Билет 1: Электрический заряд и его свойства.

Билет 3: Поле диполя.

Диполем называется система двух точечных одинаковых по величине и противоположных по знаку зарядов. Расстояние между зарядами называется плечом диполя(L). Плечу приписывается направление по оси диполя от отрицательного заряда к положительному. Вектор

называется дипольным моментом.

 

Воспользовавшись принципом суперпозиции электрических полей, вычислим поле на оси диполя в точке А. Электрическое поле в рассматриваемой точке возникает как результат сложения двух полей, созданных точечными зарядами +q и –q.

1.Поле на продолжении оси диполя:

Напряжённость поля точечного заряда рассчитывается так:

Отсюда

2.Поле в точке, находящейся на перпендикуляре к оси диполя:

3.Поле диполя в произвольной точке:

Билет 4: Теорема Гаусса и ее доказательство:

Теорема Гаусса формулируется следующим образом: поток вектора E через замкнутую поверхность S равен алгебраической сумме зарядов, заключенных внутри этой поверхности, деленной на электрическую постоянную.

Теорема Гаусса:

Полученный результат не зависит от формы поверхности.

Теорема Гаусса является фундаментальным соотношением, которое позволяет решать прямую задачу электростатики.

Доказательство:

Рассмотрим поле точечного заряда q на поверхности, являющейся сферой некоторого радиуса r.

Докажем, что поток силовых линий, проходящих через произвольную поверхность и точку А прямо пропорционален заряду, находящемуся внутри этой поверхности:

Поток вектора E сквозь площадку S равен: Ф = E*dS*cosa.

тогда теорема Гаусса примет вид:

Физический смысл теоремы Гаусса - источником электростатического поля являются электрические заряды.

 

Билет 9: Работа в электрическом поле. Потенциал.

При перемещении заряда q в электрическом поле электрические силы совершают работу.

= = =

1. Работа не зависит от формы пути.

2. Работа по замкнутому циклу = 0.

3. Так как работа кулоновской силы не зависит от формы пути, то сила консервативна.

4. Если силы консервативны, то поле этой силы потенциально.

5. Если поле потенциально, то каждая точка этого поля имеет потенциал.

= = = ;

Потенциалом называется физическая величина, численно равная потенциальной энергии, которой обладает единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля.

Билет 6: Применение теоремы Гаусса к расчету полей. Поле цилиндра и нити.

Билет 7: Применение теоремы Гаусса к расчету полей. Поле плоскости и конденсатора.

Билет 8: Теорема Гаусса в дифференциальной форме.

Билет 9: Работа в электрическом поле. Потенциал.

Билет 10: Признак потенциальности поля. Связь напряженности и потенциала.
Билет 11: Проводники в электростатическом поле.

Билет 1: Электрический заряд и его свойства.

Электрический заряд - это физическая величина, определяющая интенсивность электромагнитных взаимодействий.
Свойства электрического заряда:

1. Электрический заряд не является знакоопределенной величиной, существуют как положительные, так и отрицательные заряды.

2. Электрический заряд - величина инвариантная. Он не изменяется при движении носителя заряда.

3. Электрический заряд аддитивен, то есть заряд системы тел равен сумме зарядов тел, входящих в систему.

4. Электрический заряд кратен элементарному. q = Ne. Это свойство заряда называется квантованностью.

5. Суммарный электрический заряд всякой изолированной системы постоянен. Это свойство есть закон сохранения электрического заряда.

Закон сохранения электрического заряда - электрические заряды не создаются и не исчезают, а только передаются от одного тела к другому или перераспределяются внутри тела.
6. Точечным зарядом называется заряд, расположенный на теле, размерами которого можно пренебречь условиях данной задачи.

Если заряженное тело настолько велико, что его нельзя рассматривать как точечный заряд, то в этом случае необходимо знать распределение зарядов внутри тела.

А) Линейное распределение характеризующееся линейной плотностью заряда

Б) Объемное распределение характеризующееся объемной плотностью заряда

В) Поверхностное распределение характеризующееся поверхностной плотностью заряда

Билет 2: Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Поток силовых линий напряженности.
1.Закон Кулона - это закон взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов.
Формулировка: Сила электрического взаимодействия между двумя точечными зарядами в вакууме пропорциональна этим зарядам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

При взаимодействии одноименные заряды отталкиваются, разноименные притягиваются. Силы Кулона направлены по прямой, соединяющей заряды.

2.Напряженность электростатического поля - это силовая характеристика электростатического поля, численно равная силе, действующей на единичный положительный заряд. Напряженность электростатического поля - векторная величина, единицы измерения вольт на метр (В/м). Электростатическое поле представляется графически силовыми линиями или линиями напряженности.

3.Силовые линии электростатического поля - это линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с вектором напряженности в данной точке поля. Ониникогда не могут быть замкнуты сами в себя, имеют обязательно начало и конец, либо уходят в бесконечность. Силовые линии направлены от положительного заряда к отрицательному, они никогда не пересекаются.

Опр: Договорились проводить столько силовых линий через единичную площадку перпендикулярную направлению силовых линий, чтобы отношение потока к площади в данном месте было равно напряженности в пространстве , где N-поток силовых линий, а S- площадь площадки

Билет 3: Поле диполя.

Диполем называется система двух точечных одинаковых по величине и противоположных по знаку зарядов. Расстояние между зарядами называется плечом диполя(L). Плечу приписывается направление по оси диполя от отрицательного заряда к положительному. Вектор

называется дипольным моментом.

 

Воспользовавшись принципом суперпозиции электрических полей, вычислим поле на оси диполя в точке А. Электрическое поле в рассматриваемой точке возникает как результат сложения двух полей, созданных точечными зарядами +q и –q.

1.Поле на продолжении оси диполя:

Напряжённость поля точечного заряда рассчитывается так:

Отсюда

2.Поле в точке, находящейся на перпендикуляре к оси диполя:

3.Поле диполя в произвольной точке:

Билет 4: Теорема Гаусса и ее доказательство:

Теорема Гаусса формулируется следующим образом: поток вектора E через замкнутую поверхность S равен алгебраической сумме зарядов, заключенных внутри этой поверхности, деленной на электрическую постоянную.

Теорема Гаусса:

Полученный результат не зависит от формы поверхности.

Теорема Гаусса является фундаментальным соотношением, которое позволяет решать прямую задачу электростатики.

Доказательство:

Рассмотрим поле точечного заряда q на поверхности, являющейся сферой некоторого радиуса r.

Докажем, что поток силовых линий, проходящих через произвольную поверхность и точку А прямо пропорционален заряду, находящемуся внутри этой поверхности:

Поток вектора E сквозь площадку S равен: Ф = E*dS*cosa.

тогда теорема Гаусса примет вид:

Физический смысл теоремы Гаусса - источником электростатического поля являются электрические заряды.