Электростатика, постоянный электрический ток, магнетизм сборник заданий по физике (стр. 32 )

3.5.221. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью и катушки индуктивностью , число витков которой . Максимальное напряжение на конденсаторе . В момент времени энергия электрического поля конденсатора равна энергии магнитного поля тока в катушке. Определите максимальный магнитный поток, пронизывающий катушку и начальную фазу колебаний напряжения.

3.5.222. В вакууме распространяется плоская электромагнитная волна, амплитуда напряженности электрического поля которой . Определите энергию, переносимую через площадку 50 см2, расположенную перпендикулярно направлению распространения волны за мин. Период волны .

3.5.223. При разрядке плоского конденсатора площадь обкладок которого 10 см2, заполненного диэлектриком проницаемостью , в подводящих проводах течет ток  1 мкА. Определите скорость изменения напряженности электрического поля в конденсаторе.

3.5.224. Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью , активного сопротивления и конденсатора емкостью . Определите среднюю мощность, которую должен потреблять контур, чтобы в нем поддерживались незатухающие колебания с амплитудным значением напряжения на конденсаторе .

3.5.225. Колебательный контур радиоприемника состоит из катушки с индуктивностью и переменного конденсатора, емкость которого может изменяться в пределах от 9,7 пФ до 92 пФ. Определите, в каком диапазоне длин волн может принимать радиостанции этот приемник?

3.5.226. Параметры колебательного контура имеют значения:

а) Определите добротность колебательного контура.

б) Определите относительную погрешность при вычислении добротности по приближенной формуле .

3.5.227. Добротность колебательного контура . Определите, на сколько процентов отличается частота свободных колебаний контура от собственной частоты контура .

(Найти величину )

3.5.228. Собственная частота колебаний контура , добротность . В контуре возбуждают затухающие колебания.

а) Найдите закон убывания запасенной в контуре энергии с течением времени - .

б) Определите, какая часть первоначально запасенной энергии сохранится в контуре по истечении времени ?

3.6. Вопросы

Магнитное поле в вакууме.

Электромагнитное взаимодействие движущихся электрических зарядов. Запишите выражение для полной электромагнитной силы, действующей со стороны одного элементарного заряда на другой. Что называется вектором индукции магнитного поля? Как определить ее направление для прямого тока и тока произвольной конфигурации? Закон Био-Савара-Лапласа. Запишите его выражение в дифференциальной и интегральной формах. Проведите расчет магнитного поля для: а) прямолинейного тока; б) кругового контура с током. Что называется циркуляцией магнитной индукции? Покажите, что магнитное поле имеет вихревой характер. Примените теорему о циркуляции вектора магнитной индукции к расчету полей, созданных соленоидом и тороидом. Как действует магнитное поле на проводник с током? Что такое сила Ампера и как определить ее направление? Примените закон Ампера к расчету: а) силы, с которой однородное магнитное поле действует на прямолинейный проводник с током; б) силы взаимодействия между двумя бесконечно длинными параллельными проводниками с током; в) вращательного момента, действующего со стороны магнитного поля на плоский контур с током. Дайте определение магнитного потока. В каких единицах он измеряется? Получите формулу для работы сил магнитного поля. Сила Лоренца. Как движутся заряженные частицы в магнитном поле? Эффект Холла и его использование для измерения индукции магнитного поля. Опыты по определению удельного заряда электрона.

Магнитное поле в веществе.

Что происходит с различными веществами при внесении их в магнитное поле? Вектор намагничивания, его физический смысл. Что такое магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость вещества? Что они характеризуют? Дайте определение и получите формулу для напряженности магнитного поля. Зачем она вводится? В каких единицах измеряется? Расчет магнитного поля в веществе. Опыты по определению магнитных моментов атомов. Опыты Энштейна и де-Гааза. Из чего складывается магнитный момент атомов? По каким параметрам разделяются вещества на диа-, пара - и ферромагнетики? Рассмотрите механизм намагничивания диамагнетика. Что такое атомный диамагнетизм? Какие вещества называются парамагнетиками? Закон Кюри. Объясните механизм намагничивания парамагнетиков. Какие вещества называются ферромагнетиками? Чем они отличаются от других магнетиков? Что такое домен? Объясните кривую намагничивания ферромагнетика и петлю гистерезиса. Объясните природу ферромагнетизма. 

Электромагнитная индукция.

Поясните на примерах, в чем заключается явление электромагнитной индукции. Сформулируйте закон Фарадея-Ленца. Расчет ЭДС индукции в движущихся и неподвижных контурах. Взаимная индукция, ее практическое использование. Явление самоиндукции, когда оно возникает? Расчет токов самоиндукции при замыкании и размыкании цепи. Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии. Что называется колебательным контуром? Объясните процессы, протекающие в нем, и получите уравнение незатухающих колебаний. Получите уравнение для вынужденных электромагнитных колебаний. Приведите примеры использования этих колебаний в технике. Первое уравнение Максвелла, его физическое содержание. Ток смещения. Второе уравнение Максвелла, его физическое содержание. Система уравнений Максвелла в интегральной форме. Анализ. Электромагнитное поле, распространение его в пространстве. Электромагнитная волна, ее свойства, скорость распространения в вакууме.

Энергия. Вектор Умова-Пойнтинга и его направление. Плотность потока энергии.

Список литературы

, Курс физики: Учебное пособие для студентов втузов. – 5 - е издание, стереотипное – М.: Издательский центр «Академия», 2005.-270 с. Курс общей физики: Учебное пособие: Для студентов втузов. В 5 кн. Кн. 2 Электричество и магнетизм – 4 - е издание переработанное. – М.: Наука. Физматлит. 1998. 336 с. Сборник вопросов и задач по общей физике: Учебное пособие, 3-е издание, стереотипное – СПб.: Издательство «Лань», 2005. Задачи по общей физике: Учебное пособие – СПб.: Издательство «Лань», 2001.

Учебное издание

ЭЛЕКТРОСТАТИКА, ПОСТОЯННЫЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК, МАГНЕТИЗМ

СБОРНИК ЗАДАНИЙ ПО ФИЗИКЕ

В авторской редакции

Подписано в печать 26.05.2010. Формат 60х90 1/16. Усл. печ. л. 8,0.

Тираж 250 экз. Заказ № 000.

Библиотечно-издательский комплекс

государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет».

625000, Тюмень, .

Типография библиотечно-издательского комплекса.

625039, Тюмень, ул. Киевская, 52.