Читайте также:
|
Изучение электрических и магнитных явлений было в основном проведено в XIX в. Эти явления связаны с особой формой существования материи_ электромагнитным полем. Электромагнитные взаимодействия не только объясняют все электромагнитные явления, но и обеспечивают силы, обусловливающие существование вещества на атомном и молекулярном уровнях как единого целого. Важность изучения теории электромагнитного поля связана с тем, что она включает всю оптику, так как свет представляет собой электромагнитное излучение. Основой теории электромагнитного поля является теория Максвелла. Уравнения Максвелла установили тесную связь между электрическим и магнитными явлениями, которые раньше рассматривали как независимые. Максвелл дал определение такому важнейшему понятию физики, как электромагнитное поле.
Изучение основ электродинамики начинается с электрического поля в вакууме. Эта тема является фундаментом раздела, включающего электростатику и постоянный ток. Особое внимание при изучении этого раздела следует обратить на закон сохранения электрического заряда, инвариантность его в теории относительности, на силовую и энергетическую характеристики поля (напряженность, потенциал) и связь между ними.
При изучении электрического поля в диэлектриках следует представлять механизм поляризации полярных и неполярных диэлектриков и преимущество вектора электрического смещения перед вектором напряженности для описания электрического поля в неоднородных диэлектриках.
При изучении вопроса об энергии заряженных проводников и конденсаторов студент должен обратить внимание на то, что в рамках электростатики нельзя однозначно решить вопрос о локализации этой энергии. С равны правом можно считать, что энергией обладают как заряженные проводники, так и создаваемое ими электрическое поле.
Изучение темы «Постоянный электрический ток» следует начать с классической электронной теории проводимости металлов и на ее основе рассмотреть законы Ома и Джоуля– Ленца следует четко разграничивать такие понятия, как разность потенциалов, электродвижущая сила и электрическое напряжение.
Изучая раздел «Магнитное поле», студент должен уделить особое внимание закону Ампера, знать и уметь применять закон Био–Савара–Лапласа для расчета магнитной индукции или напряженности магнитного поля прямолинейного и кругового токов, а также закон полного тока (циркуляция вектора магнитной индукции) для расчета магнитного поля тороида и длинного соленоида. При изучении вопроса, связанного с действием магнитного поля на движущиеся заряды, нужно уметь применять силу Лоренца для определения направления движения заряженных частиц в магнитном поле, представлять себе принцип действия циклических ускорителей заряженных частиц, а также определять работу перемещения проводника и контура с током в магнитном поле.
При изучении явления электромагнитной индукции необходимо усвоить,что механизм возникновения ЭДС индукции имеет электронный характер, Изучив основной закон электромагнитной индукции Фарадея– Максвелла, студент на его основе должен уметь вывести и применять для расчетов формулу электродвижущей силы индукции и энергию магнитного поля.
Изучение магнитных свойств вещества носит в основном описательный характер. Студент при этом должен уяснить, что магнитное поле, в отличие от электрического, является вихревым.
Студенту следует ясно представлять себе физический смысл уравнений Максвелла (в интегральной форме), знать, что переменные электрическое и магнитное поля взаимосвязаны, они поддерживают друг друга и могут существовать независимо. Под энергией электромагнитного поля следует подразумевать сумму энергий электрического и магнитного полей.
Вопросы для самоподготовки
1. Электрические заряды. Элементарный заряд. Дискретность заряда. Инвариантность заряда. Закон сохранения заряда. Электрическое поле. Напряжённость электрического поля.
2. Закон Кулона. Напряжённость электрического поля точечного заряда. Принцип суперпозиции.
3. Поток вектора напряжённости электрического поля. Теорема Гаусса. Применение теоремы Гаусса к расчёту электрического поля.
4. Работа электростатического поля. Циркуляция вектора напряжённости. Потенциал. Потенциал поля точечного заряда и системы зарядов. Связь потенциала с напряжённостью.
5. 29. Электрический диполь. Дипольный момент. Диполь во внешнем электростатическом поле. Момент сил, действующих на диполь. Энергия диполя во внешнем поле.
6. Диэлектрики. Полярные и неполярные молекулы. Поляризация диэлектриков. Электронная, ориентационная и ионная поляризации. Поляризованность. Поляризованные заряды.
7. Теорема Гаусса для электрического поля в диэлектрике. Электрическое смещение. Диэлектрическая восприимчивость и диэлектрическая проницаемость.
8. Проводники в электростатическом поле. Поле внутри проводника и у его поверхности. Распределение зарядов в проводнике. Электроёмкость. Конденсаторы. Ёмкость плоского конденсатора.
9. Энергия взаимодействия электрических зарядов. Энергия заряженного проводника. Энергия конденсатора. Объёмная плотность энергии электростатического поля.
10. Электрический ток. Сила и плотность тока. Электродвижущая сила и напряжение; Закон Ома в интегральной и дифференциальной формах. Сопротивление проводников. Удельное сопротивление.
11. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.
12. Электропроводность металлов. Носители тока в металлах. Причина электрического сопротивления. Температурная зависимость сопротивления. Сверхпроводимость.
13. Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в магнитном поле.
14. Сила Ампера. Работа, совершаемая при перемещении проводника с током в магнитном поле.
15. Контур с током в магнитном поле. Момент сил, действующих на контур. Магнитный момент. Энергия контура с током в магнитном поле.
16. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчёту магнитного поля.
17. Теорема Гаусса и теорема о циркуляции (закон полного тока) для магнитного поля. Применение закона полного тока к расчёту магнитного поля.
18. Магнитное поле длинного соленоида. Потокосцепление. Индуктивность, Индуктивность длинного соленоида.
19. Индукция токов в движущихся проводниках. Электродвижущая сила индукции. Вращение рамки в магнитном поле. Генераторы переменного тока.
20. Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Вихревое электрическое поле.
21. Явление самоиндукции. Электродвижущая сила самоиндукции. Магнитная энергия тока. Объёмная плотность энергии магнитного поля.
22. Магнитные моменты атомов. Диа- и парамагнетизм. Намагниченность. Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Напряжённость магнитного поля. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость.
23. Ферромагнетики. Кривая намагничивания. Магнитный гистерезис,
Остаточное намагничивание. Коэрцитивная сила. Магнитная проницаемость ферромагнетика.
24. Ток смещения. Система уравнений Максвелла в интегральной форме. Физический смысл уравнений Максвелла. Материальные уравнения.
Студент должен самостоятельно изучить тему: «Диэлектрики в электрическом поле».
Дата добавления: 2014-11-24; просмотров: 102 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |