Вопросы к темам электричество и магнетизм

ВОПРОCЫ К ТЕМЕ 4.1 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ. ЗАКОН КУЛОНА.

1.  Слово electron переводится с греческого языка как….янтарь.

2.  Величина, характеризующая способность тел участвовать в электромагнитных взаимодействиях называется…..электрический заряд

3.  Электрический заряд обозначается буквами q или q.

4.  В международной системе единиц (си) за единицу заряда принят кулон

5.  Для обнаружения и измерения электрических зарядов применяется электрометр. Заряженное тело, размеры которого значительно меньше расстояния от этого тела до точки наблюдения и других заряженных тел — точечный заряд 

6.  положительно заряженными называют тела, которые действуют на другие заряженные тела так же, как ….стекло, наэлектризованное трением о шелк. 

7.  Отрицательно заряженными называют тела, которые действуют так же, как …..эбонит, наэлектризованный трением о шерсть..

8.  Как взаимодействуют друг с другом одноименные заряды …отталкиваются, а разноименные – притягиваются.

9.  Что означает дискретность электрического заряда?  . Это означает, что существует некоторый наименьший, универсальный, далее не делимый элементарный заряд

10.  Что такое e = 1,6∙10-19 кл? Величина элементарного заряда.

11.  Частица с элементарным положительным зарядом является …протон, а с элементарным отрицательным зарядом — электрон.

12.  Если число электронов в теле меньше числа протонов, то оно заряжено … положительно, а если избыток электронов, то тело заряжено …отрицательно.

13.  Закон сохранения электрического заряда…в замкнутой системе алгебраическая сумма электрических зарядов остается постоянной при любых взаимодействиях внутри ее:

14.  Изолированной (или замкнутой) системой называют систему тел,…. В которую не добавляют и не выводят из нее электрические заряды.

15.  Ни положительный, ни отрицательный заряд не могут исчезнуть в отдельности, они могут лишь ……взаимно нейтрализовать друг друга, если равны по модулю.

16.  Как можно наэлектризовать тело? С помощью трения, воздействием различных излучений, через влияние электрической индукции.

17.  В 1785 г. Французский инженер и ученый …..Шарль кулон экспериментально установил основной закон электростатики – закон взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел или частиц.

18.  С помощью какого устройства он сделал свое открытие? Крутильных весов

19.  Закон кулона  

20.  Точечным зарядом называют заряженное тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь.

21.  В международной системе си за единицу заряда принят кулон (кл).  Как называется величина  – электрическая постоянная. 

22.  Каждое заряженное тело создает в окружающем пространстве электрическое поле.  Главное свойство электрического поля – действие на электрические заряды с некоторой силой.

23.  Электрическое поле, окружающее заряженное тело, можно исследовать с помощью ………….пробного заряда 

24.  Силовая характеристика электрического поля — напряженность

25.   

26.  Электрическое поле неподвижных и не меняющихся со временем зарядов называется электростатическим.

27.  Для наглядного представления электрического поля используют силовые линии.

28.  Работа сил электростатического поля при перемещении заряда по любой замкнутой траектории равна нулю. 

29.  Физическую величину, равную отношению потенциальной энергии электрического заряда в электростатическом поле к величине этого заряда, называют потенциалом φ электрического поля

30.  В международной системе единиц (си) единицей потенциала является вольт (в).

ВОПРОСЫ К ТЕМЕ 4.2 ПРОВОДНИКИ И ДИЭЛЕКТРИКИ В ЭП

1.  По своим электрическим свойствам все вещества делятся на проводники, пролупроводники и  диэлектрики.

2.  Проводники – вещества, которые проводят эл. Ток, т. к. у них есть свободные заряды (электроны), которые, перемещаясь, создают ток.

