Вопросы к экзамену по физике

Вопросы к экзамену по физике

ФРТ 1 курс

II семестр 2014 год

Электрическое поле

Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Напряженность и индукция электрического поля. Закон Кулона. Напряженность электрического поля точечного заряда. Принцип суперпозиции. Расчет напряженности электрического поля тонкого равномерно заряженного отрезка прямой на перпендикуляре, восстановленном к середине отрезка. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Напряженность и индукция электрического поля. Закон Кулона. Напряженность электрического поля точечного заряда. Принцип суперпозиции. Расчет напряженности электрического поля тонкого равномерно заряженного отрезка прямой на перпендикуляре, восстановленном к одному из концов отрезка. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Напряженность и индукция электрического поля. Закон Кулона. Напряженность электрического поля точечного заряда. Принцип суперпозиции. Расчет напряженности электрического поля тонкого равномерно заряженного отрезка прямой на линии, продолжающей отрезок. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Напряженность и индукция электрического поля. Закон Кулона. Напряженность электрического поля точечного заряда. Принцип суперпозиции. Расчет напряженности электрического поля на оси тонкого равномерно заряженного кольца. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Напряженность и индукция электрического поля. Закон Кулона. Напряженность электрического поля точечного заряда. Принцип суперпозиции. Расчет напряженности электрического поля на перпендикуляре, восстановленном к центру кривизны тонкого равномерно заряженного полукольца. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Напряженность и индукция электрического поля. Закон Кулона. Напряженность электрического поля точечного заряда. Принцип суперпозиции. Расчет напряженности электрического поля на оси тонкого равномерно заряженного диска. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Напряженность и индукция электрического поля. Закон Кулона. Напряженность электрического поля точечного заряда. Принцип суперпозиции. Расчет напряженности электрического поля в центре кривизны тонкой равномерно заряженной полусферы. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Напряженность и индукция электрического поля. Напряженность электрического поля точечного заряда. Поток напряженности через поверхность сферы, окружающей точечный заряд. Интегральная и дифференциальная форма теоремы Гаусса. Расчет напряженности электрического поля равномерно заряженного однородного шара. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Напряженность и индукция электрического поля. Напряженность электрического поля точечного заряда. Поток напряженности через поверхность сферы, окружающей точечный заряд. Интегральная и дифференциальная форма теоремы Гаусса. Расчет напряженности электрического поля равномерно заряженного длинного однородного цилиндра. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Напряженность и индукция электрического поля. Напряженность электрического поля точечного заряда. Поток напряженности через поверхность сферы, окружающей точечный заряд. Интегральная и дифференциальная форма теоремы Гаусса. Расчет напряженности электрического поля в сферическом конденсаторе. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Напряженность и индукция электрического поля. Напряженность электрического поля точечного заряда. Поток напряженности через поверхность сферы, окружающей точечный заряд. Интегральная и дифференциальная форма теоремы Гаусса. Расчет напряженности электрического поля в цилиндрическом конденсаторе. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Напряженность и индукция электрического поля. Напряженность электрического поля точечного заряда. Поток напряженности через поверхность сферы, окружающей точечный заряд. Интегральная и дифференциальная форма теоремы Гаусса. Расчет напряженности электрического поля равномерно заряженной тонкой плоскости. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Напряженность и индукция электрического поля. Напряженность электрического поля точечного заряда. Поток напряженности через поверхность сферы, окружающей точечный заряд. Интегральная и дифференциальная форма теоремы Гаусса. Расчет напряженности электрического поля равномерно заряженного диэлектрического слоя. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Потенциал электростатического поля. Связь напряженности и потенциала электростатического поля. Уравнение Пуассона. Расчет потенциала электрического поля тонкого равномерно заряженного отрезка прямой на перпендикуляре, восстановленном к середине отрезка. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Потенциал электростатического поля. Связь напряженности и потенциала электростатического поля. Уравнение Пуассона. Расчет потенциала электрического поля тонкого равномерно заряженного отрезка прямой на перпендикуляре, восстановленном к одному из концов отрезка. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Потенциал электростатического поля. Связь напряженности и потенциала электростатического поля. Уравнение Пуассона. Расчет потенциала электрического поля тонкого равномерно заряженного отрезка прямой на линии, продолжающей отрезок. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Потенциал электростатического поля. Связь напряженности и потенциала электростатического поля. Уравнение Пуассона. Расчет потенциала электрического поля на оси тонкого равномерно заряженного кольца. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Потенциал электростатического поля. Связь напряженности и потенциала электростатического поля. Уравнение Пуассона. Расчет потенциала электрического поля на перпендикуляре, восстановленном к центру кривизны тонкого равномерно заряженного полукольца. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Потенциал электростатического поля. Связь напряженности и потенциала электростатического поля. Уравнение Пуассона. Расчет потенциала электрического поля на оси тонкого равномерно заряженного диска. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Потенциал электростатического поля. Связь напряженности и потенциала электростатического поля. Уравнение Пуассона. Расчет потенциала электрического поля в центре кривизны тонкой равномерно заряженной полусферы. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Потенциал электростатического поля. Связь напряженности и потенциала электростатического поля. Уравнение Пуассона. Расчет разности потенциалов между обкладками сферического конденсатора. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Потенциал электростатического поля. Связь напряженности и потенциала электростатического поля. Уравнение Пуассона. Расчет разности потенциалов между обкладками цилиндрического конденсатора. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Потенциал электростатического поля. Связь напряженности и потенциала электростатического поля. Уравнение Пуассона. Расчет разности потенциалов между серединой и поверхностью равномерно заряженного однородного диэлектрического слоя. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Потенциал электростатического поля. Связь напряженности и потенциала электростатического поля. Уравнение Пуассона. Расчет разности потенциалов между центром и поверхностью равномерно заряженного однородного шара. Электрический заряд и его свойства. Электрическое поле. Циркуляция напряженности электрического поля. Работа перемещения заряда в электрическом поле. Энергия системы электрических зарядов. Внутренняя энергия дипольной и квадрупольной ячеек. Электрический диполь. Электрический дипольный момент. Диполь во внешнем электрическом поле (механический момент и втягивающая сила). Расчет потенциала поля электрического диполя в дальней зоне. Электрический диполь. Электрический дипольный момент. Диполь во внешнем электрическом поле (механический момент и втягивающая сила). Расчет напряженности поля электрического диполя в дальней зоне. Электрический диполь. Электрический дипольный момент. Энергия электрического диполя во внешнем электрическом поле. Энергия взаимодействия двух параллельных электрических диполей ( - полярные координаты одного из диполей относительно другого) Электрический диполь. Электрический дипольный момент. Энергия электрического диполя во внешнем электрическом поле. Энергия взаимодействия двух антипараллельных электрических диполей ( - полярные координаты одного из диполей относительно другого) Электрический диполь. Электрический дипольный момент. Энергия электрического диполя во внешнем электрическом поле. Энергия взаимодействия двух перпендикулярно ориентированных электрических диполей ( - полярные координаты одного из диполей относительно другого) Диэлектрики в электрическом поле. Связанные заряды. Вектор поляризации. Диэлектрическая восприимчивость и проницаемость. Диэлектрическая проницаемость и поверхностная плотность связанных зарядов.  Электрическое смещение. Расчет напряженности и индукции поля в плоском конденсаторе с неоднородным диэлектриком (слои расположены параллельно пластинам конденсатора) Диэлектрики в электрическом поле. Связанные заряды. Вектор поляризации. Диэлектрическая восприимчивость и проницаемость. Диэлектрическая проницаемость и поверхностная плотность связанных зарядов. Электрическое смещение. Расчет напряженности и индукции поля в плоском конденсаторе с неоднородным диэлектриком (слои расположены перпендикулярно пластинам конденсатора) Диэлектрики в электрическом поле. Связанные заряды. Вектор поляризации. Диэлектрическая восприимчивость и проницаемость. Энергия электрического поля в диэлектрике. Энергия электрического поля в объеме сферического конденсатора. Диэлектрики в электрическом поле. Связанные заряды. Вектор поляризации. Диэлектрическая восприимчивость и проницаемость. Энергия электрического поля в диэлектрике. Энергия электрического поля в объеме цилиндрического конденсатора. Напряженность и индукция электрического поля на границе раздела двух сред с различной диэлектрической проницаемостью. Преломление линий электрического поля. Электрическое поле внутри диэлектрического шара, помещенного во внешнее однородное электрическое поле. Распределение зарядов на проводящих телах. Электрическое поле вблизи поверхности заряженного проводника. Потенциал и энергия заряженного проводящего тела. Электроемкость. Расчет электроемкости цилиндрического конденсатора. Распределение зарядов на проводящих телах. Электрическое поле вблизи поверхности заряженного проводника. Потенциал и энергия заряженного проводящего тела. Электроемкость. Расчет электроемкости сферического конденсатора. Распределение зарядов на проводящих телах. Электрическое поле вблизи поверхности заряженного проводника. Потенциал и энергия заряженного проводящего тела. Электроемкость. Расчет электроемкости двухпроводной линии.

