Билеты по физике / Билет22

22

1) На границе раздела двух диэлектриков построим прямой цилиндр ничтожно малой частоты, одно основание которого находится в первом диэлектрике, другое - во втором. По теореме Гаусса: D_n2dS-D_n1dS=0 (электрическое смещение через боковые поверхности равно 0). тогда D_nт1/D_n2 . Заменив D=ε₀εE, то Е_n1ε₁ε₀=E_n2ε₂ε₀ => Е_n1/E_n2= ε₂/ ε₁. т.е. при переходе через границу 2-х диэлектрических сред тангенциальная составляющая вектора Е не претерпевает разрыва, а тангенциальное уравнение вектора D претерпевает скачок. Линии векторов Е и D преломляются : Е_τ1=Е_τ2, Е_n1ε₁=E_n2ε₂ Из рисунка tga2/tga1=E_τ2/E_n2Е_τ1/Е_n1 Т.к. D= ε₀εE, то tga2/tga1=ε₂/ ε₁. Т.е. входя в диэлектрик с большей диэлектрической проницаемостью, линии Е и D удаляются от нормали.

2) Круговой ток создает магнитный момент Pm=IS, I=ev,S=πr² => Pm=IS=ev πr² , Lm – орбитальный механический момент Lm=mvr. Pm/Lm=const=-evπr²/mvr=-e/2m (“-“ появляется из-за того, что Pm и Lm противоположно направлены. Отношение магнитного момента, связанного с орбитальным движением е к механическому моменту – величина постоянная, но зависящая от радиуса орбиты и от скорости его движения – гиромагнитное отношение. Спин е – собственный механический и собственный магнитный момент, не связанный с орбитальным движением суммарный магнитный момент атома определяется орбитальным магнитным моментом, спиновым магнитным моментом и магнитным моментом ядра: Pат=Pm+Ps+Pя, т.к. mя>>mе, Pm<<Pe, то в основном Pат=Рm+Ps. У парамагнитных веществ при отсутствии внешнего м. п. магнитные моменты электронов не компенсируют друг друга, и атомы всегда обладают магнитным моментом. Однако вследствие теплового движения электронов их магнитные моменты ориентированы беспорядочно, парамагнетики магнитными свойствами не обладают. При внесении парамагнетика во внешнее м.п. устанавливается преимущественная ориентация магнитных моментов атомов по полю. Т.е. парамагнетик намагничивается, создавая, создавая собственный магнитный момент, совпадающее по направлению с внешним и усиливающее его. К парамагнетикам относятся Pb,Al и др.

3)Дано: По II правилу Кирхгоффа: I: -ε₂=I1R1+I_AR_A+I2R2+I2'r2

ε1=ε2=1,5 В II: ε₁=I1R1+I_AR_A+I2R2+ I1'r1, III: ε₁=I1R1+I₃R₃+I2R2+ I1'r1

r1=r1=0,5 Ом По I правилу Кирхгоффа: Для узла А: I1=I3+I_A

R1=R2=2 Ом Для узла В: I2=I3+I_B, I1=I1'+I2', По II правилу Кирхгоффа:

R3=1 Ом ε₂=I1R1+I_AR_A+I2'r2, ε₁=I1R1+I_AR_A+I2R2+ I1'r1, ε₁=I1R1+I₃R₃+I2R2+ I1'r1

=3 Ом I1=I3+I_A, I2=I3+I_A => I_AR_A=I3R3, I3=3 I_A => I1=4 I_A, I1'=I2',

I1=I2=4I_A, 19 I_A+0,5 I2'=1,5, откуда I1'=I2'=3-38 I_A, 4 I_A=I1'+I2'=6-76I_A,

80 I_A=6 => I_A=74 мА

4)Дано Когда металлическая пластина находящаяся в контуре, его можно

S=500 см² представить в виде системы 2-х одинаковых конденсаторов.

=0,05 м x=(d-d1)/2. Тогда 1/C=1/C1+1/C2, Ci= ε₀εS/d, C1= ε₀εS/x,C2= ε₀εS/x,

l= 0,01 м 1/C=2/C1=2ε₀εS/(d-d1) => W1=CU²/2=ε₀SU²/(d-d1)2=5,53*10^-8 Дж

U=100 В S'=ε₀S/d (без пластины), => W2= ε₀SU²/d=8,85*10^-8 Дж

А-? A=W2-W1=3,32*10^-8 Дж