3.  К проводникам относятся все металлы и их сплавы

4.  Если внести проводник в эп, то в нем происходит перераспределение свободных зарядов, и на поверхности проводника возникают положительные и отрицательные заряды

5.  На чем основана электростатическая защита – чувствительные к электрическому полю приборы для исключения влияния поля помещают в металлические ящики

6.  Вещества, не проводящие эл. ток — диэлектрики (изоляторы)

7.  Почему диэлектрики не проводят ток? Т. к. В них нет свободных электрических зарядов. Они состоят из нейтральных атомов или молекул.

8.  Величина называется диэлектрической проницаемостью вещества. 

ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ 4.3 КОНДЕНСАТОРЫ

1.  Если двум изолированным друг от друга проводникам сообщить заряды q1 и q2, то между ними образуется электрическая емкость.

2.  В системе си единица электроемкости называется фарад (ф):

3.  Величина электроемкости зависит от формы и размеров проводников и свойств диэлектрика, разделяющего проводники.

4.  Система из двух проводников, разделенных диэлектриком, называется конденсатором

5.  Конденсаторы бывают плоскими, сферическими и цилиндрическими .

6.  При параллельном соединении общая электроемкость увеличивается

7.  При последовательном соединении общая электроемкость уменьшается

8.  Энергия заряженного конденсатора

ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ 4.4 ПОСТОЯННЫЙ ЭЛ. ТОК

1.  Направленное движение заряженных частиц называется электрическим током. 

2.  За направление электрического тока принято направление движения положительных свободных зарядов.

3.  Для существования электрического тока в проводнике необходимо создать в нем электрическое поле.

4.  Мерой электрического тока служит сила тока i

5.  В международной системе единиц си сила тока измеряется в амперах (а).

6.  Если сила тока и его направление не изменяются со временем, то такой ток называется постоянным.

7.  Для существования постоянного тока необходимо наличие в электрической цепи источника постоянного тока. 

8.  Силы неэлектростатического происхождения, действующие на свободные носители заряда со стороны источников тока, называются сторонними силами. 

9.  Электродвижая сила источника (эдс):

10.  Электродвижущая сила измеряется в вольтах (в).

11.  Закон Ома для однородного участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

12.  В СИ единицей электрического сопротивления проводников служит Ом .

13.  Проводник, обладающий электрическим сопротивлением, называется резистором.

14.  Графическая зависимость силы тока i от напряжения u называется вольт-амперной характеристикой, сокращенно вах

15.  Закон Ома для полной цепи: сила тока в полной цепи равна электродвижущей силе источника, деленной на сумму сопротивлений однородного и неоднородного участков цепи.

16.  Прибор для измерения разности потенциалов (напряжения) — вольтметр 

17.  Вольтметр подключается параллельно участку цепи, на котором производится измерение разности потенциалов.

18.  Прибор для измерения  силы тока в цепи амперметр.

19.  Амперметр включается последовательно в разрыв электрической цепи, чтобы через него проходил весь измеряемый ток.

20.  Измерительные приборы бывают двух видов: стрелочные (аналоговые) и цифровые.

ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ 4.5 ЗАКОНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

1.  При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников. 

2.  При параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников. 

3.  Цепи с разветвлениями, содержащие несколько источников, рассчитываются с помощью правил Кирхгофа.

4.  Точки, в которых сходятся не менее трех проводников, называются узлами

5.  Первое правило Кирхгофа: Алгебраическая сумма сил токов для каждого узла в разветвленной цепи равна нулю:

6.  Второе правило Кирхгофа алгебраическая сумма произведений сопротивления каждого из участков любого замкнутого контура разветвленной цепи постоянного тока на силу тока на этом участке равна алгебраической сумме ЭДС вдоль этого контура. 

ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ 4.6 ТЕПЛОВОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА

1.  закон Джоуля–Ленца

2.  Мощность электрического тока

3.  Мощность в СИ  выражается в – в ваттах (Вт).

4.  Полная мощность источника

5.  Во внешней цепи выделяется мощность

6.  Коэффициент полезного действия источника

ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

1.  Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение электронов под действием электрического поля.

2.  Хорошая электропроводность металлов объясняется высокой концентрацией свободных электронов

3.  Согласно классической электронной теории, электроны в металлах ведут себя как электронный газ,

4.  Из-за взаимодействия с ионами электроны могут покинуть металл, лишь преодолев так называемый потенциальный барьер.

