- •Экзаменационные вопросы по физике
- •II семестр
- •1. Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Напряженность электростатического поля.
- •2. Напряженность поля точечного заряда. Заряд, распределенный по объему, поверхности, линии
- •3. Принцип суперпозиции. Электрическое поле диполя
- •4. Силовые линии. Поток вектора напряженности электростатического поля. Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме
- •5. Теорема Гаусса. Применение теоремы Гаусса для расчета электростатических полей
- •6. Работа электростатического поля по перемещению заряда. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля. Потенциальный характер электростатического поля.
- •7. Потенциал электростатического поля. Потенциал поля точечного заряда. Разность потенциалов
- •8. Связь напряженности и потенциала электростатического поля. Эквипотенциальные поверхности и линии напряженности
- •9. Связь напряженности и потенциала электростатического поля. Примеры расчета разности потенциалов между точками поля по его напряженности.
- •10. Диэлектрики в диэлектрическом поле. Поляризация диэлектриков и ее типы. Вектор поляризации. Относительная диэлектрическая проницаемость и диэлектрическая восприимчивость
- •11. Вектор электрического смещения. Теорема Гаусса для диэлектриков
- •12. Сегнетоэлектрики и их применение
- •13. Проводники в электростатическом поле. Распределение зарядов в проводниках. Электроемкость уединенного проводника
- •14. Конденсаторы. Электроемкость. Соединение конденсаторов
- •15. Энергия проводника и конденсатора. Энергия электростатического поля
- •16. Электрический ток. Сила тока. Плотность тока
- •17. Источники тока. Эдс источника
- •19. Обобщенный закон Ома
- •21. Закон Био-Савра-Лапласа
- •22. Действие магнитного поля на проводник с током
- •23.Циркуляция вектора индукции магнитного поля
- •28.Движение заряженных частиц в магнитном поле
- •29. Магнитные моменты электронов и атомов
- •30. Диамагнетики и парамагнетики. Ферромагнетики и их свойства.
- •31.Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея
- •32.Самоиндукция. Индуктивность
- •33.Энергия магнитного поля, объемная плотность энергии
- •34.Уравнения Максвелла для электромагнитного поля
30. Диамагнетики и парамагнетики. Ферромагнетики и их свойства.
31.Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея
Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.
Закон Фарадея гласит: Для любого контура индуцированная электродвижущая сила (ЭДС) равна скорости изменения магнитного потока, проходящего через этот контур, взятой со знаком минус.
Правило Ленца определяет направление индукционного тока и гласит: Индукционный ток всегда имеет такое направление, что он ослабляет действие причины, возбуждающей этот ток
Вихревыми токами (также токами Фуко) называются электрические токи, возникающие вследствие электромагнитной индукции в проводящей среде (обычно в металле) при изменении пронизывающего ее магнитного потока.
Вихревые токи порождают свои собственные магнитные потоки, которые, по правилу Ленца, противодействуют магнитному потоку катушки и ослабляют его. Кроме того, они вызывают нагрев сердечника, что является бесполезной тратой энергии.
32.Самоиндукция. Индуктивность
Самоиндукция.Если по катушке идет переменный ток, то магнитный поток, пронизывающий катушку, меняется. Поэтому в том же самом проводнике, по которому идет переменный ток, возникает ЭДС индукции. Это явление называют самоиндукцией.
При самоиндукции проводящий контур выполняет двойную роль: переменный ток в проводнике вызывает появление магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром. А так как магнитный поток изменяется со временем, то появляется ЭДС индукции . По правилу Ленца в момент нарастания тока напряженность вихревого электрического поля направлена против тока. Следовательно, в этот момент вихревое поле препятствует нарастанию тока. Наоборот, в момент уменьшения тока вихревое поле поддерживает его.
Индуктивность. Модуль вектора индукции магнитного поля, создаваемого током, пропорционален силе тока. Так как магнитный поток Ф пропорционален В, то Ф~ В~ I. Можно, следовательно, утверждать, чтоФ = LI,(2.7) где L — коэффициент пропорциональности между током в проводящем контуре и магнитным потоком. Величину L называют индуктивностью контура, или его коэффициентом самоиндукции.
Используя закон электромагнитной индукции и выражение (2.7), получаем равенство если считать, что форма контура остается неизменной и поток меняется только за счет изменения силы тока.
Из формулы (2.8) следует, что индуктивность — это физическая величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока в нем на 1 А за 1 с.
Индуктивность, подобно электроемкости, зависит от геометрических факторов: размеров проводника и его формы, но не зависит непосредственно от силы тока в проводнике. Кроме геометрии проводника, индуктивность зависит от магнитных свойств среды, в которой находится проводник. Очевидно, что индуктивность одного проволочного витка меньше, чем у катушки (соленоида), состоящей из N таких же витков, так как магнитный поток катушки увеличивается в N раз.
Единицу индуктивности в СИ называют генри (обозначается Гн). Индуктивность проводника равна 1 Гн, если в нем при равномерном изменении силы тока на 1 А за 1 с возникает ЭДС самоиндукции 1 В: