ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.03.2025
Просмотров: 301
Скачиваний: 1
Good
Luck
Билет 1
Закон сохр эл заряда. Эл-стат-ое поле. Напряженность
Закон сохранения электрического заряда алгебраическая сумма зарядов электрически замкнутой системы сохраняется.
Электростатическое поле — поле, созданное неподвижными в пространстве и неизменными во времени электрическими зарядами (при отсутствии электрических токов).
Напряжённость
электрического поля —
векторная физическая величина,
характеризующая электрическое поле в
данной точке и численно равная отношению
силы
действующей
на пробный заряд, помещенный в данную
точку поля, к величине этого заряда q:
.![]()
Электростатический потенциал — скалярная энергетическая характеристика электростатического поля, характеризующая потенциальную энергию поля, которой обладает единичный заряд, помещённый в данную точку поля.
φ=Wп/q
Если поле образовано не одним зарядом, а несколькими, то силы, действующие на пробный заряд, складываются по правилу сложения векторов. Поэтому и напряженность системы зарядов в данной точке, поля равна векторной сумме напряженностей полей от каждого заряда в отдельности.
Пример
Согласно
принципу суперпозиции электрических
полей можно найти напряженность в любой
точке А поля двух точечных зарядов
и
(рис.
13.1). Сложение векторов
и
производится
по правилу параллелограмма. Направление
результирующего вектора
находится
построением, а его абсолютная величина
может быть подсчитана по формуле
Билет 2
Поток вектора напряж. Вывод О-Г для поля в вакууме.
Число линий вектора E, пронизывающих некоторую поверхность S, называется потоком вектора напряженности NE.
Поток напряженности через такую элементарную площадку будет равен по определению(рис.13.5).
Теорема
О-Г:
Поток вектора напряжённости электрического
поля через любую, произвольно выбранную
замкнутую поверхность пропорционален
заключённому внутри этой поверхности
электрическому заряду.![]()
если r<R то q=0, E=0, внутри сферы поля нет.
Потенциал φ найдем из формулы Er=-dφ/dr
Полагая
что
получаем потенциал поля вне сферы.
Билет 3
Теорема О-Г для вакуума
Теорема
О-Г:
Поток вектора напряжённости электрического
поля через любую, произвольно выбранную
замкнутую поверхность пропорционален
заключённому внутри этой поверхности
электрическому заряду.![]()
Билет 4
Работа сил эл-стат поля. Связь потенциала и напряженности
Элементарная
работа, совершаемая силой F при перемещении
точечного электрического заряда
из
одной точки электростатического поля
в другую на отрезке пути
,
по определению равна
где
-
кулоновская сила,
![]()
Как
видно из рисунка
тогда
получим
Связь Е и φ
Напряженность
поля Е на всем малом пути dx можно считать
постоянной. Тогда работа перемещения
С
другой стороны
.
Из этих уравнений получаем
Билет 5
Потенциал эл-стат поля. Связь напряженности и потенциала
Электростатический потенциал — скалярная энергетическая характеристика электростатического поля, характеризующая потенциальную энергию поля, которой обладает единичный заряд, помещённый в данную точку поля.
φ=Wп/q
Связь Е и φ
Напряженность
поля Е на всем малом пути dx можно считать
постоянной. Тогда работа перемещения
С
другой стороны
.
Из этих уравнений получаем
|
В интегральной форме . R-dx; ε-E
|
Пример: По тонкому проволочному кольцу равномерно распределен заряд с линейной плотностью τ = 100 пКл/м
Потенциал в центре кольца определим разбив кольцо б\м участки с зарядом qi.
Из
формулы линейной плотности заряда
кольца

|
q = qiN = 2τπR. |
сумма φ:
φ = 5.65 В.
Билет 6
Электростат поле в диэлектр. Диполь в электростат поле. Поляризация.
Диэлектрик – в-во, кот.в обычном состоянии практически не проводит ток.
Неполярный диэлектрик – в отсутствие внешнего эл.поля «центры тяжести» положительных и отрицательных зарядов м молекулах совпадают (I=0), дипольные моменты =0.
Полярный – молекулы которого имеют электроны, расположенные несимметрично, относительно атомных ядер.
В
однородном внешнем поле на диполь
действуют 2 силы: qE
и –qE.
Диполь, наход.в электростат поле обладает
энергией. При повороте диполя на малый
угол dθ
силы поля совершают работу δА
Поляризация диэлектриков — явление, связанное с поляризацией связанных зарядов в диэлектрике и поворотом электрических диполей под воздействием внешнего электрического поля.
Электронная — смещение электронных оболочек атомов под действием внешнего электрического поля.
Дипольная (Ориентационная) — протекает с потерями на преодоление сил связи и внутреннего трения.
Поляризованность
изотропных диэлектриков любого типа
связана с напряженностью поля соотношением
,
где
-
диэлектрическая
восприимчивость
диэлектрика - физическая
величина, мера способности вещества
поляризоваться под действием
электрического поля.
Величина
обратно пропорциональна изменению
температуры.
Билет 7
Эл-статич поле. Вектор поляризации. Теорема О-Г
А)во внеш электростат поле помещен образец из однородного диэлектрика в форме S h
Б) во внеш электростат поле помещен образец из диэлектрика в форме косоугольного цилиндра
Теорема О-Г
поток вектора электрического смещения через замкнутую поверхность пропорционален заключённому внутри этой поверхности свободному электрическому заряду
Электр
смещение
.
Билет 8
Условия на границе 2-х диэлектр. Для векторовнапряж и смещен (вывод)
На границе раздела двух сред нет свободных зарядов

А)нормальные составляющие

Нормальная составляющая D не терпит разрыва на границе раздела
ε1 ε0Еn1= ε2 ε0En2

Б)тангенц составляющая(паралл.границе)
Из условия потенциальности поля

Не терпит разрыва на границе раздела

Вектор эл-кого смещения


Билет 9
Обобщ теор. Гаусса. Пример расчета электрич поля в диэлектр.
Диэлектрики(газы, жидкости,фарфор..) – в-ва, кот при обычных условиях не проводят ток.
В отличие от проводников нет свободных зарядов.Все молекулы нейтральны. Молекулу можно рассматривать как диполь с моментом ре=ql.
Свободные заряды – заряды, предвнесенные извне и наруш электр. нейтральность диэлектрика.
Связанные заряды – заряды, не нарушающие нейтральность диэлектрика и способные перемещаться на расстояния сравнимые с размером молекулы.
Согласно принципу суперпозиции