5.  Явление сверхпроводимости заключается в том, что при низких температурах удельное сопротивление многих металлов перестает зависеть от температуры и скачком уменьшается до нуля

6.  По значению удельного электрического сопротивления полупроводники занимают промежуточное место между хорошими проводниками и диэлектриками.

7.  К полупроводникам относятся такие химические элементы как германий, кремний, селен, теллур, мышьяк и др.), огромное количество сплавов и химических соединений

8.  В полупроводниках носителями тока являются электроны и дырки

9.  Процесс образования электрона и дырки называется генерацией носителей

10.При встрече свободного электрона с дыркой, восстанавливается электронная связь между атомами германия. Этот процесс называется рекомбинацией

11.Если концентрация электронов проводимости в полупроводнике равна концентрации дырок, то такая проводимость называется собственной электрической проводимостью полупроводников

12.Проводимость полупроводников при наличии примесей называется примесной проводимостью.

13.Различают два типа примесной проводимости –электронную и дырочную проводимости. 

14.Если в полупроводнике электронов больше, чем дырок, то такая проводимость называется электронной или n типа

15.Если в полупроводнике дырок больше, чем электронов, то такая проводимость называется дырочной, или p— типа

16.Примесь атомов, способных захватывать электроны, называется акцепторной примесью.

17.Область контакта двух полупроводников с разными типами проводимости называется электронно-дырочным переходом (или n–p-переход).

18.  Способность n–p-перехода пропускать ток практически только в одном направлении используется в приборах, которые азываются полупроводниковыми диодами. 

19.  Полупроводниковые диоды обладают многими преимуществами по сравнению с вакуумными диодами – малые размеры, длительный срок службы, механическая прочность.

20.  Существенным недостатком полупроводниковых диодов является зависимость их параметров от температуры.

21.  Полупроводниковые приборы с двумя n–p-переходами называются транзисторами.

22.  Электролитами принято называть проводящие среды, в которых протекание электрического тока сопровождается переносом вещества.

23.  Носителями свободных зарядов в электролитах являются положительно и отрицательно заряженные ионы.

24.  К электролитам относятся многие соединения металлов с металлоидами в расплавленном состоянии, а также некоторые твердые вещества.

25.  Основными представителями электролитов, широко используемыми в технике, являются водные растворы неорганических кислот, солей и оснований.

26.  Прохождение электрического тока через электролит сопровождается выделением веществ на электродах. Это явление получило название электролиза.

27.  Электрический ток в электролитах представляет собой перемещение ионов обоих знаков в противоположных направлениях.

28.  Отрицательный электрод называется катодом, а положительный электрод анодом.

29.  Ионы обоих знаков появляются в водных растворах солей, кислот и щелочей в результате расщепления части нейтральных молекул. Это явление называется электролитической диссоциацией.

30.  Закон электролиза был экспериментально установлен английским физиком Майклом Фарадеем в 1833 году. 

31.  Закон Фарадея определяет количества первичных продуктов, выделяющихся на электродах при электролизе

32.  Закон Фарадея: масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна заряду q, прошедшему через электролит: M = kq = kit.

33.  Величину k называют электрохимическим эквивалентом. 

34.  Масса выделившегося на электроде вещества равна массе всех ионов, пришедших к электроду

35.  F = ena = 96485 кл / моль. – постоянная Фарадея.

36.  Постоянная Фарадея численно равна заряду, который необходимо пропустить через электролит для выделения на электроде одного моля одновалентного вещества.

37.  Закон фарадея для электролиза:

38.  Явление электролиза широко применяется в современном промышленном производстве.

ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ 4.10 МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

1.  Магнитное поле возникает в пространстве, окружающем проводники с током.

2.  Магнитное поле постоянных магнитов также создается электрическими микротоками, циркулирующими внутри молекул вещества

3.  Магнитное поле, в отличие от электрического, оказывает силовое действие только на движущиеся заряды

4.  Для описания магнитного поля существует силовая характеристика поля — вектор магнитной индукции 

5.  Вектор магнитной индукции  определяет силы, действующие на токи или движущиеся заряды в магнитном поле.

6.  За положительное направление вектора  принимается направление от южного полюса S к северному полюсу N магнитной стрелки, свободно устанавливающейся в магнитном поле.

7.  Линии магнитной индукции всегда замкнуты, они нигде не обрываются. Такие силовые поля, называются вихревыми.

8.  Картину магнитной индукции можно наблюдать с помощью мелких железных опилок, которые в магнитном поле намагничиваются и, подобно маленьким магнитным стрелкам, ориентируются вдоль линий индукции.

ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ 4.12

1.  Закон Ампера Если внести в исследуемое магнитное поле проводник с током и измерить силу, действующую на отдельный прямолинейный участок этого проводника, то эта сила будет пропорциональна силе тока I, длине Δl этого участка и синусу угла α между направлениями тока и вектора магнитной индукции: F = IBΔl sin α.

2.  Сила Ампера достигает максимального по модулю значения Fmax, когда проводник с током ориентирован перпендикулярно линиям магнитной индукции.

3.  Модуль вектора магнитной индукции равен

5.  Для определения направления силы Ампера используют правило левой руки: если расположить левую руку так, чтобы линии индукции входили в ладонь, а вытянутые пальцы были направлены вдоль тока, то отведенный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник

6.  Правило буравчика (правило правого винта): воображаемый буравчик располагается перпендикулярно плоскости, содержащей вектор  и проводник с током, затем его рукоятка поворачивается от направления тока к направлению вектора  Поступательное перемещение буравчика будет показывать направление силы Ампера  .

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ТОКОВ

1.  Если по двум параллельным проводникам электрические токи текут в одну и ту же сторону, то наблюдается взаимное притяжение проводников.

2.  В случае, когда токи текут в противоположных направлениях, проводники отталкиваются.

3.  Взаимодействие токов вызывается их магнитными полями: магнитное поле одного тока действует с силой Ампера на другой ток и наоборот. 

4.  Закон Ампера: Модуль силы, действующей на отрезок длиной Δl каждого из проводников, прямо пропорционален силам тока I1 и I2 в проводниках, длине отрезка Δl и обратно пропорционален расстоянию R между ними:

5.  Индукция магнитного поля каждого из прямолинейных проводников

6.  Магнитное поле постоянных токов различной конфигурации изучалось экспериментально французскими учеными Ж. Био и Ф. Саваром (1820 г.).

7.  Принцип суперпозиции МП: Если магнитное поле создается несколькими проводниками с током, то индукция результирующего поля есть векторная сумма индукций полей, создаваемых каждым проводником в отдельности. 

8.  Закон Био–Савара позволяет определить магнитную индукцию поля, созданного проводником с током любой конфигурации  

9.  Здесь μ0 – магнитная постоянная.

10.  Сила Ампера, действующая на отрезок проводника длиной Δl с силой тока I, находящийся в магнитном поле B, F = IBΔl sin α

11.  Сила Лоренца FЛ = qυB sin α.

12.  Направление силы Лоренца, действующей на положительно заряженную частицу, так же, как и направление силы Ампера, может быть найдено по правилу левой руки или по правилу буравчика.

13.  Период обращения частицы в однородном магнитном поле равен

14.  Период обращения не зависит от скорости υ и радиуса траектории R.

15.  Угловая скорость движения заряженной частицы по круговой траектории называется циклотронной частотой.

16.  Циклотроны – ускорители тяжелых частиц (протонов, ионов).

17.  Масс-спектрометры – устройства, с помощью которых можно измерять массы заряженных частиц – ионов или ядер различных атомов.

18.  Частицы движутся в однородном магнитном поле по спирали.

19.  Магнитное поле Земли является защитой для всего живого от потоков заряженных частиц из космического пространства.

