Экзаменационные вопросы по дисциплине "Физика". Разделы "Электричество" и "Магнетизм"

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

1.   Что означает понятие электрический заряд и каковы его основные свой­ства? Как с помощью современных представлений объяснить наличие у тел отрицательного или положительного заряда, а также явление электризации?

2.  В чем заключается закон сохранения электрического заряда, как его, а также дискретность заряда обосновать для обычных явлений? Приведите примеры его применения.

3   Что такое точечный заряд? Объясните, как взаимодействуют два точеч­ных заряда. Запишите закон Кулона в векторном виде и объясните все его особенности.

4.  Объясните, какие свойства электростатического поля и соответствующие законы и как отражают названия зарядов (положительный и отрицательный)?

5.  Что такое электрическое поле, каковы его основные свойства и как оно проявляется? Что служит основной силовой характеристикой электрического поля, как она вводится и какую имеет размерность?

6.  Получите формулу для напряженности поля точечного заряда. Нарисуйте силовые линии и объясните, что эта такое. Объясните, в чем заключается принцип суперпозиции для электрического поля. Приведите примеры его использования для расчета.

7.   Что такое элементарная площадка (ее свойства) и как для нее рассчитать поток напряженности электрического поля? Как рассчитать поток напряжен­ности электрического поля для конечной поверхности и для замкнутой по­верхности? Какие при этом используются соглашения о направлениях норма­ли?

8.   Докажите справедливость теоремы Гаусса для любого электрического поля (один из шагов можно постулировать).

9.  Примените теорему Гаусса для электрического поля в случае бесконеч­ной равномерно заряженной плоскости. Объясните, как используется симмет­рия для обоснования свойств поля.

10. Примените теорему Гаусса для электрического поля в случае бесконеч­ного равномерно заряженного цилиндра. Объясните, как используется сим­метрия для обоснования свойств поля.

11. Примените теорему Гаусса для электрического поля в случае равномерно заряженной сферы и определите напряженность поля вне и внутри нее. Объ­ясните, как используется симметрия для обоснования свойств поля.

12. Примените теорему Гаусса для электрического поля в случае равномерно заряженного шара и определите напряженность поля вне и внутри шара. Объясните, как используется симметрия для обоснования свойств поля,

13. Что такое циркуляция напряженности электростатического поля и как с ее помощью рассчитать работу поля при перемещении заряда? Обоснуйте потенциальность любого электростатического поля.

14. Получите выражение для потенциальной энергии взаимодействия двух точечных зарядов. Что такое потенциал, какова его размерность и чему он равен для электростатического поля точечного заряда.

15. Получите выражение, с помощью которого, зная распределение напря­женности электростатического поля можно рассчитать его потенциал в любой точке.

16. Получите выражение, с помощью которого, зная распределение потен­циала электростатического поля можно рассчитать его напряженность в лю­бой точке.

17. Что такое эквипотенциальные поверхности и как они проводятся? При­ведите примеры. Докажите, что вектор напряженности электростатического поля в любой точке перпендикулярен эквипотенциальной поверхности.

18. Что такое электрический диполь, какой физической величиной он харак­теризуется и какое поле создает в окружающем пространстве? Приведите примеры расчета.

19. Рассчитайте момент сил, действующих на диполь в электрическом поле. и сделайте вывод о его движении и о возможных видах равновесия.

20. Рассчитайте потенциальную энергию диполя в электрическом поле и сделайте выводы: о ее зависимости от ориентации диполя и о возможных видах равновесия.

21. Как рассчитать силу, действующую на электрический диполь в неодно­родном электрическом поле? Приведите приметы ее различного направления.

22. Почему понятие "диполь" и физическая величина "дипольный момент" оказались полезны для описания электрических свойств вещества? Какой смысл имеет утверждение "Тело обладает дипольным моментом"? Что такое неполярная и полярная молекулы и что происходит с ними в электрическом поле?

23. Перечислите, какие явления подразумеваются под термином "поля­ризация". Как его можно кратко определить? Объясните механизм электрон­ной (деформационной) поляризации.

24. Объясните механизм дипольной (ориентационной) поляризации. Объяс­ните механизм ионной поляризации.

25. На примере диэлектрика из неполярных молекул объясните, как на его гранях образуются связанные заряды; почему они так называются и какие имеют свойства? Что такое поляризованность (вектор поляризации)? Как се можно рассчитать для вещества из полярных и из неполярных молекул?

26. Рассчитайте, как поляризованность связана с поверхностной плотностью связанных зарядов. С помощью принципа суперпозиции рассчитайте напря­женность электрического поля внутри диэлектрика в простейшем случае и обоснуйте вывод о его ослаблении.