Лабораторные работы

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 4

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 3

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК.

ЭЛЕКТРОСТАТИКА. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Часть II. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО и МАГНЕТИЗМ

Состав дисциплины: лекции 10 ч., лабораторные занятия 10 ч., экзамен.

СОДЕРЖАНИЕ

2.1. программные (экзаменационные) вопросы................. 109

2.2. Установочные лекции......................................

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ................

2.3.1. Закон сохранения заряда. Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона ………………………………………………

2.3.2. Электростатическое поле (ЭСП). Напряженность

электрического поля (ЭП) …………………………………………

2.3.3. Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса для ЭСП в вакууме

2.3.4. Потенциал. Работа перемещения заряда в ЭСП. Связь напряженности и потенциала ……………………………………………………………

2.3.5. Электроемкость проводника. Конденсаторы ……………...

2.3.6. Энергия заряженного проводника и конденсатора …………..

Энергия ЭП..…………………………………………………………

2.4.1. Сила тока. Плотность тока. Сопротивление проводника …

2.4.2. Закон Ома. Правила Кирхгофа ………………………………

2.4.3. Работа и мощность тока. Закон Джоуля – Ленца …………

Таблица вариантов контрольной работы (КР) №3. Задачи КР №3 ….

2.5. Рекомендации к решению физических задач ………..…..…

2.6. Примеры решения задач……………………………………….

Закон Кулона. Взаимодействие электрических зарядов…………

Расчет напряженности и потенциала ЭСП с помощью принципа

суперпозиции ………………………………………………………

Расчет напряженности ЭСП с помощью теоремы Гаусса ……...

Движение заряженных частиц в электростатическом поле ……..

Конденсаторы. Энергия электрического поля …………………..

Постоянный электрический ток …………………………………..

2.7.1. Магнитное поле (МП) постоянного тока …………………….

2.7.2. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле …

2.7.3. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в электрическом

и магнитном полях ……………………………………………….

2.7.4. Магнитный поток. Работа по перемещению проводника с током

в магнитном поле …………………………………………………

2.7.5. Явление электромагнитной индукции. Индуктивность цепи.

Энергия магнитного поля ….……………..…..…………….......

2.7.6. Магнитное поле в веществе …………..…..……………...........

Таблица вариантов контрольной работы №4. Задачи КР №4 …..

2.8. Рекомендации к решению задач по разделу «Электромагнетизм»

2.9. Примеры решения задач ….……………..…..……………..............

Магнитное поле постоянного тока…………………………………

Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле ….

Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в электрических

и магнитных полях ………………………………………………..

Магнитный поток. Работа по перемещению проводника с током

в магнитном поле ………………………………………………….

Явление электромагнитной индукции. Индуктивность цепи. Энергия

магнитного поля …………………………………………………….

Магнитное поле в веществе ………………………………………..

2.10. Темы лабораторных работ................................

2.10.1. Бланки отчетов по лабораторным работам................

2.1. ПРОГРАММНЫЕ (ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ) ВОПРСЫ

1. Электрический заряд, его свойства. Законы сохранения и квантования заряда. Взаимодействие зарядов. Закон Кулона. Характеристики неточечных зарядов.

2. Электростатическое поле (ЭСП), его характеристики – напряженность, индукция и потенциал. Графическое изображение полей. Поле точечного заряда. Сложение электрических полей.

3. Методы вычисления напряженности. Применение принципа суперпозиции для расчета ЭСП, создаваемых неточечными зарядами.

4. Поток напряженности электрического поля. Теорема Остроградского – Гаусса. Примеры применения теоремы Гаусса для расчета электростатических полей.

5. Работа сил электростатического поля по перемещению точечного заряда. Потенциальность электростатического поля. Циркуляция вектора напряженности. Выражение работы через разность потенциалов и потенциала через работу.

6. Связь между напряженностью электростатического поля и потенциалом. Градиент потенциала. Вычисление потенциала ЭСП, создаваемых неточечными зарядами.

7. Микроскопическое строение диэлектриков. Жесткий и мягкий диполь в однородном и неоднородном электростатическом поле.

8. Поляризация диэлектрика. Вектор поляризации, диэлектрическая восприимчивость. Поверхностные связанные заряды.

9. Электрическое поле в диэлектрике. Физический смысл относительной диэлектрической проницаемости. Связь векторов поляризации, напряженности и индукции.

10. Сегнетоэлектрики, диэлектрический гистерезис, домены. Пьезо­электрический эффект.

11. Проводники. Условия равновесия зарядов в проводнике. Распределение избыточных неподвижных зарядов на поверхности проводника.

12. Проводники во внешнем электростатическом поле. Возникновение наведенного заряда на поверхности проводника.

13. Электроемкость проводника. Емкость шара. Емкость конденсатора, системы конденсаторов.

14. Энергия системы точечных зарядов. Энергия заряженного проводника и конденсатора. Энергия ЭП. Плотность энергии ЭП.

15. Постоянный электрический ток. Основные понятия: сила тока, ЭДС, напряжение, разность потенциалов, сопротивление проводников и полупроводников.

16. Закон Ома в интегральной форме для однородного и неоднородного участка цепи и для замкнутой цепи. Закон Ома в дифференциальной форме.

17. Работа постоянного тока в проводнике. Мощность. КПД источника тока в электрической цепи. Закон Джоуля – Ленца в интегральной и дифференциальной форме.

18. Классическая электронная теория электропроводности. Вывод закона Ома в дифференциальной форме.

19. Классическая электронная теория электропроводности. Вывод закона Джоуля – Ленца. Недостатки классической теории.

