Электричество и электрическая железная дорога. Конспект лекций по физике, страница 49

Например, электрический ток течет по проводнику. В пространстве возникает магнитное поле, в проводнике выделяется теплота Джоуля-Ленца (рис. 18.4).. Определим направление потока энергии через поверхность проводника. Вектор напряженности электрического поля направлен вдоль направления тока, а вектор напряженности магнитного поля по касательной, согласно правилу буравчика, Направление вектора Умова-Пойнтинга  по правилу векторного произведения направлено внутрь проводника. Энергия из  окружающего пространства, где существует магнитное поле, втекает через боковую поверхность и превращается в теплоту.

Контрольные вопросы

1. Как направлен вектор Умова-Пойнтига в плоской электромагнитной волне?

2. Плоский конденсатор заряжается. Как направлен6 вектор Умова-Пойнтинга в конденсаторе?

3. Почему электромагнитная волна отражается от металлической поверхности?

4. Каким способом можно определить длину электромагнитной волны? Как это делается в лабораторной работе (29)?

5. Какова форма фронта электромагнитной волны, излучаемой вибратором Герца? Излучаются ли волны по оси вибратора?

6. Как следует расположить приемный вибратор Герца для наиболее эффективного приема электромагнитной волны, излучаемой другим вибратором,

7. Электрический заряд с высокой частотой совершает колебания вдоль вибратора Герца. Изобразите распределение потенциала электрического поля вдоль стержня для некоторых моментов времени/

8. Заряженный шарик на пружинке совершает колебания с высокой частотой. Излучает ли шарик электромагнитные волны?

9. Почему для эффективного излучения электромагнитных волн необходима высокая частота колебаний напряженностей электрического и магнитного полей излучателя?

10. Почему двухпроводная линия, расположенная  около вибратора Герца в лабораторной установке (29), создает направленное распространение электромагнитной волны?

11.  Что происходит в двухпроводной линии в лабораторной установке (29) при отражении электромагнитной волны от приемного вибратора с лампочкой при замыкании линии? Почему загорается лампочка?

12. Металлический стержень в лабораторной установке (29)своими концами подсоединен к выводам генератора электрических колебаний. Изобразите распределения потенциала вдоль стержня для некоторых моментов времени.

13. В опытах Герца положительный и отрицательный выводы источника высокого напряжения подсоединены к вибратору через дроссели. Каково назначение  дросселей?

14. Частота колебаний тока в вибраторе равна 200 МГц.  Определите длину волны электромагнитной волны в воздухе.

15. Известно, что электромагнитные волны создаются вибратором Герца и рамкой с током. А можно ли создать волны пульсирующим с высокой частотой пластинами конденсатора?

16. Как изменится скорость, частота и длина волны электромагнитной волны при распространении в диэлектрической жидкости с относительной проницаемостью равной 4?

17. Почему в момент разряда молнии в радиоприемниках слышен треск? Каков спектр принимаемого сигнала?

18. Раскройте двойное векторное произведения  , где оператор набла равен  .

19. Какой физический смысл ротора вектора векторного поля, например, ротор вектора скорости потока воды?

20. Докажите, что уравнение волны, например, в виде   является решением дифференциального уравнения  (18.3) в одномерном случае плоской волны  .

ЛИТЕРАТУРА

1. Т.И. Трофимова. Курс общей физики. М., Мир и образование, 2003, 650с.

2. А.Г.Чертов, А.А. Воробьев. Задачник по физике.–М.; Физматлит,  2003.–638с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Электростатическое поле. Напряженность………………….3

2. Потенциал электростатического поля………………8

3. Вещество в электростатическом поле………...……12

4. Электрическая емкость……………………………...17

5. Постоянный электрический ток…………………….22

6. Источники электрического тока……………………27

7. Магнитное поле……………………………………...32

8. Силы в магнитном поле……………………………..37

9. Электромагнитная индукция………………………..43

10. Взаимная индукция………………………………...49

11. Вещества в магнитном поле……………………….54

12. Электрическая железная дорога…………………..60

13. Регулирование скорости поезда…………………..65

14. Мощность и сила тока электровоза……...….……71

15. Высокоскоростной транспорт…………………….76

16. Переменный электрический ток………………..…82

17. Уравнения Максвелла……………………………..86

18. Электромагнитные волны…………………………91