Вопросы к экзамену по физике

ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО ФИЗИКЕ (Электричество и магнетизм)

Медико-биологический факультет, отделение

"Биотехнические системы и технологии" 1 курс, 2 семестр, 2013-14 уч. г.

1. Теории дальнодействия и близкодействия. Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. Напряжённость поля точечного заряда в вакууме. Графическое изображение электростатического поля. Принцип суперпозиции.

2. Поток вектора электрической напряженности. Теорема Гаусса. Расчет напряженности некоторых электростатических полей в вакууме: поле бесконечной заряженной плоскости, поле бесконечной заряженной нити, поле заряженной сферы, поле заряженного шара.

3. Работа в электростатическом поле. Потенциал. Разность потенциалов. Эквипотенциальные поверхности. Связь между напряженностью и потенциалом. Вычисление разности потенциалов по напряженности для некоторых электростатических полей: поле бесконечной заряженной плоскости, поле бесконечной заряженной нити, поле заряженной сферы, поле заряженного шара.

4. Электрический диполь. Поле электрического диполя. Основы электрокардиографии.

5. Проводники в электростатическом поле. Электростатическая защита. Уединённый проводник и его ёмкость. Единицы измерения емкости. Конденсаторы. Виды конденсаторов. Емкости различных конденсаторов.

6. Соединение конденсаторов. Энергия системы зарядов. Энергия конденсатора. Энергия электрического поля.

7. Диэлектрики. Поляризационные заряды. Вектор поляризации. Напряженность электрического поля внутри диэлектрика. Вектор электрического смещения.

8. Изотропные и анизотропные диэлектрики. Диэлектрическая проницаемость и диэлектрическая восприимчивость. Теорема Гаусса для вектора электрического смещения.

9. Виды поляризации диэлектриков. Сегнетоэлектрики. Пьезоэлектрики.

10. Определение электрического тока. Постоянный ток. Характеристики тока. Эффекты тока. Сопротивление проводника. Закон Ома в интегральной и дифференциальной формах.

11. Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца. Сторонние силы. Закон Ома для неоднородного участка и замкнутой цепи. Соединения проводников и источников. Правила Кирхгофа.

12. Полупроводники и механизмы их проводимости. Собственная и примесная проводимости. Контактные явления. Контакт двух металлов. Эффект Пельтье. Внутренняя контактная разность потенциалов. Внешняя контактная разность потенциалов. Закон Вольты. Термоэлектричество. Эффект Томсона. Контакт двух полупроводников.

13. Электрический ток в жидкостях. Электролитическая диссоциация. Законы электролиза Фарадея. Закон Ома для электролитов. Техническое применение электролиза.

14. Природа электрического тока в газах. Самостоятельный и несамостоятельный газовые разряды. Первичная и вторичная ионизации. ВАХ тока в газе. Виды самостоятельного разряда и их применение. Плазма.

15. Электрический ток в вакууме. Работа выхода. Термоэлектронная эмиссия. Закон трёх-вторых. ВАХ вакуумного диода. Зависимость тока насыщения от температуры. Электроннолучевая трубка.

16. Магнитное поле и его характеристики. Поток вектора магнитной индукции. Закон Био-Caвapa-Лапласа. Закон ампера. Взаимодействие параллельных токов. Магнитное поле движущегося заряда. Действие магнитного поля на заряд.

17. Ускорители заряженных частиц. Эффект Холла. Циркуляция вектора В:магнитного: поля в вакууме.

18. Магнитные поля соленоида и тороида. Теореме Гаусса для поля В. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.

19. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея и его вывод. Вращение рамки в магнитном поле. Токи Фуко.

20. Индуктивность контура. Самоиндукция. Экстратоки. Взаимная индукция. Трансформаторы. Режим рабочего и холостого хода трансформатора.

21. Магнитные моменты электронов и атомов. Диа - и парамагнетизм. Намагниченность.

22. Магнитное поле в веществе. Условие на границе двух магнетиков, Ферромагнетики и их свойства.

23. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля. Электромагнитное поле в различных системах отсчета.

24. Гармонический осциллятор. Колебательный контур. Затухающие колебания. Вынужденные колебания. Переменные токи. Резонанс напряжений и токов.

25. Электрические импульсы и их параметры. Импульсные токи. Линейные цепи. Воздействие прямоугольного импульса на RC-цепь.

26. Разделительная, укорачивающая и расширяющая RC-цепи. Интегрирующая и дифференцирующая RC-цепи. Интегрирующая и дифференцирующая RL-цепи. Распределенные системы. Электромагнитный импульс воль проводов.

27. Экспериментальное получение электромагнитных волн. Дифференциальное уравнение электромагнитной волны. Энергия и импульс электромагнитной волны. Излучение диполя. Применение электромагнитных волн.

ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ К ЭКЗАМЕНУ ПО ФИЗИКЕ

(Электричество и магнетизм), Медико-биологический факультет, отделение

"Биотехнические системы и технологии" 1 курс, 2 семестр, 2012-13 уч. г.

Длинный прямой провод, расположенный в вакууме, несет заряд, равномерно распределенный по всей длине провода с линейной плотностью 2 нКл/м. Определить напряженность электростатического поля на расстоянии 1 м от провода. Два точечных заряда и находятся на расстоянии друг от друга в вакууме. Чему равна напряжённость поля в точке В, удалённой от зарядов соответственно на и ?.. Электростатическое поле создается двумя бесконечными параллельными плоскостями, заряженными равномерно одноименными зарядами с поверхностной плотностью соответственно и . Определить напряженность электростатического поля: 1) между плоскостями; 2) за пределами плоскостей. Электростатическое поле создается сферой радиусом 5 см, равномерно заряженной с поверхностной плотностью 1 нКл/м2. Определить разность потенциалов между двумя точками поля, лежащими на расстояниях см и см от поверхности сферы. К пластинам плоского воздушного конденсатора приложена разность потенциалов 500 В. Площадь пластин 200 см2, расстояние между ними 1,5 мм. После отключения конденсатора от источника напряжения в пространство между пластинами внесли парафин (). Определить разность потенциалов между пластинами после внесения диэлектрика. Определить также емкости конденсатора до и после внесения диэлектрика. Конденсаторы электроемкостями мкФ, мкФ, мкФ включены в цепь с напряжением кВ. Определить энергию каждого конденсатора в случаях: 1) последовательного их включения; 2) параллельного включения. Две концентрические металлические сферы радиусами 2 см и 2,1 см образуют сферический конденсатор. Определить его электроемкость, если пространство между сферами заполнено парафином. Диэлектрическая проницаемость парафина. Протон, летящий по направлению к ядру двукратно ионизированного атома гелия, в некоторой точке поля с напряжённостью имеет скорость . На какое расстояние протон сможет приблизиться к ядру?.. Электрическую лампу сопротивлением 240 Ом, рассчитанную на напряжение 120 В, надо питать от сети с напряжением 220 В. Какой длины нихромовый проводник сечением 0,55 мм2 надо включить последовательно с лампочкой? Удельное сопротивление нихрома . Найти значение и направление токов через сопротивления r1, r2, r3 в схеме, если 1=1,5 В, 2=3,7 В, r1=10 Ом, r2=20 Ом, r3=5 Ом. Внутренние сопротивления источников пренебрежимо малы.

 

r2 2

1

r1

 

r3

Прямой провод длиной 10 см, по которому течет ток силой 20 А, находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,01 Тл. Найти угол между направлением магнитной индукции и тока, если на провод действует сила 10 мН. Определить магнитную индукцию в центре кругового проволочного витка радиусом 10 см, по которому течет ток 1 А. Плоскость проволочного витка площадью 100 см2 и сопротивлением 5 Ом, находящегося в однородном магнитном поле напряженностью кА/м, перпендикулярна линиям магнитной индукции. При повороте витка в магнитном поле отсчет гальванометра, замкнутого на виток, составляет 12,6 мКл. Определить угол поворота витка. Магнит, находящийся над замкнутым проводником, двигают: а) вверх; б) вниз. В каком направлении возникает ток в проводнике на участке ? Ответ обоснуйте.

S

 

N

 

 

а б

Прямоугольный контур (см. рис.)изготовлен из оголённого провода. Сторона обладающая сопротивлением R = 0,2 Ом, не закреплена и скользит вдоль проводников и со скоростью 0,4 . Контур помещён в однородное магнитное поле, вектор индукции которого перпендикулярен плоскости контура, а модуль его 0,5 Тл. Определите ЭДС в проводнике ; силу тока в проводнике , сопротивление которого 1,8 Ом. Сопротивление проводников и пренебрежимо мало..

На горизонтальные и вертикальные пластины осциллографа поданы напряжения и . Определить уравнение траектории луча на экране осциллографа и вычертить её с нанесением масштаба.. На горизонтальные и вертикальные пластины осциллографа поданы напряжения и . Определить уравнение траектории луча на экране осциллографа и вычертить её с нанесением масштаба.. Определить активное сопротивление катушки электромагнитного реле в схеме рентгеновского аппарата, если индуктивность катушки 150 , ток 2,5 , напряжение 120 , частота сети 50 . К городской сети подключена цепь, состоящая из последовательно включённых резистора с активным сопротивлением 150 Ом и конденсатора ёмкостью 50 мкФ. Определите амплитудное значение силы тока в цепи, если действующее значение напряжения в сети 120 В.. Максимальная напряженность электрического поля электромагнитной волны по санитарным нормам не должна превышать 5 . Найти допустимую плотность потока электромагнитного излучения.