20. Правила Кирхгофа. Их применение для расчета сопротивления цепи при параллельном и последовательном соединении проводников.

21. Магнитное поле. Векторы магнитной индукции и напряженности магнитного поля. Закон Био – Савара – Лапласа.

22. Применение закона Био – Савара – Лапласа для расчета индукции магнитного поля прямого тока.

23. Применение закона Био – Савара – Лапласа для расчета индукции магнитного поля в центре и на оси кругового тока. Магнитный момент кругового тока.

24. Закон Ампера. Взаимодействие прямых длинных параллельных токов.

25. Вихревой характер магнитного поля. Закон полного тока, его применение для расчета магнитного поля соленоида и тороида.

26. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля. Работа, совершаемая при перемещении проводника и рамки с током в магнитном поле.

27. Сила Лоренца, ее характеристика. Формула Лоренца. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном поле.

28. Эффект Холла, его объяснение.

29. Магнетики. Электронные микротоки в атоме. Прецессия электронов атома в магнитном поле. Магнитные свойства атомов и молекул.

30. Магнитное поле в веществе, намагничивание вещества. Вектор намагниченности. Магнитная восприимчивость и относительная магнитная проницаемость вещества.

31. Виды магнетиков: диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики. Зависимость их свойств от напряженности МП.

32. Ферромагнетики. Домены, явление гистерезиса, точка Кюри.

33. Явление электромагнитной индукции (ЭМИ). Закон Фарадея. Правило Ленца.

34. Явление электромагнитной индукции. Причины возникновения ЭДС индукции в неподвижном контуре, во вращающемся контуре, в движущемся проводнике.

35. Явление самоиндукции. ЭДС самоиндукции. Индуктивность контура. Изменение тока в цепи при включении и выключении ЭДС.

36. Применение явлений ЭМИ. Токи Фуко. Скин-эффект. Явление взаимной индукции. Трансформаторы.

37. Энергия магнитного поля. Плотность энергии МП.

38. Колебательный контур без активного сопротивления. Свободные электрические колебания. Параметры колебаний.

39. Затухающие электрические колебания. Логарифмический декремент затухания колебаний.

40. Вынужденные электрические колебания. Переменный ток. Цепь, содержащая сопротивление ; цепь, содержащая индуктивность ; цепь, содержащая емкость . Последовательное соединение элементов .

41. Электромагнитное поле. Теория Максвелла. Понятие о токе смещения.

42. Интегральные уравнения Максвелла.

43. Электромагнитные волны (ЭМВ). Излучение ЭМВ. Свойства ЭМВ. Шкала ЭМВ.

2.2. УСТАНОВОЧНЫЕ ЛЕКЦИИ

Номер лекции	Тема и содержание лекции	Програм-мные вопросы
	Электрическое поле – напряженность и потенциал. Теорема Остроградского – Гаусса. Работа сил электрического поля.	1–6
	Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Электроемкость. Энергия электрического поля.	7–14
	Постоянный электрический ток.	15–20
	Магнитное поле. Закон Био – Савара – Лапласа. Закон Ампера. Закон полного тока. Магнитный поток. Работа в магнитном поле. Сила Лоренца. Магнетики.	21–32
	Явление электромагнитной индукции. Самоиндукция. Энергия магнитного поля. Свободные электрические колебания.	33–38

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ

Номер темы	Тема работы	Програм-мные вопросы
	Затухающие электрические колебания.
	Вынужденные электрические колебания.
	Электромагнитное поле. Ток смещения.
	Интегральные уравнения Максвелла.
	Электромагнитные волны. Свойства ЭМВ. Шкала электромагнитных волн.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Трофимова, Т.И. Курс физики: учебное пособие для инженерно-технических специальностей вузов / Т.И. Трофимова. – М.: Академия, 2010. – 557 с.

2. Писарев, Н.М. Физика: Курс лекций для студентов инженерных специальностей вузов / Н.М. Писарев; под ред. Г.П. Вяткина. – Челябинск: Изд-во ЧГТУ, 1997. – Ч.2. – 299 с.

3. Детлаф, А.А. Курс физики: учебное пособие для втузов / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. – М.: Академия, 2008. – 719 с.

4. Савельев, И.В. Курс физики Т.2: Электричество и магнетизм: учебное пособие для втузов: в 5 т. / И.В. Савельев. – СПб. и др.: Лань, 2011. – 342 с.

5. Чертов, А.Г. Задачник по физике: учебное пособие для втузов / А.Г. Чертов, А.А. Воробьев. – М.: Издательство Физматлит, 2008. – 640 с.

6. Иродов, И.Е. Задачи по общей физике: учебное пособие для втузов / И.Е. Иродов. – СПб. и др.: Лань, 2009. – 431 с.

7. Фирганг, Е.В. Руководство к решению задач по курсу общей физики: учебное пособие для втузов по техническим и технологическим направлениям и специальностям / Е.В. Фирганг. – СПб. и др.: Лань, 2009. – 347 с.

8. Ахлюстин, В.А. Методические указания студентам-заочникам по физике / В.А. Ахлюстин, В.К. Герасимов, Ю.Б. Пейсахов; под ред. В.П. Бескачко. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008. – 73 с.

9. Электричество и магнетизм: учебное пособие к выполнению лабораторных работ по курсу физики / Л.Ф. Гладкова, А.Е. Гришкевич, С.И. Морозов и др.; под ред. А.Е. Гришкевича. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2009. – 110 с.

Дата добавления: 2014-10-23