Методические указания по изучению

ДИСЦИПЛИНЫ СПЕЦИАЛЬНЫЕ РАЗДЕЛЫ ФИЗИКИ

Программа дисциплины состоит из четырех тем. В процессе изучения материала студент должен выполнить одну контрольную работу и сдать зачет по рассмотренному материалу.

Ниже по каждой теме приводятся ссылки на литературу с указанием глав и параграфов, в которых излагается данная тема, а также страниц учебника и номеров вопросов, задач для самостоятельного решения. Номер учебника, указанный в квадратных скобках, соответствует его номеру
в списке литературы. Далее приводятся вопросы для самопроверки,
на которые следует отвечать после изучения каждой темы.

В завершение приводятся основные определения и соотношения, которые студент должен знать и которыми должен уметь пользоваться.

Тема 1. Основы электростатики

Литература: [1], §1,§5-6, §13, § 24-27; [2] §1.1-1.9; примеры решения задач: [5], стр. 193, примеры 3.4 – 3.25.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое электрический заряд?

2. Что такое электростатическое поле и какими величинами оно характеризуется?

3. Сформулируйте теорему Остроградского-Гаусса.

4. Как определяется работа по перемещению заряда
в электростатическом поле?

5. Чему равна напряженность поля внутри проводника?

6. Что такое электроемкость проводника и конденсатора?

7. Назовите основные виды конденсаторов и приведите формулы их электроемкостей.

Студент должен знать и уметь пользоваться следующими основными

определениями и соотношениями.

Основные характеристики электростатического поля: силовая характеристик – напряженность Е = , где F – сила, действующая на пробный заряд q _0, и энергетическая характеристика – потенциал φ = ,
где W _p – потенциальная энергия заряда в поле.

Согласно теореме Остроградского-Гаусса, поток вектора напряженности равен

Ф _Е = =

Работа, совершаемая силами поля при перемещении заряда q из точки 1 в точку 2 равна:

А ₁₂ = q (φ₁ – φ₂) = q Δφ.

Конденсатор – устройство, состоящее из двух проводников, разделенных слоем диэлектрика. Емкость конденсатора С = , где Δφ – разность потенциалов между обкладками. Емкость плоского конденсатора
С = , где ε₀ Ф/м – электрическая постоянная, ε₀ = 8,85.10^-12 Ф/м;
ε - диэлектрическая проницаемость диэлектрика; S – площадь пластин конденсатора; d – расстояние между пластинами.

Выражение для энергии электростатического поля может быть представлено в любом из следующих видов:

W = = = ,

где U– напряжение на конденсаторе.