Электрический ток.

Ток проводимости. Условия возникновения тока проводимости. Сила и плотность тока. Уравнение непрерывности. Законы Ома и Джоуля – Ленца (интегральная и дифференциальная форма). Расчет тока утечки цилиндрического конденсатора. Ток проводимости. Условия возникновения тока проводимости. Сила и плотность тока. Уравнение непрерывности. Законы Ома и Джоуля – Ленца (интегральная и дифференциальная форма). Расчет тока утечки сферического конденсатора. Сторонние силы. Электродвижущая сила. Электрическая цепь. Законы Ома и Джоуля – Ленца. Однородный и неоднородный участок цепи. Разность потенциалов и падение напряжения. Расчет разности потенциалов на клеммах двух источников, соединенных одноименными полюсами (E1=1В, Е2=2В, r1=1Ом, r2=2Ом). Сторонние силы. Электродвижущая сила. Электрическая цепь. Законы Ома и Джоуля – Ленца. Однородный и неоднородный участок цепи. Разность потенциалов и падение напряжения. Расчет разности потенциалов на клеммах двух источников, соединенных разноименными полюсами (E1=1В, Е2=2В, r1=1Ом, r2=2Ом). Сторонние силы. Электродвижущая сила. Электрическая цепь. Законы Ома и Джоуля – Ленца. Однородный и неоднородный участок цепи. Разность потенциалов и падение напряжения. Расчет разности потенциалов на клеммах двух источников, соединенных одноименными полюсами (E1=1В, Е2=2В, r1=1Ом, r2=1Ом). Сторонние силы. Электродвижущая сила. Электрическая цепь. Законы Ома и Джоуля – Ленца. Однородный и неоднородный участок цепи. Разность потенциалов и падение напряжения. Расчет разности потенциалов на клеммах двух источников, соединенных разноименными полюсами (E1=1В, Е2=2В, r1=1Ом, r2=1Ом). Сторонние силы. Электродвижущая сила. Электрическая цепь. Законы Ома и Джоуля – Ленца. Однородный и неоднородный участок цепи. Разность потенциалов и падение напряжения. Расчет разности потенциалов на клеммах двух источников, соединенных одноименными полюсами (E1=1В, Е2=2В, r1=2Ом, r2=1Ом). Сторонние силы. Электродвижущая сила. Электрическая цепь. Законы Ома и Джоуля – Ленца. Однородный и неоднородный участок цепи. Разность потенциалов и падение напряжения. Расчет разности потенциалов на клеммах двух источников, соединенных разноименными полюсами (E1=1В, Е2=2В, r1=2Ом, r2=1Ом). Сторонние силы. Электродвижущая сила. Электрическая цепь. Законы Ома и Джоуля – Ленца. Однородный и неоднородный участок цепи. Разность потенциалов и падение напряжения. Расчет разности потенциалов на клеммах двух источников, соединенных одноименными полюсами (E1=1В, Е2=2В, r1=2Ом, r2=2Ом). Сторонние силы. Электродвижущая сила. Электрическая цепь. Законы Ома и Джоуля – Ленца. Однородный и неоднородный участок цепи. Разность потенциалов и падение напряжения. Расчет разности потенциалов на клеммах двух источников, соединенных разноименными полюсами (E1=1В, Е2=2В, r1=2Ом, r2=2Ом). Сторонние силы. Электродвижущая сила. Электрическая цепь. Законы Ома и Джоуля – Ленца. Однородный и неоднородный участок цепи. Разность потенциалов и падение напряжения. Расчет соотношения между электрической энергией, накопленной в аккумуляторе и теплом, выделившемся при его зарядке. Сторонние силы. Электродвижущая сила. Электрическая цепь. Законы Ома и Джоуля – Ленца. Однородный и неоднородный участок цепи. Разность потенциалов и падение напряжения. Расчет максимальной полезной мощности, которая может быть получена от источника, эдс которого 10В и внутреннее сопротивление 3Ома. Будет ли эквивалентной замена этого источника на два последовательно соединенных с эдс 4В и 6В и внутренними сопротивлениями 1Ом и 2Ом соответственно? Сторонние силы. Электродвижущая сила. Электрическая цепь. Законы Ома и Джоуля – Ленца. Однородный и неоднородный участок цепи. Разность потенциалов и падение напряжения. Расчет максимальной полезной мощности, которая может быть получена от источника, эдс которого 10В и внутреннее сопротивление 2Ома. Будет ли эквивалентной замена этого источника на два параллельно соединенных с эдс 10В каждый и внутренними сопротивлениями 3Ом и 6Ом соответственно? Электронная теория электропроводности металлов. Тепловая и дрейфовая скорости носителей тока. Подвижность носителей. Законы Ома и Джоуля – Ленца в электронной теории. Расчет эдс Холла для металлической меди в магнитном поле 0,1Тл при токе 2мА в образце сечением 2х2 мм (полагаем, что металлическая медь имеет степень окисления 1, атомная масса меди 64 г/моль, плотность меди 8,9 г/см3)

