Электростатика, постоянный электрический ток, магнетизм сборник заданий по физике (стр. 19 )

2.6. Вопросы

1. Понятие об электрическом токе. Сила тока. Вектор плотности тока.

2. Носители электрического заряда. Классическая теория электропроводности металлов.

3. ЭДС источника. Разность потенциалов. Напряжение.

4. Закон Ома для однородного участка цепи в дифференциальной и интегральной форме.

5. Закон Ома для неоднородного участка цепи в интегральной форме.

6. Последовательное и параллельное соединение проводников.

7. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа.

8. Закон Джоуля - Ленца в интегральной и дифференциальной форме. Вывод из классических представлений.

9. Закон Видемана-Франца. Затруднения классической электронной теории проводимости металлов.

10. Работа выхода электрона из металла. Термоэлектронная эмиссия.

11. Явление Зеебека и Пельтье.

12. Ток в газах. Самостоятельный и несамостоятельный разряды.

13. Ток в электролитах. Закон Фарадея.

14. Ток в полупроводниках. Полупроводники с электронными и дырочными типами проводимости.

3. Электромагнетизм

3.1. Основные понятия и закономерности

Магнитостатика

Электромагнетизм – раздел физики, изучающий электромагнитное взаимодействие частиц и тел, обладающих электрическим зарядом.

Магнитная составляющая силы, с которой взаимодействуют два движущихся со скоростями электрических заряда на расстоянии друг от друга:

,

- коэффициент пропорциональности.

Сила, с которой взаимодействуют два элемента токов :

.

Закон Био-Савара-Лапласа:

.

Принцип суперпозиции: если поле создано несколькими токами, то индукция результирующего поля: , ,.

Магнитная индукция поля прямолинейного тока:

- конечных размеров;

- бесконечно длинного;

- кругового контура радиуса r на расстоянии h от его центра;

- в центре контура.

Циркуляция вектора магнитной индукции по контуру (закон полного тока)

.

Индукция магнитного поля:

соленоида конечной длины

- без сердечника;

- с магнитным сердечником;

тороида

, , N – общее число витков, r0 – радиус средней линии тора.

Сила Ампера, действующая на элемент длины проводника с током в магнитном поле индукции :

.

Сила взаимодействия двух бесконечно длинных проводников, токами приходящаяся на единицу длины

, – расстояние между проводниками.

Вращательный момент, действующий на контур с током в магнитном поле:

- в векторной форме,

- в скалярной форме,

где магнитный момент контура с током , площадь контура, вектор нормали к ней.

Потенциальная энергия контура с током в магнитном поле

,

- конечное значение энергии.

Поток вектора :

- ,

через элементарную площадку , , в дифференциальной форме;

- полный поток, в интегральной форме.

Элементарная работа сил магнитного поля

,

При перемещении проводника с током на конечное расстояние

.

Сила Лоренца – сила, с которой магнитное поле действует на заряд q, движущийся в магнитном поле индукции со скоростью ,

- в векторной форме;

- в скалярной форме.

ЭДС Холла:

,

– размер пластины, – концентрация носителей заряда, - постоянная Холла.

Поток вектора магнитной индукции сквозь замкнутую поверхность

.

Вектор намагниченности:

- магнитный момент единицы объема магнетика,

где

ч – объемная магнитная восприимчивость вещества;

- относительная магнитная проницаемость вещества, показывающая, во сколько раз поле магнитное в веществе изменяется по сравнению с магнитным полем в вакууме

Вектор напряженности поля:

, .

Орбитальный механический момент электрона:

, r – радиус орбиты, - скорость электрона,

гиромагнитное орбитальное отношение для электрона: ,

спиновое гиромагнитное отношение для электрона:

, ,

спиновой магнитный момент электрона.

Явление электромагнитной индукции -

возникновение электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении потокосцепления в нем

Закон электромагнитной индукции – закон Фарадея-Ленца, при всяком изменении магнитного потока, сцепленного с контуром, в нем возникает ЭДС индукции:

.

Индукционный ток возникает в замкнутом контуре и имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует изменениям того магнитного поля, которое его вызывает. Полный магнитный поток или потокосцепление:

,