- •Физика Экзамен 2 семестр:
- •Прямолинейной движение тела(равномерное и не равномерное). Кинематическое уравнение движения, перемещение, скорость и ускорение прямолинейного движения.
- •Криволинейное движение тела(равномерное и не равномерное).Кинематическое уравнение движения, перемещение, скорость и ускорение.
- •Вращательное движение. Угловая скорость, ускорение, кинематическое уравнение вращательного движения.
- •5. Свободное падение тела под углом к горизонту.
- •Основные понятия динамики поступательного движения: Масса, импульс, сила. Законы Ньютона для поступательного движения тела.
- •7. Закон сохранения импульса и закон движения центра масс для механической системы.
- •Движения тела переменной массы. Уравнение Мешерского, формула Циалковского.
- •Вращательное движение. Момент силы. Момент импульса. Момент инерции мех. Системы.
- •Твердое тело. Момент импульса и момент инерции твердого тела. Теорема Штейнера.
- •Основной закон динамики вращательного движения. Закон сохранения момента импульса мех. Системы.
- •Энергия, как общая мера форм движения материи. Закон сохр. Энергии. Мех. Энергия. Работа и мощность. Кинетическая и потенциальные энергии.
- •Консервативные силы. Полная мех. Энергия системы. Закон сохр. Мех. Энергии.
- •Работа. Мощность. Кинетическая энергия вращательного движения тв. Тела. Теорема Кёнига.
- •15. Понятие электрического заряда. Закон Кулона в вакууме.
- •16. Напряженность электрического поля. Электрические силовые линии. Принцип суперпозиции.
- •17.Поток напряженности эл. Поля. Теорема Гаусса эл. Поля в вакууме.
- •18. Применение теоремы Гаусса для расчета эл. Полей равномерно заряженных сферы, бесконечной нити и плоскости.
- •19. Проводники в электрическом поле. Электрическое поле внутри и снаружи проводника. Распределение электрических зарядов в проводнике.
- •2 0. Работа электрического поля.
- •25. Электроемкость. Конденсаторы
- •26. Диэлектрики в электрическом поле. Векторы поляризации и электрической индукции. Диэлектрическая проницаемость.
- •29. Зависимость сопротивления от температуры. Соединение сопротивлений.
- •30. Законы Ома и Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.
- •31. Источник постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной электрической цепи.
- •32. Правила Кирхгофа для разветвлённой электрической цепи. Расчёт сложных электрических цепей.
- •33. Возникновение магнитного поля. Индукция магнитного поля. Магнитные силовые линии и магнитный поток.
- •34. Теорема Гаусса для магнитного поля в. Принцип суперпозиции.
- •35. Сила Лоренца
- •36. Закон Био-Савара, расчет магнит.Поля на оси кругового витка с током и магнит.Поля прямолинейного проводника
- •37.Закон полного тока для магнитного поля в вакууме.
- •39. Работа магнитных сил. Действие магнитного поля на контур с током. Магнитный момент.
- •40. Магнитное поле в веществе. Магнитная проницаемость. Закон полного тока для магнетиков.
- •41. Явление эми. Закон Фарадея. Правило Ленса.
- •42. Явление самоиндукции. Индуктивность. Направление индукционного тока. Индуктивность длинного соленоида.
- •43.Явление взаимной индукции. Взаимная индукция. Энергия и объемная плотность энергии магнитного поля.
- •44. Система уравнений Максвела в интегральной и дифференциальной формах. Природа электромагнитного поля.
26. Диэлектрики в электрическом поле. Векторы поляризации и электрической индукции. Диэлектрическая проницаемость.
Вещество многообразно по своим электрическим свойствам. Наиболее широкие классы вещества составляют проводники и диэлектрики.
Основная особенность проводников – наличие свободных зарядов (электронов), которые участвуют в тепловом движении и могут перемещаться по всему объему проводника. Типичные проводники – металлы.
Индукционные заряды создают свое собственное поле которое компенсирует внешнее поле во всем объеме проводника: (внутри проводника).
Полное электростатическое поле внутри проводника равно нулю, а потенциалы во всех точках одинаковы и равны потенциалу на поверхности проводника.
В отличие от проводников, в диэлектриках (изоляторах) нет свободных электрических зарядов. Они состоят из нейтральных атомов или молекул. Заряженные частицы в нейтральном атоме связаны друг с другом и не могут перемещаться под действием электрического поля по всему объему диэлектрика.
