ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

, ,

Электромагнетизм. Модуль 1. Электростатика. Задачи.

Для студентов факультета высоких технологий

учебно-методическое пособие

Ростов-на-Дону

2009

Учебно-методическое пособие разработано к. ф.-м. н., проф. кафедры общей физики , старшим преподавателем кафедры общей физики , старшим преподавателем кафедры общей физики

Печатается в соответствии с решением кафедры общей физики физического факультета ЮФУ, протокол №  от  2009г.

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее учебно-методическое пособие разработано по теме «Электростатика», которая является составной частью раздела «Электромагнетизм», изучаемого в рамках курса «Физика» во 2 семестре.

Цель данного пособия – сосредоточить внимание студентов на основных законах электромагнетизма и показать, когда и как следует применять эти законы при решении различных конкретных задач.

Пособие включает вопросы и задачи, которые формируют у учащегося физическое мышление, помогают понять и осмыслить основные положения, физические законы и представления.

Пособие будет хорошим подспорьем учащемуся при самостоятельной подготовке, усиление которой соответствует современным тенденциям в преподавании. Проверка качества приобретенных знаний, умений и навыков осуществляется с использованием диагностико-квалиметрических материалов, приведенных в настоящем учебно-методическом пособии, во время аудиторной работы.

Решение задач принесет наибольшую пользу только в том случае, если учащийся решает задачи самостоятельно. При решении задач целесообразно руководствоваться следующими правилами.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?
Прежде всего необходимо изучить теоретический материал по данной теме. Нужно хорошо вникнуть в условие задачи. Если позволяет характер задачи, обязательно сделать рисунок, поясняющий ее сущность.

3        За редким исключением, каждая задача должна быть сначала решена в общем виде (т. е. в буквенных обозначениях, в не в числах), причем искомая величина должна быть выражена через заданные величины. Получив решение в общем виде, нужно проверить, правильную ли оно имеет размерность. Если это возможно, исследовать поведение решения в предельных случаях.

В тех случаях, когда в процессе нахождения искомых величин приходится решать систему нескольких громоздких уравнений (как, например, часто бывает при нахождении токов, текущих в сложных разветвленных цепях), целесообразно сначала подставлять в эти уравнения числовые значения коэффициентов и  затем определять значения искомых величин.

4        Убедившись в правильности общего решения, подставляют в него вместо каждой из букв числовые значения обозначенных ими величин, беря, разумеется, все эти значения в одной и той же системе единиц. Чтобы облегчить определение порядка вычисляемой величины, полезно представить исходные величины в виде чисел, близких к единице, умноженных на 10 в соответствующей степени (например, вместо 247 подставить 2,47 102, вместо 0,086 — число 0,86 10-1 и т. д.).

5        Надо помнить, что числовые значения физических величин являются приближенными. Поэтому при расчетах необходимо руководствоваться правилами действий с приближенными числами. В частности, в полученном значении вычисленной величины нужно сохранить последним тот знак, единица которого превышает погрешность этой величины. Все остальные значащие цифры надо отбросить.

6        Получив числовой ответ, нужно оценить его правдоподобность. Такая оценка может в ряде случаев обнаружить ошибочность полученного результата.

1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД

1.1        С какой относительной погрешностью δ надо измерять заряды порядка  Кл, чтобы обнаружить дискретную природу заряда?

Ответ: δ~.

1.2        Некоторый заряд имеет в системе отсчета К величину q. Какова будет величина этого заряда q' в системе отсчета К', движущейся относительно К со скоростью ?

1.3        Чему равен суммарный заряд моля электронов?

Ответ: Кл/моль.

1.4        Найти суммарный заряд атомных ядер меди, содержащихся в 1см3.

Ответ: Кл.

2 ЗАКОН КУЛОНА

2.1        Два заряда q1 и q2  находятся в точках с радиус-векторами   и  . Написать выражение для силы , действующей на второй заряд со стороны первого.

2.2        Имеются  две  системы  точечных  зарядов , , . . . , qi, . . . , и , , . . . , , . . . , , закрепленных в точках с радиус-векторами , , . . . , , . . .,  и , , . . . , , . . .,. Найти силу , с которой система зарядов действует на систему зарядов .

Ответ: .

2.3        По телу объема V распределен заряд q с плотностью ρ(); по телу объема V' распределен другой заряд q' с плотностью ρ('). Написать выражение для силы , с которой заряд q' действует на заряд q.

Ответ: .

2.4        Доказать, что если два одинаковых металлических шарика, заряженные одноименно неравными зарядами, привести в соприкосновение и затем раздвинуть на прежнее расстояние, то сила взаимодействия обязательно увеличится, причем это увеличение тем более значительным, чем больше различие в значении зарядов.

2.5        Одинаковые металлические шарики, заряженные одноименно зарядами  q и 4q, находятся на расстоянии r друг от друга. Шарики привели в соприкосновение. На какое расстояние х их надо развести, чтобы сила взаимодействия осталась прежней?

       Ответ: 1,25r.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9