Билеты по физике / Билет36

1)Теорема Гаусса. Поток вектора напряженности Сквозь сферическую поверхность радиуса r, охватывающую точечный заряд q, находящийся в её центре, равен: Ф_Е=∫E_ndS=q/4πεor². 4πr²=q/εo. Этот результат справедлив для замкнутой поверхности любой формы, т. к. если окружить сферу произвольной поверхностью, то каждая линия напряженности, пронизывающая сферу, пройдёт сквозь эту поверхность. Если произвольную поверхность охватывает заряд, то при пересечении любой выбранной линии напряженности с поверхностью она то входит в неё, то выходит из неё, нечётное число пересечений при вычислении потока в конечном счёте сводится к тому пересечению, т.к. поток считается положительным, если линии напряженности выходят из поверхности, и отрицательным для линий, входящих в поверхность. Если замкнутая поверхность не охватывает заряда, то поток сквозь неё=0, т.к. число линий напряженности, входящих в поверхность равно числу линий выходящих из неё, т.е. Ф_Е=EdS=E_АdS=q/εо. В соответствии с принципом суперпозиции: Ф_Е=EdS=∑EidS=∑ EidS. =>EdS=E_ndS=∑qi/εo – теорема Гаусса. В общем случае ∑qi=∫ρdV (где ρ=dq/dV), поле объёмно заряженного шара ρ=dq/dV – благодаря равномерному распределению заряда, поле, создаваемое им, обладает сферическрй симметрией, поэтому напряженность направлена радиально. По теореме Гаусса: E4πr²=q/εo => E=q/4πr²εo (r≥R). Внутри же шара напряженность будет другая, сфера радиуса r<R охватывает заряд q''=4πr'³ρ/3. Поэтому 4πr'²Е=q'/εo, т.к. ρ=q/4πR³/3, получим Е=qr'/4πεoR³(r'≤R)

2)Ферромагнетики. Вещества, способные обладать намагниченностью в отсутствие внешнего м. п. При внесении ферромагнетика в м. п. вектор намагниченности ведёт себя так: при Н=0, I=0, при увеличении Н растет и I, но при уменьшении Н кривая изменяет вид и при Н=0 есть остаточная намагниченность I₀≠0, при I=0 Нк≠0. Напряженность Нк при I=0 называется коэрцитивной силой. Петли гестеразиса: 0-1 – увеличение Н, 1-2 – уменьшение Нб 0-4- коэрцитивная сила, необходимая для снятия остаточного напряжения. Нк определяется по Max петле. Ферромагнетики делят на жесткие (если I₀ велико) и мягкие (I0 число) жесткие - основа для изготовления постоянных магнитов, мягкие – для трансформаторов. Т.к. ф-ия I=f(H) нелинейная, то ферромагнетик имеет μ, непостоянную для данного вещества. Ферромагнетик состоит из доменов – областей стоптанного намагничивания, который обладает определенным магнитным моментом при Т≠0 магнитные моменты в сумме дают 0. При внешнем вращении м. п. намагниченность увеличивается (0-1)- это область упругого смещения частиц доменов. Если выключит м. п. магнетик снова размагнитится. При дальнейшем увеличении внешнего м. п. намагниченность растет быстрее (1-2) – область неупругого смещения границы доменов и увеличиваются размеры доменов с малым углом за счет других доменов (2-3) – область вращения магнитных моментов доменов и установление их вдоль внешнего м. п. 3-4 – область парапроцессов при очень сильных полях. т.е. домены, которые имеют противоположный вектор, выстраиваются вдоль внешнего м. п. Если увеличить температуру магнетика, то при высокой t магнетик теряет свои свойства. Антиферромагнетики – вещества, в которых собственные магнитные моменты электрических свойств самопроизвольно ориентированы пропорционально друг другу в результате антиферромагнетика обладает крайне малой магнитной восприимчивостью и ведут себя как очень слабые парамагнетики. Ферромагнетики – вещества, у которых магнитный момент хотя и параллельны друг другу, но не скомпенсированы.

3) Дано q=Cφ, где q=бS, S=4πR => б4πR²=Cφ, C=4πεεoR – емкость шара, тогда

φ=4,5 кВ б4πR²=4πεεoRφ, бR=εεoφ => R=7 мм , q=4πR²б=7 нКл

ε=2 С=q/φ=1,55 пФ. W=q²/2C=15,8 мкДж.

б=11,3 мкКл/м²

R,q,C,W-?

4) Дано Выберем произвольное направление токов. По I правилу

ε1=2,4 В Кирхгоффа I2=I+I1, по II правилу Кирхгоффа:

I=1A ε1=-I1R1-I2R2, ε1+ εx=-I1R1+IR2.

R1=5 Ом I1=(-ε1-IR2)/(R1+R2) => ε1+ εx=(-ε1-IR2)x/(R1+R2)

R2=2 Ом εx=-ε1+(-ε1-IR2)R1/(R1+R2)+IR3=-0,4 B.

R3=3 Ом

εx-?