- •Ответы к экзаменационным билетам по физике (2 семестр)
- •2. Напряжённость и потенциал электростатического поля. Связь между напряженностью и потенциалом.
- •3.Электрическое поле диполя. Напряжённость и потенциал.
- •Потенциал
- •4.Диполь во внешнем электрическом поле(см 3 ответ).Энергия и вращающий момент.
- •5.Теорема Гаусса.
- •7.Проводники в электрическом поле. Условия равновесия зарядов на проводниках. Электростатическая защита.
- •10.Энергия электростатического поля; плотность энергии. Сила притяжения пластин плоского конденсатора.
- •11. Диэлектрики. Полярные и неполярные диэлектрики и их поведении во внешнем электрическом поле.
- •12. Поле внутри диэлектрика. Связанные и сторонние заряды.
- •13.Вектор электрического смещения (индукции). Связь векторов напряженности и смещения. Изображения полей с помощью этих векторов.
- •14.Специфические свойства твёрдых диэлектриков. Пьезоэлектрики, сегнетоэлектрики, электреты.
- •22.Магнитное поле проводника с током. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчёту индукции поля бесконечно длинного прямого проводника с током.
- •25. Закон Ампера. Взаимодействие параллельных проводников с током.
- •26. Поведение контура с током в магнитном поле; вращающий момент и энергия.
- •27. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле.
- •28. Поток магнитной индукции. Теорема Гаусса для магнитного поля. Циркуляция вектора магнитной индукции в магнитном поле . Закон полного тока.
- •29. Расчёт магнитных полей бесконечно длинного соленоида и тороида.
- •30. Магнитное поле в веществе. Напряженность магнитного поля.
- •32. Природа ферромагнетиков и их свойства. Гистерезис.
- •33. Электромагнитная индукция. Правило Ленца. Эдс электромагнитной индукции.
- •34. Явление самоиндукции. Индуктивность. Расчёт индуктивности соленоида.
12. Поле внутри диэлектрика. Связанные и сторонние заряды.
Заряды, входящие в состав молекул диэлектрика, называются связанными. Под действием поля связанны заряды могут лишь немного смещаться из своих положений равновесия; покинуть пркделы молекулы, в состав которой они входят, связанные заряды не могут.
Заряды, которые, хотя и находятся в пределах диэлектрика, но не входят в состав его молекул, а также заряды, расположенные за пределами диэлектрика, мы будем называть их сторонними.
Поле в диэлектрике является суперпозицией поля Естор, создаваемого сторонними зарядами, и поля Есвяз связанных зарядов.Результирующее поле называется микроскопическим(или истинным):
Емикро=Естор+Есвяз.
Микроскопическое поле сильно изменяется в пределах межмолекулярных расстояний. Вследствие движения связанных зарядов поле Емикро изменяется также со временем. При макроскопическом рассмотрении указанные изменения не обнаруживаются. Поэтому в качестве характеристики поля используется усреднённое по физически бесконечно малому объёму значения величины
Е=<Емикро >=<Естор >+<Есвяз>.
В дальнейшем усреднённое поле сторонних зарядов мы будем обозначать через Е0, а усреднённое поле связанных зарядов – через Е’. Соответственно макроскопическим полем мы будем называть величину
Е=Е0+Е’.
Поляризованность Р представляет собой макроскопическую величину.
В отсутствии диэлектриков (т.е. в «вакууме») макроскопическое поле равно
Е=Е0=<Естор>.
Если заряды неподвижны, поле, обладает теми же свойствами, что и электростатическое в вакууме.
13.Вектор электрического смещения (индукции). Связь векторов напряженности и смещения. Изображения полей с помощью этих векторов.
Источниками поля служат не только сторонние, но и связанные заряды. В соответствии с этим
Но эта формула мало пригодна для нахождения вектора Е, так как она выражает свойства неизвестной величины Е через связанные заряды, которые в свою очередь определяются неизвестной Е.
Напряженность электрического поля Е=Е0/ε, Е – зависит от свойств среды.
Вектор Е, проходя через границу диэлектриков претерпевает скачкообразные изменения, создавая тем самым неудобства при расчёте электростатических полей. Поэтому оказалось необходимо помимо вектора Е характеризовать поле ещё одной величиной – вектором электрического смещения, который для электрической изотропной среды равен:
С чем можно связать вектор электрического смещения?
Связанные заряды появляются в диэлектрике при намагничивании внешнего электрического поля, создаваемого системой свободных зарядов, т.е. в диэлектрике на электростатическом поле свободных зарядов накладываются дополнительное поле связанных зарядов, результирующее поле в диэлектрике описывается вектором Е , который зависит от свойств диэлектрика.
Вектор Смещения описывается электростатическим полем , которое создаётся свободными зарядами , поле вектора Д изображается с помощью линий электрического смещения. Направление и густота, которая определяется также как и для линий напряженности.
Линии вектора Е могут начинаться и оканчиваться на любых зарядах : свободных и несвободных, в то время как линии вектора Д только на свободных зарядах.