Вопросы по дисциплине «Электричество и магнетизм»

Вопросы по дисциплине «Электричество и магнетизм»
для студентов 2 курса физического факультета
1. Сравнение
сил
электромагнитного
взаимодействия
с
другими
взаимодействиями. Роль электромагнитных явлений в природе.
2. Дискретность электрического заряда. Опыты Милликена. Резонансный
метод измерения заряда.
3. Микроскопические носители заряда. Инвариантность заряда.
4. Закон Кулона. Полевая трактовка закона Кулона.
5. Принцип суперпозиции электрических полей.
6. Электростатическая теорема Гаусса для точечного заряда.
7. Дифференциальная формулировка закона Кулона. Электрические заряды как
источники и стоки напряженности электрического поля.
8. Электростатическая теорема Гаусса для системы точечных зарядов и для
непрерывно распределенного заряда.
9. Потенциальный характер электростатического поля. Дифференциальная
формулировка потенциальности поля.
10.Скалярный характер электростатического поля. Связь напряженности с
потенциалом. Разность потенциалов и работа.
11.Электрический потенциал точечного заряда и системы точечных зарядов.
12.Электростатическое поле и плотность зарядов внутри проводника.
13.Электростатическое поле вблизи поверхности проводников. Зависимость
поверхностной плотности заряда от кривизны поверхности.
14.Металлические экраны.
15.Потенциал проводника. Емкость уединенного проводника и системы
проводников. Конденсаторы. Емкость конденсаторов.
16.Электрический дипольный момент электрически нейтральной системы.
Независимость дипольного момента от выбора начала координат.
17.Диэлектрики. Поляризация диэлектриков. Полярные и неполярные
диэлектрики.
18.Электрические явления в контактах проводников. Контактная разность
потенциалов. Термо-ЭДС.
19.Свободные и связанные заряды внутри диэлектриков. Вектор электрической
индукции. Диэлектрическая проницаемость..
20.Электростатическая теорема Гаусса при наличии диэлектриков.
Напряженность электростатического поля внутри диэлектрика.
21.Граничные условия для вектора электрической индукции. Емкость
конденсатора, заполненного диэлектриком.
22.Преломление силовых линий электростатического поля на границе раздела
диэлектриков.
23.Сегнетоэлектрики и их свойства.
24.Пьезоэлектрики. Пьезоэффект и электрострикция, их применение.
25.Энергия электростатического поля. Объемная плотность энергии.
26.Энергия заряженных проводников. Энергия конденсаторов.
27.Энергия электрического диполя во внешнем поле. Силы, действующие на
точечный заряд, на диполь и на диэлектрик в электростатическом поле.
28.Постоянный электрический ток. Вектор плотности тока.
29.Закон сохранения заряда. Два аспекта закона сохранения заряда.
Дифференциальная формулировка закона.
30.Закон Ома. Дифференциальная форма закона Ома. Электрическое поле
внутри проводника с током и вблизи его поверхности.
31.Сторонние электродвижущие силы. Природа сторонней ЭДС. Закон Ома для
полной цепи и неоднородного участка цепи.
32.Закон Джоуля-Ленца. Дифференциальная формулировка закона.
33.Классическая теория электропроводности. Вывод закона Ома и закона
Джоуля-Ленца с помощью классической теории электропроводности.
34.Опыты Толмена и Стюарта. Электроны как носители тока в металлах.
Эффект Холла.
35.Выражение вектора поляризации через объемную плотность связанных
зарядов. Граничное условие для вектора поляризации.
36.Эффект Пельтье и эффект Томсона.
37.Электропроводность газов. Самостоятельный и несамостоятельный разряды.
Типы газовых разрядов и их особенности.
38.Электрический ток в вакууме. Явление термоэлектронной эмиссии.
Зависимость плотности тока насыщения от температуры. Работа выхода
электрона и уровень Ферми.
39.Закон трех – вторых. Распределение электрического потенциала между
электродами.
40.Стационарное магнитное поле. Сила Лоренца и сила Ампера.
41.Устройство и принцип действия полупроводникового диода и транзистора.
42.Закон взаимодействия элементов тока (закон Био-Савара-Лапласа-Ампера).
43.Полевая трактовка магнитного взаимодействия. Закон Био-Савара.
Магнитное поле, создаваемое прямолинейным бесконечным током. Сила
взаимодействия двух прямолинейных бесконечных токов.
44.Закон полного тока и его дифференциальная формулировка.
45.Вихревой характер магнитного поля. Векторный потенциал.
46.Магнитный момент элементарного тока. Магнитное поле, создаваемое
элементарным током.
47.Магнетики. Магнитное поле при наличии магнетиков. Вектор
намагниченности. Выражение объемной плотности связанных токов через
вектор намагниченности.
48.Поверхностные связанные (молекулярные) токи. Граничные условия для
вектора намагниченности.
49.Вектор напряженности магнитного поля. Магнитная проницаемость и
магнитная восприимчивость. Граничные условия для векторов
напряженности и индукции магнитного поля.
50.Классическая теория диамагнетизма. Сущность явления диамагнетизма.
51.Парамагнетики. Теория Ланжевена парамагнитной восприимчивости. Закон
Кюри-Вейсса.
52.Ферромагнетики и их свойства.
53.Момент силы, действующий в магнитном поле на элементарный круговой
ток. Сила, действующая на магнитный момент в неоднородном магнитном
поле.
54.Объемные силы, действующие на магнетики в неоднородном магнитном
поле..
55.Энергия магнитного поля. Объёмная плотность энергии магнитного поля.
Энергия магнитного момента во внешнем поле.
56.Возникновение ЭДС в движущемся проводнике. Природа сторонней
электродвижущей силы.
57.Закон электромагнитной индукции Фарадея. Направление индукционного
тока, правило Ленца. Принцип действия генератора переменного тока.
58.Дифференциальная формулировка закона электромагнитной индукции.
Вихревой характер индукционного электрического поля.
59.Явление самоиндукции. Индуктивность контура. Электрическая цепь,
обладающая активным сопротивлением и индуктивностью.
60.Электрическая цепь, обладающая активным сопротивлением и емкостью.
Токи зарядки и разрядки конденсатора.
61.Электрическая цепь, обладающая активным сопротивлением, емкостью и
индуктивностью при гармоническом изменении внешней ЭДС. Импеданс.
Сдвиг фаз между током и напряжением. Резонанс напряжений.
62.Мощность переменного тока. Эффективное значение силы тока и
напряжения. Коэффициент мощности.
63. Спин электрона. Гиромагнитные эффекты.
64.Ток смещения. Порождение магнитного поля изменяющимся электрическим
полем. Электромагнитные волны.
65.Система уравнений Максвелла и их физический смысл.
66.Объёмная плотность энергии электромагнитного поля. Вектор Умова –
Пойнтинга.
67.Законы электролиза Фарадея.
68.Сравнительная характеристика проводимости металлов, диэлектриков и
полупроводников. Зонная теория. Собственная и примесная проводимость
полупроводников. Явление сверхпроводимости.
69.Скин-эффект.
70.Принцип действия трансформатора.