Пояснение к рабочей программе
Изучение основ электродинамики традиционно начинается с электрического поля в вакууме. Силовой характеристикой электрического поля является напряженность , энергетической - потенциал φ. Следует обратить внимание на связь между
и φ . Для вычисления силы взаимодействия между двумя точными зарядами и вычисления напряженности электрического поля, созданного точечным зарядом, нужно уметь применять закон Кулона. Для вычисления напряженностей полей, созданных протяженными зарядами (заряженной нитью, плоскостью и т.д.), применяется теорема Гаусса. Для системы электрических зарядов необходимо применять принцип суперпозиции (задачи 201-220 контрольной работы).
При изучении темы "Постоянный ток" необходимо рассмотреть во всех формах законы Ома и Джоуля-Ленца. В контрольной работе это задачи 221- 230. При изучении "Магнетизма" необходимо иметь в виду, что магнитное поле порождается движущимися зарядами и действует на движущиеся заряды. Здесь следует обратить внимание на закон Био-Савара-Лапласа. Нужно знать этот закон и уметь применять его для расчета вектора магнитной индукции - основной характеристики магнитного поля (в контрольной работе это задачи 231-240). Особое внимание следует обратить на силу Лоренца и рассмотреть движение заряженной частицы в магнитном поле (задачи 241-250).
При изучении явления электромагнитной индукции необходимо усвоить, что механизм возникновения ЭДС индукции имеет электронный характер. Основной закон электромагнитной индукции - это закон Фарадея-Ленца. Согласно этому закону, ЭДС индукции в замкнутом контуре возникает при изменении магнитного потока, сцепленного с контуром. Необходимо знать, как вычисляется магнитный поток, ЭДС индукции, как рассчитывается работа по перемещению замкнутого контура с током в магнитном поле и энергия магнитного поля (в контрольной работе задачи 251-260).
Электрические и магнитные явления связаны особой формой существования материи - электромагнитным полем. Основой теории электромагнитного поля является теория Максвелла.
В программе большое внимание уделяется изучению уравнений Максвелла. Эти уравнения могут быть записаны в двух формах: в интегральной и дифференциальной. Уравнения Максвелла удовлетворяют принципу относительности: они инвариантны относительно преобразований Лоренца. Основным следствием теории Максвелла является вывод о существовании электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света.
Основные формулы
Закон Кулона: где ![]() ![]() ![]() | ![]() |
Напряженность электрического поля: где ![]() ![]() | ![]() |
Напряженность поля на расстоянии r от источника поля: точечного зарядабесконечно длинной заряженной нити с линейной плотностью заряда τ: равномерно заряженной бесконечной плоскости с поверхностной плотностью заряда σ:между двумя разноименно заряженными плоскостями | ![]() ![]() ![]() ![]() |
Потенциал электрического поля: где W - потенциальная энергия заряда ![]() | ![]() |
Потенциал поля точечного заряда на расстоянии r от заряда: | ![]() |
По принципу суперпозиции полей, напряженность: | ![]() |
Потенциал: где ![]() | ![]() |
Работа сил электрического поля по перемещению заряда q из точки с потенциалом ![]() ![]() | ![]() |
Связь между напряженностью и потенциалом для неоднородного поля:для однородного поля: | ![]() ![]() |
Электроемкость уединенного проводника: | ![]() |
Электроемкость конденсатора: где ![]() | ![]() |
Электроемкость плоского конденсатора: где S - площадь пластины (одной) конденсатора, d - расстояние между пластинами. | ![]() |
Энергия заряженного конденсатора: | ![]() |
Сила тока: | ![]() |
Плотность тока: где S - площадь поперечного сечения проводника. | ![]() |
Сопротивление проводника: ρ - удельное сопротивление; l - длина проводника; S - площадь поперечного сечения. | ![]() |
Закон Ома для однородного участка цепи:в дифференциальной форме:для участка цепи, содержащего ЭДС: где ε - ЭДС источника тока, R и r - внешнее и внутреннее сопротивления цепи; для замкнутой цепи: | ![]() ![]() ![]() ![]() |
Закон Джоуля-Ленца для однородного участка цепи постоянного тока: где Q - количество тепла, выделяющееся в проводнике с током, t - время прохождения тока; для участка цепи с изменяющимся со временем током: | ![]() ![]() |
Мощность тока: | ![]() |
Связь магнитной индукции и напряженности магнитного поля: где ![]() ![]() ![]() ![]() | ![]() |
Магнитная индукция (индукция магнитного поля): в центре кругового тока где R - радиус кругового тока, поля бесконечно длинного прямого тока где r - кратчайшее расстояние до оси проводника; поля, созданного отрезком проводника с током где ![]() | ![]() ![]() ![]() ![]() |
Сила Лоренца: по модулю где ![]() ![]() ![]() | ![]() ![]() |
Поток вектора магнитной индукции (магнитный поток через площадку S): для однородного магнитного поля , где α - угол между вектором ![]() | ![]() ![]() |
Потокосцепление (полный поток): где N - число витков катушки. | ![]() |
Закон Фарадея-Ленца: где ![]() | ![]() |
ЭДС самоиндукции: где L - индуктивность контура. | ![]() |
Индуктивность соленоида: где n - число витков на единицу длины соленоида, V - объем соленоида. | ![]() ![]() |
Энергия магнитного поля: | ![]() |
Заряд, протекающий по замкнутому контуру при изменении магнитного потока через контур: где ![]() | ![]() |
Работа по перемещению замкнутого контура с током I в магнитном поле: | ![]() |