проводнику сечением 4мм² протекает ток с силой тока i = 10t + 5,A. Определите плотность тока, и какой заряд сместится через поперечное сечение в промежутке от 2 сек. до 4 сек. Отв. 2,5 +1,25, А/м²; 70 Кл.

3. Определите напряжение в конце 3 сек. на медном проводнике длиной 100 м, сечением 4 мм² (удельное сопротивление меди 17нОм۰м), если по нему протекает ток задачи 2. Отв. 14,875В.

4. Проводник из медной проволоки массой 3,41кг имеет сопротивление 10,8Ом. Какой длины и какого сечения проводник? Отв. 491 м; 0,78мм²

5. К источнику с ЭДС 6В присоединили сопротивление 1,1 Ом при этом сила тока в цепи 3А. Найдите внутреннее сопротивление источника. Отв. 0,9 Ом

6. К источнику ЭДС присоединили внешнее сопротивление при этом ток в цепи 1А, а падение напряжения на внешнем сопротивлении 19В.Затем изменили сопротивление так, что ток стал равным 0,5А, а падение напряжения 19,5В. Чему равны ЭДС и внутреннее сопротивление источника? Отв. 20В, 1Ом.

7. Расставьте токи на рис. 1 Составьте уравнения по первому закону Кирхгофа.

 

8. Используя рис. 1, составьте систему уравнений для контуров по второму закону Кирхгофа.

9. Два сопротивления включены последовательно и подключены к источнику с ЭДС 12В развивают мощность 16Вт. Если эти сопротивления включить параллельно, то будучи подключены к тому же источнику развивают мощность 72Вт. Определите величины сопротивлений. Отв. 6 Ом; 3Ом.

10. Электрический нагреватель включается в сеть 220 В и должен нагревать 20л воды за 15 мин на 40⁰. Какой ток потребляет нагреватель при КПД 80%. Отв. 2,1А