Контрольные вопросы и задания

1. Во сколько раз кулоновская сила отталкивания протонов больше силы их гравитационного притяжения?

2. Почему при описании механического движения не учитывается сила электростатического взаимодействия зарядов, из которых состоят тела?

3. Почему равновесие статических зарядов неустойчиво?

4. Почему модуль напряженности поля пропорционален степени сгущения силовых линий напряженности?

5. Как формулируется теорема Гаусса для зарядов, помещенных в среду с диэлектрической проницаемостью ?

6. Какими свойствами должна обладать Гауссова поверхность?

7. Какими свойствами должен обладать замкнутый контур L, по которому берется интеграл в теореме о циркуляции вектора напряженности?

8. Сформулируйте теорему Гаусса в дифференциальной форме.

9. С помощью теоремы Гаусса получите выражение для напряженности поля равномерно заряженного диэлектрического шара.

10. Получите выражение для потенциала поля равномерно заряженного диэлектрического шара.

11. В чем состоит явление электризации?

12. Постройте график зависимости диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрика от напряженности внешнего поля.

13. Постройте график зависимости диэлектрической проницаемости неполярного диэлектрика от напряженности внешнего поля.

14. Постройте график зависимости диэлектрической проницаемости полярного диэлектрика от напряженности внешнего поля.

15. Почему введение диэлектрика увеличивает емкость конденсатора?

16. Оцените электроемкость Земли, считая ее сферой.

17. Почему большой заряд не удерживается на сфере малого радиуса?

18. Выведите формулу для энергии заряженного конденсатора, через напряженность поля между обкладками конденсатора.

2. Законы постоянного тока

2.1. Сила тока. Закон Ома

Сила токаопределяется количеством электрического заряда, проходящим через поперечное сечение проводника в единицу времени

.

Плотность токаопределяется силой тока, отнесенной к единице площади поперечного сечения проводника

.

Если известны заряд носителя ‑ q , n ‑ концентрация носителей и ‑ средняя скорость их направленного движения, то выражение для плотности тока принимает вид

.

Сопротивлениепроводника длинойlс площадью поперечного сечения S

,

где ‑ удельное сопротивление материала проводника.

Удельное сопротивление большинства проводников зависит от температуры

,

где ‑ удельное сопротивление при, ‑ термический коэффициент сопротивления.

Плотность тока и напряженность электрического поля в данной точке проводника связаны между собой законом Ома в дифференциальной форме (рис. 2.1)

,

где ‑ удельная электропроводность проводника.

Рис. 2.1. Движение электронов в проводнике с площадью поперечного сечения проводника ‑ S и током ‑ I; – электрическое поле

Закон Ома для участка однородной цепи (не содержащей источники э. д. с.)

,

где  ‑ разность потенциалов на концах участка, ‑ его сопротивление.

Закон Ома для участка неоднородной цепи, содержащей источники э. д. с. ‑ E_i и сопротивления ‑ R_i

.

Закон Ома для замкнутой цепи (рис. 2.2)

,

где R_внеш; R_внутр – полные сопротивления внешнего и внутреннего участков цепи.

Рис. 2.2. Замкнутая цепь постоянного тока