Экзамен по физике

Экзамен по физике

Вопрос 1: Электрический заряд. Элементарный электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда.

Электрический заряд- это физическая скалярная величина, определяющая способность тел быть источником электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии. Впервые электрический заряд был введён в законе Кулона в 1785 году. Единица измерения заряда в Международной системе единиц (СИ) — кулон — электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А за время 1 с.

Элементарный электрический заряд- минимальный электрический заряд, положительный или отрицательный, равный величине заряду электрона. Материальными носителями элементарного электрического заряда в природе являются заряженные элементарные частицы.

Закон сохранения электр. заряда- Зако́н сохране́ния электри́ческого заря́да гласит, что алгебраическая сумма зарядов электрически замкнутой системы сохраняется.

. Величина его равна 1,6·10^-19 Кл.

Вопрос 2: Заряженные тела. Электризация тел. Закон Кулона.

Заряженные тела-

Электризация тел- Процесс при котором часть электронов переходит с одного тела на другое.

Закон Кулона- силы взаимодействия неподвижных зарядов прямопропорциональны произведению модулей зарядов и обратнопропорц. Квадрату расстояния между ними. Формула Кулона для вакуума: F = k (q1 * q2) / r2,  — Коэффициент пропорциональности в законе Кулона.

Кулон в веществе: F= q1*q2/er2,  — Расстояние между зарядами

 — Электрическая постоянная

Вопрос 3: Электрическое поле и его напряженность. Принцип суперпозиции полей точечных зарядов.

Электрическое поле-  представляющая собой векторное поле, существующее вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также возникающее при изменении магнитного поля (например, в электромагнитных волнах)

Напряженность поля- физическая величина, равная отношению силы, с которой поле действует на положительный заряд, помещенный в данную точку, к величине этого заряда

, где Е- силовая хар-ка эл.поля

Точечные заряды- заряженное тело, размерами которого можно пренебречь.

При́нцип суперпози́ции — один из самых общих законов во многих разделах физики. В самой простой формулировке принцип суперпозиции гласит:

• Результат воздействия на частицу нескольких внешних сил есть векторная сумма воздействия этих сил.

• Любое сложное движение можно разделить на два и более простых.

Наиболее известен принцип суперпозиции в электростатике, в которой он утверждает, что напряженность электростатического поля, создаваемого в данной точке системой зарядов, есть сумма напряженностей полей отдельных зарядов.

Напряженность поля точечного заряда:

, где q0- заряд создающий электрическое поле.

Вопрос 4: Графическое изображение полей. Однородное электрическое поле.

Однородное электрическое поле- Электрическое поле, в котором напряженность одинакова по модулю и направлению в любой точке пространства. Приблизительно однородным является электрическое поле между двумя разноименно заряженными плоскими металлическими пластинами.

Графическое изображение полей- Выберем в электрическом поле какую-либо точку  (рис. 31,а) и проведем из нее небольшой прямолинейный отрезок  так, чтобы его направление совпадало с направлением поля в точке . Затем из какой-нибудь точки  этого отрезка проведем отрезок , направление которого совпадает с направлением поля в точке , и т. д. Мы получим ломаную линию, которая показывает, какое направление имеет поле в точках  этой линии.

Рис. 31. а) Ломаная линия, показывающая направление поля только в четырех точках, б) Ломаная линия, показывающая направление поля в шести точках. в) Линия, показывающая направление поля во всех точках. Штриховая линия показывает направление поля в точке .

Вопрос 5: Напряженность поля заряженной пластины. Напряженность поля плоского конденсатора.

Поверхностная плотность заряда q, на площади s- будет равна b.

Напряженность поля электрического заряда:

Напряженность поля плоского конденсатора:

Вопрос 6: Работа по перемещению заряда. Понятие потенциала. Потенциал поля n зарядов. Эквипотенциальные поверхности.

Работа по перемещению заряда q, в однородном поле, напряженностью E на расстояние d, равна: A=qEd

Потенциал эл.поля- физическая величина равная отношению потенциальной энергией положительного электр.заряда, в электростатич.поле к величине этого заряда.

,

Потенциал поля n зарядов равен алгебраической сумме потенциалов этих зарядов

Эквипотенциальные поверхности- поверхности равного потенциала. Они всегда перпендикулярны силовым линиям.

Вопрос 7: Понятие разности потенциалов. Связь между напряженностью и напряжением.

В электро статике разность потенциалов равна u ( напряжение). Напряжение равно работе электр. поля по перемещению единичного положительного заряда. . Измеряется в дж/кл. Связь между напряжением q между точками на расстоянии d в однородном поле напряженностью E.

Вопрос 8: Проводники и диэлектрики в электрическом поле.

 Проводниками называют материалы, имеющие так называемые свободные заряды, которые могут перемещаться в объеме проводника под действием сколь угодно малого внешнего электрического поля. Типичные проводники- металлы. В проводнике внесенном в электрическое поле , происходит перераспределение свободных зарядов, в результате чего на поверхности проводника возникают некомпенсированные положительные и отрицательные электрические заряды. Этот процесс называется электростатической индукцией, а появляющиеся на поверхности проводника заряды- индукционными зарядами. Полное электрическое поле внутри проводника равно нулю, а потенциалы во всех точках одинаковы и равны потенциалам на поверхности.

В отличие от проводников в диэлектриках нет свободных зарядов. Они состоят из нейтральных атомов или молекул, Заряженные частицы не могут перемещаться под действием электрического поля по всему объему диэлектрика. При внесении диэлектрика в внешнее электрическое поле в нем возникает перераспределение зарядов, входящих в состав атомов или молекул, в результате на поверхности диэлектрика появляются избыточные заряды. Полное электр поле внутри диэлектрика по модулю меньше внешнего поля.

Вопрос 9:Диэлектрическая проницаемость среды.

Диэлктр. прониц-ть среды- физическая величина, равная отношению модуля напряженности внешнего электрического поля в вакууме , к модулю напряженности полного поля в диэлектрике E, ,

Вопрос 10: Понятие электроемкости. Конденсаторы. ИХ соединения.

Электроемкость- физическая величина равная отношению заряда проводника к его потенциалу:C= , .

Конденсатор- система двух разноименных заряженных проводников, разделенных диэлектриком.

Емкость конденсатора- способность конденсаторов накапливать и сохранять эслектрич.заряды. c=, u= напряжение между пластинами. Емкость плоского конденсатора: С=

, где S- площадь одной из пластин. Емкость зависит от формы и размеров проводника, присутствия рядом других проводников и от свйств, диэлетрика, разделяющего проводники. Общая емкость прал-но соединенных конденсаторов: C=

В электрических цепях применяются различные способы соединения конденсаторов. Соединение конденсаторов может производиться: последовательно, параллельно и последовательно-параллельно(последнее иногда называют смешанное соединение конденсаторов)

Параллельное соединение конденсаторов-группа конденсаторов включена в цепь таким обра­зом, что к точкам включения непосредственно присоединены пластины всех конденсаторов

Последовательное соединение конденсаторов-соединение конденсаторов в батарею производится в виде цепочки и к точкам включения в цепь непосредственно присоединены пластины только первого и последнего конденсаторов

Последовательно-параллельное (смешанное) соединение конденсаторов-цепь имеющая в своем составе участки, как с параллельным, так и с последовательным соединением конденсаторов.