Меню

Коллоквиум электростатика постоянный ток

Электростатика и постоянный ток. Курс лекций

Главная > Конспект >Промышленность, производство

Конспект лекций по разделам курса физики «Электростатика» и «Постоянный ток» представляет собой часть традиционного курса, читаемого на кафедре физики ОмГТУ для студентов всех форм обучения. Он состоит из следующих разделов:

Глава 1. Электрическое поле в вакууме.

Глава 2 Электрическое поле в диэлектриках.

Глава 3 Проводники в электрическом поле. Энергия электрического поля.

Глава 4 Законы постоянного тока.

В первой главе рассматриваются наиболее общие вопросы, связанные с описанием электрического поля как составляющей электромагнитного поля, вводятся определения величин, характеризующих электрическое поле, и исследуется их взаимосвязь, а также формулируются основные законы электростатики. Во второй главе излагаются вопросы, касающиеся особенностей описания электрического поля в диэлектриках, рассматриваются различные механизмы поляризации диэлектриков, изучаются способы расчета характеристик электрического поля при наличии диэлектриков. Третья глава посвящена рассмотрению поведения проводников, помещенных в электрическое поле, а также вопросам, связанным с распределением зарядов на проводниках, электроемкостью проводников и конденсаторов. Также в данной главе рассматриваются методы расчета энергии электрического поля. В четвертой главе сформулированы понятия, характеризующие процесс протекания тока в проводниках. Приведены основные законы постоянного тока и определены области их применения.

Данный конспект является частью методического комплекса, включающего конспекты лекций по всем разделам курса физики, читаемого в ОмГТУ. В конспекте в сжатой форме приводятся основные теоретические и экспериментальные сведения с учетом существующего государственного образовательного стандарта (ГОС) для различных направлений подготовки и специальностей. Кроме того, наличие конспекта лекций позволяет в большем объеме применять при обучении студентов современные мультимедийные технологии.

Методика изложения материала, включенного в конспект лекций, используется автором при чтении лекций по курсу физики в течение многих лет.

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ

1.1. Электромагнитное поле – материальный носитель электромагнитного взаимодействия.

В основе учения об электричестве и магнетизме лежит представление об электромагнитном поле.

Полем называется особый вид материи, передающий взаимодействие материальных объектов.

Электромагнитное поле – это поле, посредством которого осуществляется электромагнитное взаимодействие частиц и тел, обладающих электрическим зарядом.

Электромагнитное поле обладает всеми признаками и свойствами материи – массой, энергией, импульсом и т.д.

При исследовании электромагнитного поля обнаруживаются два его проявления, две неразрывно связанные стороны – электрическое и магнитное поле.

Электрическое поле создается электрическими зарядами и изменяющимся магнитным полем и передает действие электрических сил.

Магнитное поле создается движущимися электрическими зарядами и изменяющимся электрическим полем и передает действие магнитных сил.

Электрическая и магнитная силы – две составляющие электромагнитной силы.

Электрические и магнитные явления обычно рассматривают раздельно, хотя в действительности они неразрывны. Предприняв специальные меры, можно выделить либо «чисто» электрические, либо «чисто» магнитные явления.

1.2. Электрические заряды.

Электрический заряд – скалярная физическая величина, характеризующая способность материальных объектов вступать в электромагнитное взаимодействие и определяющая интенсивность этого взаимодействия.

Электрическим зарядом обладают элементарные частицы материи – электроны, протоны, позитроны и т.д.

Известны два рода электрических зарядов, условно называемых положительными и отрицательными. Исторически сложилось так, что заряд, присущий элементарной частице – электрону, считается отрицательным, а заряд, которым обладает протон, считается положительным.

Как известно, одноименные заряды отталкиваются друг от друга, а разноименные заряды притягиваются. Экспериментально установлено, что абсолютная величина электрического заряда всех заряженных элементарных частиц одинакова и равна

Этот минимальный электрический заряд называется элементарным.

Заряд любого заряженного тела состоит из множества элементарных зарядов и называется макроскопическим. Такой заряд можно считать изменяющимся непрерывно, поскольку он велик по сравнению с элементарными.

Электрический заряд – неотъемлемое свойство заряженных частиц. Заряженная частица не может «потерять» заряд, так же, как она не может «лишиться» массы. Неуничтожимость электрического заряда проявляется в законе сохранения электрического заряда:

Полный электрический заряд замкнутой системы сохраняется

q 1 + q 2 +…+ q n = со nst .

Раздел электричества, который изучает взаимодействие покоящихся макроскопических зарядов, а также свойства электрических полей, связанных с такими зарядами, называется электростатикой. Электрические поля созданные неподвижными зарядами, называются электростатическим, а электрические силы, характеризующие взаимодействие таких зарядов, электростатическими или кулоновскими.

1.3. Закон Кулона.

Заряженное тело оказывает (через посредство электрического поля) силовое воздействие на другие заряженные тела. Кулон в 1785 г. установил закон взаимодействия неподвижных точечных электрических зарядов. Заряд называется точечным, если он сосредоточен на теле, размерами которого в данных условиях можно пренебречь.

Согласно закону Кулона:

Сила, с которой точечный заряд q 1 действует в вакууме на другой точечный заряд q 2 , прямо пропорциональна произведению величин зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направлена по прямой, соединяющей заряды.

где – радиус вектор, проведённый от q 1 к q 2 ,

k — положительный коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц.

Сила , с которой заряд q 2 действует на заряд q 1 , равна по модулю и противоположна по направлению силе (рис. 1):

Модули сил и равны:

где r — расстояние между зарядами.

В системе СИ коэффициент k принято представлять в следующем виде:

Величина называется электрической постоянной.

1.4. Напряженность электрического поля.

Электрическое взаимодействие зарядов осуществляется через посредство электрического поля. К аждый заряд создаёт в окружающем пространстве электрическое поле и через него действует на другие заряды. Исследовать электрическое поле можно с помощью малого по модулю точечного заряда, который называют пробным зарядом.

Как показывает опыт, сила, действующая на пробный заряд, помещенный в данную точку поля, зависит как от свойств поля в этой точке, так и от величины заряда. Сила же, отнесённая к единице пробного заряда (отношение ), зависит только от свойств поля в рассматриваемой точке и, следовательно, может служить его характеристикой. Эта векторная характеристика поля называется напряжённостью.

Напряженность электрического поля в данной точке — векторная физическая величина, характеризующая силовое действие поля на находящиеся в нем электрические заряды и равная силе, с которой поле действовало бы на единичный положительный точечный заряд, помещенный в эту точку:

Отсюда следует, что, если известна напряжённость поля, то можно найти силу, с которой поле действует на заряд в данной точке:

Чтобы найти напряженность поля точечного заряда в вакууме, нужно в определение напряженности подставить выражение для силы, с которой действует на пробный заряд .

По закону Кулона

где – радиус-вектор, проведенный от в точку, где находится пробный заряд . Следовательно: .

Покажем на рис. 2 направление вектора . Если q > 0, то вектор направлен радиально от заряда q , создающего поле, если q направлен к заряду q , создающему поле.

Модуль вектора напряженности поля точечного заряда

Единица измерения Е, как следует из определения, 1 .

1.5. Принцип суперпозиции полей.

Электростатическое поле создается неподвижными электрическими зарядами и неразрывно с ними связано. Электрические заряды могут быть точечными и протяженными.

Пусть поле создано в вакууме системой точечных зарядов q 1 , q 2 ,…, q n . Заряд q 1 , взятый в отдельности, действует на пробный заряд q , помещенный в данную точку с силой, заряд q 2 с силой и т.д.

Опыт показывает, что результирующая сила , действующая на пробный заряд, равна сумме сил , , … .

Разделив это на q ‘ , получим выражение для результирующей напряженности

Таким образом , напряженность поля, созданного системой зарядов равна векторной сумме напряженностей полей, создаваемых каждым зарядом в отдельности – принцип суперпозиции полей.

При непрерывном распределении зарядов суммирование заменяется интегрированием элементарных напряженностей , создаваемых отдельными элементарными порциями заряда dq .

Источник



Коллоквиум электростатика постоянный ток

Вы будете перенаправлены на Автор24

Электростатика является разделом электродинамики, направленным на рассмотрение свойств и взаимодействий неподвижных электрически заряженных тел или частиц в инерциальной системе отсчета, которые обладают электрическим зарядом.

Читайте также:  Зайти в тип ток

Постоянный ток представляет электрический ток, не изменяющийся с течением времени ни по направлению, ни по величине. Постоянный ток представляет разновидность однонаправленного тока.

Электрический заряд и его свойства

Электрический заряд считается в физике неотъемлемым свойством некоторых элементарных частиц (таких, как электроны, протоны и др.), которое определяет их взаимодействие с внешним электромагнитным полем.

Существование электрического заряда наблюдается в двух разновидностях: в качестве отрицательного и положительного. Одноименные заряды склонны к отталкиванию, а разноименные – к притяжению.

Готовые работы на аналогичную тему

Рисунок 1. Электрический заряд. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Существует также минимальный электрический заряд, называемый элементарным. В качестве носителя элементарного отрицательного заряда выступает электрон, а положительного – протон. Заряд элементарных частиц по своей величине одинаков.

Электрический заряд обладает свойством дискретности (заряд любого тела формирует совокупность элементарных зарядов). Различают следующие свойства электрического заряда:

  • он подчиняется закону сохранения заряда, которое заключается в том, что алгебраическая сумма зарядов электрически изолированной системы заряженных тел сохраняет свою постоянную величину);
  • он инвариантен (его величина не зависима от движется заряда или его «бездействия».

Тело можно считать электрически нейтральным в ситуации, когда суммарный заряд входящих в состав тела отрицательно заряженных частиц равнозначен суммарному заряду положительно заряженных частиц.

В качестве стабильных носителей электрических зарядов выступают элементарные частицы и античастицы, положительного — протон и позитрон, в случае с отрицательным зарядом — электрон и антипротон.

Закон сохранения заряда звучит так: в рамках замкнутой (электрически изолированной) системе полный электрический заряд сохраняет свою неизменность, независимо от происходящих внутри системы процессов.

Закон Кулона

Важным законом в электростатике является закон Кулона, позволяющий определять силу, с которой взаимодействую точечные заряды. Экспериментальным способом данный закон установил Ш. Кулон, что произошло в 1785 году.

Согласно данному закону, заряд представляет заряженное тело, чьими размерами можно пренебречь, сравнительно с расстоянием от этого тела до иных заряженных тел.

Сила двух неподвижных точечных зарядов, с которой они взаимодействуют, является обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними и зависимой от среды, в которой отмечено расположение зарядов.

Рисунок 2. Закон Кулона. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Для верности данного закона требуются следующие условия:

  • точечность зарядов (расстояние между заряженными телами должно оказаться намного больше их размеров);
  • неподвижность зарядов (если это не наблюдается, то в силу вступают дополнительные эффекты, такие, как магнитное поле движущегося заряда и дополнительная сила Лоренца, соответствующая ему, и оказывающая непосредственное воздействие на другой движущийся заряд);
  • взаимодействие в условиях вакуума.

Электрическое поле и его характеристики

Электрическое поле представляет материальную среду, чье существование фиксируется вокруг заряженных тел, а проявление наблюдается в виде силового воздействия на заряды. Если в данной системе отсчета электрически заряженные тела или частицы являются неподвижными, их взаимодействие происходит, благодаря электростатическому полю (не измененному во времени (стационарному) электрическому полю).

Для обнаружения и исследования электрического поля, применяется точечный положительный заряд, называемый «пробным». При взятии различных по величине пробных зарядов, можно наблюдать, что воздействующие на эти заряды в данной точке поля силы окажутся разными. При этом отношение силы к величине заряда для этой точки поля будет одинаковым (для всех пробных зарядов).

Рисунок 3. Напряженность электрического поля. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Направление вектора напряженности является совпадающим с направлением силы, воздействующей на положительный заряд. При одинаковости величины и направления вектора напряженности поля в каждой точке, поле называется однородным.

Таким образом, напряженность электрического поля представляет векторную физическую величину, характеризующую в данной точке электрическое поле, и численно равную отношению силы, воздействующей на неподвижный точечный заряд, который помещен в эту точку поля, к величине данного заряда.

Линии напряженности представляют воображаемые линии, необходимость которых обусловлена использованием графического изображения электрического поля. Их проводят таким образом, чтобы фиксировалось совпадение касательных к ним в каждой точке пространства по направлению (с вектором напряженности поля в конкретной точке).

Принцип суперпозиции полей заключается в том, что напряженность поля от нескольких источников равнозначна векторной сумме напряженностей полей каждого из них.

Электростатический потенциал считается скалярной энергетической характеристикой электростатического поля, характеризующей потенциальную энергию, чьим обладателем является единичный положительный пробный заряд, который помещен в данную точку поля.

Виды тока и постоянный электрический ток

Электрический ток представляет упорядоченное движение в проводнике заряженных частиц. Его возникновение требует предварительного создания электрического поля, под воздействием которого вышеупомянутые заряженные частицы будут приведены в движение.

Рисунок 4. Постоянный ток. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Электрический ток называется постоянным в случае неизменности силы тока и его направления, независимо от прошедшего времени.

Существуют следующие разновидности токов:

  • токи конвекции (когда появление электрического тока фиксируется при начале перемещения заряженных частиц в пространстве под воздействием не электрических сил (например, движение потока ионов в комнате под влиянием воздушного потока);
  • ток поляризации (ситуация с возникновением кратковременных токов в диэлектриках в начальный момент поляризации или в случае переполяризации (снятии поля), когда фиксируется смещение зарядов в диполях);
  • токи проводимости (когда под воздействием сил поля начинается перемещение положительных частиц по направлению вектора напряженности, а отрицательных против него; такой вид тока обусловлен колебаниями ионов и электронов в среде).

Источник

Коллоквиум электростатика постоянный ток

Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая способность частиц или тел вступать в электромагнитные взаимодействия. Электрический заряд обычно обозначается буквами q или Q. В системе СИ электрический заряд измеряется в Кулонах (Кл). Свободный заряд в 1 Кл – это гигантская величина заряда, практически не встречающаяся в природе. Как правило, Вам придется иметь дело с микрокулонами (1 мкКл = 10 –6 Кл), нанокулонами (1 нКл = 10 –9 Кл) и пикокулонами (1 пКл = 10 –12 Кл). Электрический заряд обладает следующими свойствами:

1. Электрический заряд является видом материи.

2. Электрический заряд не зависит от движения частицы и от ее скорости.

3. Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому. В отличие от массы тела электрический заряд не является неотъемлемой характеристикой данного тела. Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд.

4. Существует два рода электрических зарядов, условно названных положительными и отрицательными.

5. Все заряды взаимодействуют друг с другом. При этом одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются. Силы взаимодействия зарядов являются центральными, то есть лежат на прямой, соединяющей центры зарядов.

6. Существует минимально возможный (по модулю) электрический заряд, называемый элементарным зарядом. Его значение:

e = 1,602177·10 –19 Кл ≈ 1,6·10 –19 Кл.

Электрический заряд любого тела всегда кратен элементарному заряду:

Формула Электрический заряд

где: N – целое число. Обратите внимание, невозможно существование заряда, равного 0,5е; 1,7е; 22,7е и так далее. Физические величины, которые могут принимать только дискретный (не непрерывный) ряд значений, называются квантованными. Элементарный заряд e является квантом (наименьшей порцией) электрического заряда.

7. Закон сохранения электрического заряда. В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной:

Закон сохранения электрического заряда

Закон сохранения электрического заряда утверждает, что в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака. Из закона сохранения заряда так же следует, если два тела одного размера и формы, обладающие зарядами q1 и q2 (совершенно не важно какого знака заряды), привести в соприкосновение, а затем обратно развести, то заряд каждого из тел станет равным:

Читайте также:  Откуда поступает ток в дом

Закон сохранения электрического заряда

С современной точки зрения, носителями зарядов являются элементарные частицы. Все обычные тела состоят из атомов, в состав которых входят положительно заряженные протоны, отрицательно заряженные электроны и нейтральные частицы – нейтроны. Протоны и нейтроны входят в состав атомных ядер, электроны образуют электронную оболочку атомов. Электрические заряды протона и электрона по модулю в точности одинаковы и равны элементарному (то есть минимально возможному) заряду e.