При внесении диэлектрика во внешнее электрическое поле в нем возникает некоторое перераспределение зарядов, входящих в состав атомов или молекул. В результате такого перераспределения на поверхности диэлектрического образца появляются избыточные нескомпенсированные связанные заряды. Все заряженные частицы, образующие макроскопические связанные заряды, по-прежнему входят в состав своих атомов.
Связанные заряды создают электрическое поле которое внутри диэлектрика направлено противоположно вектору напряженности внешнего поля. Этот процесс называется поляризацией диэлектрика. В результате полное электрическое поле внутри диэлектрика оказывается по модулю меньше внешнего поля
Физическая величина, равная отношению модуля напряженности внешнего электрического поля в вакууме к модулю напряженности полного поля в однородном диэлектрике, называется диэлектрической проницаемостью вещества.
Если в однородном диэлектрике с диэлектрической проницаемостью ε находится точечный заряд Q, то напряженность поля создаваемого этим зарядом в некоторой точке, и потенциал φ в ε раз меньше, чем в вакууме:
27. Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике: Энергия и объемная плотность энергии электрического поля
Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике:
Диэлектрики - это вещества, которые практически не проводят электрический ток. Поведение диэлектриков в электрическом поле определяется их внутренним строением. Как известно, мельчайшей частицей вещества, сохраняющей его химические свойства, является молекула. Молекулы состоят из атомов, в состав которых входят положительно заряженные ядра и отрицательно заряженные электроны. В целом молекулы нейтральны. Согласно теории ковалентных связей устойчивость молекул достигается путем образования одной или нескольких пар электронов, которые становятся общими для соединяющихся атомов, т. е. входят одновременно в состав оболочек двух атомов. Теорема Гаусса — основная теорема электродинамики, которая применяется для вычисления электрических полей, входит в систему уравнений Максвелла. Она выражает связь между потоком напряжённости электрического поля сквозь замкнутую поверхность и зарядом в объёме, ограниченном этой поверхностью.
E=r/2πε0ε
E=б/2ε0ε
E=q/4 πε0εr^2
т. е. поток вектора смещения электростатического поля в диэлектрике сквозь любую замкнутую поверхность равен алгебраической сумме свободных электрических зарядов, заключенных внутри этой поверхности. В такой форме теорема Гаусса верна для электростатического поля как для однородной и изотропной, так и для неоднородной и анизотропной сред.
QΣ = Q + Qb,где
P— вектор поляризации диэлектрика.
Энергия и объемная плотность энергии электрического поля
Это физическая величина, численно равная отношению потенциальной энергии поля, заключенной в элементе объема, к этому объему. Для однородного поля объемная плотность энергии равна . Для плоского конденсатора, объем которого Sd, где S - площадь пластин, d - расстояние между пластинами, имеем
С учетом, что и =>
или
28. Электрический ток. Сила и плотность тока. Электрическое сопротивление проводника.
Электрическим током называется направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц. Электрический ток в проводниках различного рода представляет собой либо направленное движение электронов в металлах (проводники первого рода), имеющих отрицательный заряд, либо направленное движение более крупных частиц вещества — ионов, имеющих как положительный, так и отрицательный заряд — в электролитах (проводники второго рода), либо направленное движение электронов и ионов обоих знаков в ионизированных газах (проводники третьего рода). За направление электрического тока условно принято направление движения положительно заряженных частиц. Для существования электрического тока в веществе необходимо:
1наличие заряженных частиц, способных свободно перемещаться по проводнику под действием сил электрического поля;
2наличие источника тока, создающего и поддерживающего в проводнике в течение длительного времени электрическое поле.
Количественными характеристиками электрического тока являются сила тока I и плотность тока j. Сила тока — скалярная физическая величина, определяемая отношением заряда Δq, проходящего через поперечное сечение проводника за некоторый промежуток времени Δt, к этому промежутку времени. I=q\t
Единицей силы тока в СИ является ампер (А).
Плотность тока j — это векторная физическая величина, модуль которой определяется отношением силы тока I в проводнике к площади S поперечного сечения проводника, т.е.
В СИ единицей плотности тока является ампер на квадратный метр (А/м2).
Как следует из формулы (1), . Направление вектора плотности тока совпадает с направлением вектора скорости упорядоченного движения положительно заряженных частиц. Плотность постоянного тока постоянна по всему поперечному сечению проводника.