Магнитное поле

Магнитное поле. Индукция магнитного поля и сила Лоренца. Закон Био-Савара-Лапласа. Элемент тока. Эквивалентность движущегося заряда и элемента тока. Расчет индукции магнитного поля прямолинейного отрезка проводника с током на перпендикуляре, восстановленном к середине отрезка. Магнитное поле. Индукция магнитного поля и сила Лоренца. Закон Био-Савара-Лапласа. Элемент тока. Эквивалентность движущегося заряда и элемента тока. Расчет индукции магнитного поля прямолинейного отрезка проводника с током на перпендикуляре, восстановленном к одному из концов отрезка. Магнитное поле. Индукция магнитного поля и сила Лоренца. Закон Био-Савара-Лапласа. Элемент тока. Эквивалентность движущегося заряда и элемента тока. Расчет индукции магнитного поля на оси кругового тока. Магнитное поле. Индукция магнитного поля и сила Лоренца. Закон Био-Савара-Лапласа. Элемент тока. Эквивалентность движущегося заряда и элемента тока. Расчет индукции магнитного поля на перпендикуляре, восстановленном к центру кривизны полукольца с током. Магнитное поле. Индукция магнитного поля и сила Лоренца. Закон Био-Савара-Лапласа. Элемент тока. Эквивалентность движущегося заряда и элемента тока. Расчет индукции магнитного поля на оси короткой катушки с плотной намоткой. Рамка с током в магнитном поле. Магнитный момент. Действие магнитного поля на рамку с током (вращающий момент и втягивающая сила). «Магнитный диполь». Индукция магнитного поля витка с током в дальней зоне (электростатическая аналогия). Сравнение результатов прямого расчета магнитного поля на оси кругового витка радиуса R по закону Био – Савара с оценкой, использующей электростатическую аналогию. Расстояние от плоскости витка 10R. Рамка с током в магнитном поле. Магнитный момент. Энергия магнитного момента во внешнем магнитном поле. Энергия взаимодействия двух параллельных магнитных моментов ( - полярные координаты одного из моментов относительно другого) Рамка с током в магнитном поле. Магнитный момент. Энергия магнитного момента во внешнем магнитном поле. Энергия взаимодействия двух антипараллельных магнитных моментов ( - полярные координаты одного из моментов относительно другого) Рамка с током в магнитном поле. Магнитный момент. Энергия магнитного момента во внешнем магнитном поле. Энергия взаимодействия двух перпендикулярно ориентированных магнитных моментов ( - полярные координаты одного из моментов относительно другого). Магнитный поток. Теорема о магнитном потоке через замкнутую поверхность. Индукция и напряженность магнитного поля. Циркуляция и ротор напряженности магнитного поля (на примере прямолинейного длинного проводника). Закон полного тока. Расчет индукции магнитного поля длинного цилиндрического проводника с током. Магнитный поток. Теорема о магнитном потоке через замкнутую поверхность. Индукция и напряженность магнитного поля. Циркуляция и ротор напряженности магнитного поля (на примере прямолинейного длинного проводника). Закон полного тока. Расчет индукции магнитного поля плоского проводника больших размеров. Магнитный поток. Теорема о магнитном потоке через замкнутую поверхность. Индукция и напряженность магнитного поля. Циркуляция и ротор напряженности магнитного поля (на примере прямолинейного длинного проводника). Закон полного тока. Расчет индукции магнитного поля на оси длинного соленоида. Магнитное поле в веществе. Гипотеза Ампера. Вектор намагничения. Магнитное поле молекулярных токов. Напряженность магнитного поля. Магнитная восприимчивость и проницаемость. Граничные условия для векторов индукции и напряженности. Преломление линий магнитного поля на границе раздела двух сред. Магнитное поле в зазоре тороидальной катушки с магнитным сердечником. Магнитное поле в веществе. Диамагнетизм и парамагнетизм. Ферромагнетизм. Нелинейность кривой намагничивания. Доменная структура ферромагнетика. Необратимость процессов намагничивания. Гистерезис. Расчет силы втягивания ферромагнитного образца малых размеров у края короткого соленоида. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея и правило Ленца. Вихревое электрическое поле. Циркуляция напряженности вихревого электрического поля. Расчет заряда, прошедшего по проводящему витку при его повороте на 180о вокруг горизонтальной оси в магнитном поле Земли. Магнитный поток и потокосцепление. Индуктивность (статическое определение). Расчет индуктивности длинного соленоида без магнитопровода. Магнитный поток и потокосцепление. Индуктивность (статическое определение). Расчет индуктивности тороидальной катушки с зазором в магнитопроводе. Явление самоиндукции. Индуктивность (динамическое определение). Взаимная индукция и взаимная индуктивность. Расчет эдс самоиндукции в длинном соленоиде. Явление самоиндукции. Индуктивность (динамическое определение). Взаимная индукция и взаимная индуктивность. Расчет взаимной индуктивности двух концентрических витков, лежащих в одной плоскости (радиус внутреннего витка много меньше радиуса внешнего витка). Работа изменения магнитного потока в витке с током. Энергия магнитного поля контура с током. Расчет энергии магнитного поля в длинном соленоиде. Объемная плотность энергии магнитного поля. Скорость изменения заряда на обкладках конденсатора. Ток смещения. Закон полного тока с учетом тока смещения. Симметрия закона полного тока и закона индукции Фарадея. Электромагнитное поле.

Электромагнитное поле

Система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной форме. Уравнения Максвелла в вакууме. Волновая форма существования электромагнитного поля. Плоская электромагнитная волна. Фазовая скорость волны, плотность потока энергии (вектор Пойнтинга), волновое сопротивление.