В нейтральном атоме число протонов в ядре равно числу электронов в оболочке. Это число называется атомным номером. Атом данного вещества может потерять один или несколько электронов, или приобрести лишний электрон. В этих случаях нейтральный атом превращается в положительно или отрицательно заряженный ион. Обратите внимание, что положительные протоны входят в состав ядра атома, поэтому их число может изменяться только при ядерных реакциях. Очевидно, что при электризации тел ядерных реакций не происходит. Поэтому в любых электрических явлениях число протонов не меняется, изменяется только число электронов. Так, сообщение телу отрицательного заряда означает передачу ему лишних электронов. А сообщение положительного заряда, вопреки частой ошибке, означает не добавление протонов, а отнимание электронов. Заряд может передаваться от одного тела к другому только порциями, содержащими целое число электронов.

Иногда в задачах электрический заряд распределен по некоторому телу. Для описания этого распределения вводятся следующие величины:

1. Линейная плотность заряда. Используется для описания распределения заряда по нити:

Формула Линейная плотность заряда

где: L – длина нити. Измеряется в Кл/м.

2. Поверхностная плотность заряда. Используется для описания распределения заряда по поверхности тела:

Формула Поверхностная плотность заряда

где: S – площадь поверхности тела. Измеряется в Кл/м 2 .

3. Объемная плотность заряда. Используется для описания распределения заряда по объему тела:

Формула Объёмная плотность заряда

где: V – объем тела. Измеряется в Кл/м 3 .

Обратите внимание на то, что масса электрона равна:

Закон Кулона

Точечным зарядом называют заряженное тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь. На основании многочисленных опытов Кулон установил следующий закон:

Силы взаимодействия неподвижных точечных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:

Формула Закон Кулона

где: ε – диэлектрическая проницаемость среды – безразмерная физическая величина, показывающая, во сколько раз сила электростатического взаимодействия в данной среде будет меньше, чем в вакууме (то есть во сколько раз среда ослабляет взаимодействие). Здесь k – коэффициент в законе Кулона, величина, определяющая численное значение силы взаимодействия зарядов. В системе СИ его значение принимается равным:

Силы взаимодействия точечных неподвижных зарядов подчиняются третьему закону Ньютона, и являются силами отталкивания друг от друга при одинаковых знаках зарядов и силами притяжения друг к другу при разных знаках. Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием. Раздел электродинамики, изучающий кулоновское взаимодействие, называют электростатикой.

Закон Кулона справедлив для точечных заряженных тел, равномерно заряженных сфер и шаров. В этом случае за расстояния r берут расстояние между центрами сфер или шаров. На практике закон Кулона хорошо выполняется, если размеры заряженных тел много меньше расстояния между ними. Коэффициент k в системе СИ иногда записывают в виде:

Формула Электростатический коэффициент

где: ε = 8,85∙10 –12 Ф/м – электрическая постоянная.

Опыт показывает, что силы кулоновского взаимодействия подчиняются принципу суперпозиции: если заряженное тело взаимодействует одновременно с несколькими заряженными телами, то результирующая сила, действующая на данное тело, равна векторной сумме сил, действующих на это тело со стороны всех других заряженных тел.

Запомните также два важных определения:

Проводники – вещества, содержащие свободные носители электрического заряда. Внутри проводника возможно свободное движение электронов – носителей заряда (по проводникам может протекать электрический ток). К проводникам относятся металлы, растворы и расплавы электролитов, ионизированные газы, плазма.

Диэлектрики (изоляторы) – вещества, в которых нет свободных носителей заряда. Свободное движение электронов внутри диэлектриков невозможно (по ним не может протекать электрический ток). Именно диэлектрики обладают некоторой не равной единице диэлектрической проницаемостью ε.