ТЕМА 4.11 МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

1.  Физическая величина, показывающая, во сколько раз индукция  магнитного поля в однородной среде отличается по модулю от индукции  магнитного поля в вакууме, называется магнитной проницаемостью:

2.  Магнитные свойства веществ определяются магнитными свойствами атомов или элементарных частиц (электронов, протонов и нейтронов), входящих в состав атомов.

3.  В настоящее время установлено, что магнитные свойства протонов и нейтронов почти в 1000 раз слабее магнитных свойств электронов.

4.  Собственное магнитное поле электрона называют спиновым (spin – вращение).

5.  Слабо-магнитные вещества делятся на две большие группы – парамагнетики и диамагнетики.

6.  К парамагнетикам относится алюминий, хлористое железо платина, воздух и многие другие вещества.

7.  К диамагнетикам относятся медь вода, висмут и другие вещества.

8.  Явление диамагнетизма было открыто М. Фарадеем (1845 г.).

9.  Вещества, способные сильно намагничиваться в магнитном поле, называются ферромагнетиками

10.  К ферромагнетикам относятся – сталь, железо, никель, кобальт, гадолиний

11.  Для каждого ферромагнетика существует определенная температура (так называемая температура или точка Кюри), выше которой ферромагнитные свойства исчезают, и вещество становится парамагнетиком.

12.  Ферромагнитные материалы делятся на две большие группы – на магнито-мягкие и магнито-жесткие материалы.

13.  Магнито-мягкие ферромагнитные материалы применяются в приборах переменного тока, в которых происходит непрерывное перемагничивание, то есть изменение направления магнитного поля (трансформаторы, электродвигатели и т. п.).

14.  К магнито — мягким материалам относятся чистое железо, электротехническая сталь и некоторые сплавы.

15.  Магнито-жесткие материалы сохраняют в значительной мере свою намагниченность и после удаления их из магнитного поля.. Их используют в основном для изготовления постоянных магнитов.

16.  Магнитная проницаемость μ ферромагнетиков  сильно зависит от индукции B0 внешнего поля.

17.  Намагничивание ферромагнетиков зависит от предыдущего состояния материала. Это явление называется гистерезисом.

18.  Кривая намагничивания ферромагнитного образца представляет собой петлю сложной формы, которая называется петлей гистерезиса 

19.  У магнито-мягких материалов петля гистерезиса «узкая».

20.  У магнито-жестких материалов петля гистерезиса «широкая»

21.  Ферромагнетизм объясняется тем, что внутри кристалла ферромагнетика возникают самопроизвольно намагниченные области — домены.

ТЕМА 4.14 ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

1.  Явление электромагнитной индукции было открыто выдающимся английским физиком М. Фарадеем в 1831 г.

2.  Явление электромагнитной индукции  заключается в том, что если замкнутый проводящий контур пронизывает переменный магнитный поток, то в этом контуре возникает электрический ток

3.  Магнитный поток Φ через площадь S контура Φ = B · S · cos α,

где B – модуль вектора магнитной индукции, α – угол между вектором  и нормалью  к плоскости контура

4.  Единица магнитного потока в системе СИ называется вебером (Вб).

5.  Фарадей экспериментально установил, что при изменении магнитного потока в проводящем контуре возникает ЭДС индукции Eинд, равная скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой со знаком минус:

6.  Правило Ленца:  Индукционный ток, возбуждаемый в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, всегда направлен так, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего индукционный ток.

7.  Правило Ленца выражает закон сохранения энергии.

8.  ЭДС самоиндукции согласно правилу Ленца, препятствует изменению тока в контуре.

9.  Собственный магнитный поток Φ, пронизывающий контур или катушку с током, пропорционален силе тока I: Φ = LI.

10.  L – это коэффициентом самоиндукции или индуктивность катушки.

11.  Единица индуктивности в СИ называется генри (Гн).

12.  Формуле Фарадея ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна индуктивности катушки и скорости изменения силы тока в ней.

13.  Энергия Wм магнитного поля катушки с индуктивностью L, создаваемого током I, равна