ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.03.2025

Просмотров: 301

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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