Для диэлектрической проницаемости вещества верно следующее (о том, что такое электрическое поле чуть ниже):

Формула Диэлектрическая проницаемость

Электрическое поле и его напряженность

По современным представлениям, электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждое заряженное тело создает в окружающем пространстве электрическое поле. Это поле оказывает силовое действие на другие заряженные тела. Главное свойство электрического поля – действие на электрические заряды с некоторой силой. Таким образом, взаимодействие заряженных тел осуществляется не непосредственным их воздействием друг на друга, а через электрические поля, окружающие заряженные тела.

Электрическое поле, окружающее заряженное тело, можно исследовать с помощью так называемого пробного заряда – небольшого по величине точечного заряда, который не вносит заметного перераспределения исследуемых зарядов. Для количественного определения электрического поля вводится силовая характеристика — напряженность электрического поля E.

Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда:

Формула Напряжённость электрического поля

Напряженность электрического поля – векторная физическая величина. Направление вектора напряженности совпадает в каждой точке пространства с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд. Электрическое поле неподвижных и не меняющихся со временем зарядов называется электростатическим.

Для наглядного представления электрического поля используют силовые линии. Эти линии проводятся так, чтобы направление вектора напряженности в каждой точке совпадало с направлением касательной к силовой линии. Силовые линии обладают следующими свойствами.

  • Силовые линии электростатического поля никогда не пересекаются.
  • Силовые линии электростатического поля всегда направлены от положительных зарядов к отрицательным.
  • При изображении электрического поля с помощью силовых линий их густота должна быть пропорциональна модулю вектора напряженности поля.
  • Силовые линии начинаются на положительном заряде или бесконечности, а заканчиваются на отрицательном или бесконечности. Густота линий тем больше, чем больше напряжённость.
  • В данной точке пространства может проходить только одна силовая линия, т.к. напряжённость электрического поля в данной точке пространства задаётся однозначно.

Электрическое поле называют однородным, если вектор напряжённости одинаков во всех точках поля. Например, однородное поле создаёт плоский конденсатор – две пластины, заряженные равным по величине и противоположным по знаку зарядом, разделённые слоем диэлектрика, причём расстояние между пластинами много меньше размеров пластин.

Во всех точках однородного поля на заряд q, внесённый в однородное поле с напряжённостью E, действует одинаковая по величине и направлению сила, равная F = Eq. Причём, если заряд q положительный, то направление силы совпадает с направлением вектора напряжённости, а если заряд отрицательный, то вектора силы и напряжённости противоположно направлены.

Силовые линии кулоновских полей положительных и отрицательных точечных зарядов изображены на рисунке:

Силовые линии кулоновских полей

Принцип суперпозиции

Если с помощью пробного заряда исследуется электрическое поле, создаваемое несколькими заряженными телами, то результирующая сила оказывается равной геометрической сумме сил, действующих на пробный заряд со стороны каждого заряженного тела в отдельности. Следовательно, напряженность электрического поля, создаваемого системой зарядов в данной точке пространства, равна векторной сумме напряжённостей электрических полей, создаваемых в той же точке зарядами в отдельности:

Формула Принцип суперпозиции для электрических полей

Это свойство электрического поля означает, что поле подчиняется принципу суперпозиции. В соответствии с законом Кулона, напряженность электростатического поля, создаваемого точечным зарядом Q на расстоянии r от него, равна по модулю:

Формула Напряженность электрического поля точечного заряда

Как успешно подготовиться к ЦТ по физике и математике?

Для того чтобы успешно подготовиться к ЦТ по физике и математике, среди прочего, необходимо выполнить три важнейших условия:

  1. Изучить все темы и выполнить все тесты и задания приведенные в учебных материалах на этом сайте. Для этого нужно всего ничего, а именно: посвящать подготовке к ЦТ по физике и математике, изучению теории и решению задач по три-четыре часа каждый день. Дело в том, что ЦТ это экзамен, где мало просто знать физику или математику, нужно еще уметь быстро и без сбоев решать большое количество задач по разным темам и различной сложности. Последнему научиться можно только решив тысячи задач.
  2. Выучить все формулы и законы в физике, и формулы и методы в математике. На самом деле, выполнить это тоже очень просто, необходимых формул по физике всего около 200 штук, а по математике даже чуть меньше. В каждом из этих предметов есть около десятка стандартных методов решения задач базового уровня сложности, которые тоже вполне можно выучить, и таким образом, совершенно на автомате и без затруднений решить в нужный момент большую часть ЦТ. После этого Вам останется подумать только над самыми сложными задачами.
  3. Посетить все три этапа репетиционного тестирования по физике и математике. Каждый РТ можно посещать по два раза, чтобы прорешать оба варианта. Опять же на ЦТ, кроме умения быстро и качественно решать задачи, и знания формул и методов необходимо также уметь правильно спланировать время, распределить силы, а главное правильно заполнить бланк ответов, не перепутав ни номера ответов и задач, ни собственную фамилию. Также в ходе РТ важно привыкнуть к стилю постановки вопросов в задачах, который на ЦТ может показаться неподготовленному человеку очень непривычным.
Читайте также:  Сетевой фильтр защита ток

Успешное, старательное и ответственное выполнение этих трех пунктов, а также ответственная проработка итоговых тренировочных тестов, позволит Вам показать на ЦТ отличный результат, максимальный из того, на что Вы способны.

Нашли ошибку?

Если Вы, как Вам кажется, нашли ошибку в учебных материалах, то напишите, пожалуйста, о ней на электронную почту (адрес электронной почты здесь). В письме укажите предмет (физика или математика), название либо номер темы или теста, номер задачи, или место в тексте (страницу) где по Вашему мнению есть ошибка. Также опишите в чем заключается предположительная ошибка. Ваше письмо не останется незамеченным, ошибка либо будет исправлена, либо Вам разъяснят почему это не ошибка.

VEDAJ.BY - Архитектура и культура БеларусиDVERIDUB.BY - Двери, лестницы и мебель из массива дуба

ЗАПРЕЩЕНО использование представленных на сайте материалов или их частей в любых коммерческих целях, а также их копирование, перепечатка, повторная публикация или воспроизведение в любой форме. Нарушение прав правообладателей преследуется по закону. Подробнее.

Источник

Вопросы к теоретическому коллоквиуму №3 «Электростатика и постоянный ток»

Колл Электростатика

Вопросы к теоретическому коллоквиуму №3

«ЭЛЕКТРОСТАТИКА И ПОСТОЯННЫЙ ТОК»

1. Электростатика. Электрический заряд (его дискретность, точечный заряд, линейная, поверхностная, объемная плотность зарядов). Закон сохранения заряда. Взаимодействие электрических зарядов в вакууме. Закон Кулона (в векторной и скалярной формах). Применение закона Кулона для случая распределенных зарядов

2. Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля (определение, векторная и скалярная формы записи уравнений для точечного заряда, единицы измерения).

3. Описание электрического поля. Сложение электростатических полей. Принцип суперпозиции (привести примеры с выводом формул для точечных и распределенных зарядов)

4. Электростатическое поле диполя (понятие диполя, графическое изображение, электрический момент диполя, расчет поля диполя в различных точках)

5. Силовые линии электростатического поля (однородное/неоднородное поле). Поток вектора напряженности. Теорема Остроградского-Гаусса (вывод, разные формы записи). Дифференциальная форма теоремы Остроградского-Гаусса (дивергенция поля)

6. Вычисление электрических полей с помощью теоремы Остроградского-Гаусса (электрическое поле, распределение напряженности, выводы формул):

a) поле бесконечной однородно заряженной плоскости;

b) поле двух равномерно заряженных плоскостей;

c) поле заряженного бесконечного цилиндра (нити);

d) поле двух коаксиальных цилиндров;

e) поле заряженного пустотелого шара;

f) поле объемного заряженного шара.

7. Теорема о циркуляции вектора напряженности электрического поля (доказательство консервативности сил электростатического поля).

8. Работа сил электростатического поля. Потенциальная энергия. Потенциал. Разность потенциалов. Потенциал поля системы зарядов. Единица потенциала, электрон – вольт.

9. Связь между напряженностью и потенциалом. Силовые линии и эквипотенциальные поверхности.

