Электродинамика (стр. 3 )

Движение зарядов в электрическом и магнитном полях. Определение удельного заряда электрона. Эффект Холла.

Электромагнитная индукция

Опыты Фарадея. Закон индукции Фарадея и правило Ленца. Самоиндукция и взаимоиндукция. Индуктивность. Вихревые токи. Работа силы Ампера. Энергия и плотность энергии магнитного поля.

Квазистационарные токи

Переменный квазистационарный ток. Закон Ома для цепей квазистационарного тока. Резонанс в последовательных и параллельных цепях.

Работа и мощность переменного тока. Трансформатор.

Электрический колебательный контур. Собственные колебания. Формула Томсона. Свободные и вынужденные колебания. Добротность. Электрические автоколебания.

Электромагнитное поле

Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Уравнения Максвелла. Волновое уравнение для электромагнитного поля. Плоские электромагнитные волны в вакууме. Опыты Герца. Плотность электромагнитного поля. Поток энергии. Вектор Пойнтинга. Применение электромагнитных волн в радиосвязи и радиолокации. Шкала электромагнитных волн.

6. Планы семинарских занятий.

Закон Кулона. Напряженность электрического поля

Цель:  1. Повторение теоретического материала темы занятий.

Практическое применение теоретического материала при решении задач.

Рассматриваемые вопросы:

Электрический заряд, его характеристики. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность электрического поля.

I. Подготовка к занятию        

1. Повторить теоретический материал:

Дать определение: закона сохранения электрического заряда, закона Кулона, диэлектрической проницаемости среды, электрического поля, напряженности электрического поля, принципа суперпозиции эл. полей, линии напряженности. Записать формулы: закона сохранения электрического заряда, закона Кулона, напряженности электрического поля, напряженности поля точечного заряда, напряженность поля электрического диполя, принципа суперпозиции электрических полей.

2. Законспектировать решение задачи

       Шарик массой М, несущий заряд q, свободно падает в однородном электрическом поле напряженностью Е. Линии напряженности направлены параллельно поверхности земли. Каково движение шарика? Написать уравнение траектории (ось Х по вектору Е). Начальную скорость шарика принять равной нулю.

Дано                                Решение

М                                                                х

q

Е                                                                Е

У(х)

                        У

                                                               F

                                               Mg

Мах = qЕ, Мау = Mg        - движение по обеим осям ускоренное,  ,  . Решая данные уравнения, получим    - уравнение прямой, где 

II. Работа в аудитории

1. Вопросы, выносимые на обсуждение:

а) Будут ли взаимодействовать электрические заряды в состоянии невесомости?

б) Два заряда взаимодействуют в воздухе с определенной силой. Как изменится сила взаимодействия зарядов, если их поместить, например, в керосин?

в) Если напряженность в данной точке поля равна нулю, то должен ли в ней равняться нулю и потенциал? Приведите пример.

д) Могут ли силовые линии пересекаться?

2. Практический блок.

Решение задач в аудитории Решение задач домашнего задания

Теорема Гаусса

Цель:  1. Повторение теоретического материала темы занятий.

2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.

Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.

Рассматриваемые вопросы

Поток напряженности. Теорема Гаусса.

I. Подготовка к занятию        

1. Повторить теоретический материал:

Дать определение: напряженности электрического поля, линии напряженности, потока напряженности, элементарного потока вектора напряженности, теорема Гаусса Записать формулы: напряженности электрического поля, элементарного потока вектора напряженности, теоремы Гаусса, напряженности заряженной плоскости, напряженности двух заряженных плоскостей

2. Законспектировать материал, выносимый на самостоятельное изучение: «Применение теоремы Гаусса для равномерно заряженной плоскости, двух параллельных заряженных плоскостей»

II. Работа в аудитории

1. Вопросы, выносимые на обсуждение:

а) Между двумя плоскостями, заряженными равномерно с одинаковой поверхностной плотностью, подвешен на тонкой нити заряженный шарик. Шарик выведен из положения равновесия. Как изменится период колебания шарика, если плоскости разрядить?

б) Изобразить графически, как изменяется напряженность поля двух бесконечных параллельных плоскостей, заряженных одноименно, но с различными поверхностными плотностями зарядов.

2. Практический блок.

1. Отчет по самостоятельному изучению материала.

2. Решение задач в аудитории

3. Решение задач домашнего задания.

Потенциал электрического поля

Цель:  1. Повторение теоретического материала темы занятий.

2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.

3. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.

Рассматриваемые вопросы

Работа сил поля при перемещении заряда. Электрический потенциал. Потенциал поля системы зарядов. Эквипотенциальные поверхности. Связь между напряженностью и потенциалом электрического поля.

I. Подготовка к занятию        

1. Повторить теоретический материал:

Дать определение: однородного электрического поля, неоднородного электрического поля, циркуляции вектора напряженности, потенциала электрического поля, эквипотенциальной поверхности Записать формулы:напряженности электрического поля, работы поля по перемещению заряда, потенциала, потенциала поля точечного заряда, потенциала поля системы зарядов, связь между потенциалом и напряженностью однородного поля, связь между потенциалом и напряженностью произвольного поля

2. Законспектировать материал, выносимый на самостоятельное изучение: «Связь между напряженностью и потенциалом электрического поля»

3. Законспектировать решение задачи

  Металлический шар радиусом r  укреплен на изолирующей подставке и имеет положительный электрический заряд q. Определить потенциал этого шара, если он окружен заземленной сферической оболочкой радиусом R.

Дано                                        Решение

r

q                                

R

φ - ?

       

       Потенциал шара равен сумме потенциалов электрических полей зарядов на поверхности шара и на оболочке. Так как оболочка заземлена, напряженность вне ее равна нулю. Это значит, на внешней части оболочки появляется заряд равный по модулю заряду шара, но противоположный по знаку.

               потенциал поля поверхности  шара

       потенциал поля сферической оболочки

φ=        суммарный потенциал поля шара

II. Работа в аудитории

1. Вопросы, выносимые на обсуждение:

а) Двум металлическим шарам различных радиусов сообщили одинаковый заряд, после чего соединили проволочкой. Что произойдет?

б) Изобразить графически, как изменяется напряженность поля двух бесконечных параллельных плоскостей, заряженных одноименно, но с различными поверхностными плотностями зарядов.

2. Практический блок.

1. Отчет по самостоятельному изучению материала

2. Решение задач в аудитории 

3. Решение задач домашнего задания

Электроемкость. Конденсаторы

Цель:  1. Повторение теоретического материала темы занятий.

2. Практическое применение теоретического материала при решении задач.

3. Контроль за самостоятельным изучением теоретического материала.

Рассматриваемые вопросы

Электрическая емкость проводника. Электрическая емкость конденсаторов. Батарей конденсаторов.

I. Подготовка к занятию        

1. Повторить теоретический материал:

1. Дать определение: емкость проводника, фарада, конденсатора, емкости конденсатора

2. Записать формулы: емкости проводника, емкости конденсатора, емкости плоского конденсатора, емкости сферического конденсатора, емкости цилиндрического конденсатора, емкости батареи последовательно соединенных конденсаторов, емкости батареи параллельно соединенных конденсаторов

2. Законспектировать материал, выносимый на самостоятельное изучение: «Последовательное и параллельное соединение конденсаторов»

3. Законспектировать решение задачи.