10. Расчет потенциалов простейших электростатических полей (с выводами):

a) расчет потенциалов простейших электростатических полей;

b) разность потенциалов между точками поля, образованного
бесконечно длинной цилиндрической поверхностью;

c) разность потенциалов между обкладками цилиндрического конденсатора;

d) разность потенциалов между точками поля, образованного заряженной сферой (пустотелой);

e) разность потенциалов внутри диэлектрического заряженного шара.

11. Поляризация диэлектриков. Дипольный момент. Диэлектрическая проницаемость. Виды поляризации: электронная, ионная и ориентационная. Формула Клаузиуса-Мосотти, формула Ланжевена

12. Понятие связанных зарядов, результирующее поле внутри диэлектрика, дипольный момент одной молекулы, поляризованность, поверхностная плотность поляризационных зарядов, диэлектрическая восприимчивость, физический смысл диэлектрической проницаемости среды

13. Различные виды диэлектриков (сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, пироэлектрики)

14. Вектор электрического смещения. Поток вектора электрической индукции. Теорема Остроградского-Гаусса для вектора электрической индукции.

15. Изменение векторов и на границе раздела двух диэлектриков

16. Напряженность и потенциал электростатического поля в проводнике (электростатическая индукция, индукционные заряды, электростатическое экранирование).

17. Определение напряженности электростатического поля вблизи проводника. Экспериментальная проверка распределения заряда на проводнике. Стекание электростатических зарядов с острия. Электростатический генератор

18. Емкость уединенного проводника. Конденсаторы (плоские, сферические, цилиндрические, расчет их емкостей). Соединение конденсаторов

19. Энергия системы зарядов, уединенного проводника, конденсатора, электростатического поля. Пондеромоторные силы

20. Эмиссия электронов из проводников (потенциальная энергетическая «яма», потенциальный барьер, работой выхода электрона).

21. Термоэлектронная эмиссия (закон трех вторых, понятие тока насыщения, вакуумный диод, ВАХ). Холодная и взрывная эмиссия (Закон Чайльда — Ленгмюра). Фотоэлектронная эмиссия (фотоэлектронные умножители).

22. Контактные явления на границе раздела двух проводников (законы Вольта, ряд Вольты, опыт Вольта по доказательству существования контактной разности потенциалов).

23. Эффекты Зеебека, Пельтье, Томсона. Применение термопар

24. Электрический ток. Причины электрического тока. Сила и плотность тока, дрейфовая скорость, линии тока

Получить полный текст Подготовиться к ЕГЭ Найти работу Пройти курс Упражнения и тренировки для детей

25. Сторонние силы и Э. Ома для неоднородного участка цепи. Последовательное и параллельное соединение проводников. Закон Ома в дифференциальной форме. Удельная электропроводность, подвижность

26. Работа и мощность. Закон Джоуля–Ленца (в дифференциальной и интегральной формах). КПД источника тока.

27. Правила Кирхгофа для разветвленных цепей (пример расчета цепи)

28. Явление ионизации и рекомбинации в газах. Несамостоятельный газовый разряд.

29. Самостоятельный газовый разряд (Условия возникновения и поддержания самостоятельного газового разряда).

30. Типы разрядов (тлеющий, искровой, дуговой, коронный. Условия и механизм образования). Понятие о плазме (определение, свойства плазмы).

31. Электрический ток в металлах. Опыт Толмена-Стьюарта. Классическая теория проводимости металлов — Теория Друде-Лоренца.

32. Вывод основных законов электрического тока в классической теории проводимости металлов (закон Ома, закон Джоуля — Ленца из классической теории электропроводности)

33. Зонная модель электронной проводимости металлов

34. Качественное отличие полупроводников от металлов. Зонная модель электронно-дырочной проводимости безпримесных полупроводников

35. Электронная и дырочная проводимость примесных полупроводников. Донорные и акцепторные примеси (можно на примерах).

36. Электронно-дырочный переход, полупроводниковые диоды, ВАХ кремниевого диода, транзистор. Сверхпроводимость

37. Электролиты. Носители зарядов в электролитах. Электролиз. Электролитическая диссоциация. Закон Фарадея для электролиза. Объединенный закон Фарадея для электролиза. Практическое применение электролиза

Источник