Вопросы для внутрисеместрового контроля на лекциях

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГТУ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ СТАЛИ И
СПЛАВОВ»
Институт Базового Образования
Кафедра Физики
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО ДИСЦИПЛИНЕ
ФИЗИКА
Часть II
Электричество и магнетизм
ВОПРОСЫ ДЛЯ ВНУТРИСЕМЕСТРОВОГО КОНТРОЛЯ НА
ЛЕКЦИЯХ
Москва 2006 г.
Лекция 1. Предмет классической электродинамики. Электрическое поле.
Напряженность электрического поля.
1. Как записывается закон Кулона в скалярной форме в СИ?
1) F=q1q2/(4or)2;
2) F=4 q1q2/(or2);
3) F=q1q2/(4or2);
4) F=4oq1q2/r2.
2. Какую размерность имеет напряженность электрического поля в СИ?
1) Вм;
2) В/м2;
3) В/м;
4) Вм2.
3. Какая из приведенных формул определяет напряженность электрического поля
точечного заряда?
1) E=qr/(4or3);
2) E=4qr/(or3);
3) E=4oqr/r3;
4) E=qr/(4or2).
4. Какая сила действует на точечный заряд q , помещенный в электрическое поле
напряженностью E?
1) F=q(Er)r/r2;
2) F=q[Er]/r;
3) F=qE;
4) F=q[r[Er]]/r2.
5. Какое из приведенных выражений отражает суть принципа суперпозиции
электрических полей?
1) E=E1+ E2 +…; 2) E= - (E1+ E2 +…); 3) E=E1+2E2 +3E3+…; 4) En=E1 E2 E3…
Лекция 2. Основные уравнения электростатики в вакууме.
1. Как формулируется теорема Гаусса для электрического поля в вакууме?
 
 
 
1)  EdS  0;
2)  EdS  1 /  0  qi ;
3)  EdS   qi .
S
i
S
i
S
2. Какое из соотношений правильно отображает связь между циркуляцией и работой
сил электростатического поля по перемещению точечного заряда вдоль замкнутого
контура?
 
1) A  q  Edl  0;
 
2) A  q  Edl  qU  0;
l
 
3) A  q  Edl  qU  0.
l
l
3. Какая из приведенных формул определяет работу по перемещению точечного
заряда q в электрическом поле между точками с потенциалами 1 и 2?
1) A=q(1 + 2);
2) A=q(1 - 2);
3) A=q(1 - 2)2/2;
4) A=q(1 + 2)2/2.
4. Зависит ли эта работа от выбора пути перемещения заряда?
1) не зависит;
2) зависит;
3) равна нулю по любому пути.
5. Как записывается связь между напряженностью и потенциалом
электростатического поля в дифференциальной форме?
1) E= d/d r;
2) E=(rgrad)/r;
3) E= - grad;
4) E=grad.
Лекция 3. Электростатическое поле в диэлектриках.
1. Какую размерность имеет вектор поляризации в СИ?
1) Кл/м;
2) Кл/м2;
3) Клм;
4) Клм2.
2. Как определяется вектор электрического смещения (электрической индукции)?
1) D= oE;
2) D= o(E + P);
3) D= oE +P;
4) D= E +P/o.
3. Какая из приведенных формул определяет связь между D и E в однородном и
изотропном диэлектрике?
1) D= o(+1)E;
2) D= o(-1)E;
3) D= oE;
4) D= oE.
4. Как формулируется теорема Гаусса для электрического поля в диэлектриках?
 
 
 
1)  DdS  0;
2)  DdS   qi ;
3)  EdS   qi .
S
S
i
S
i
5. Какие условия выполняются для электрического поля на границе раздела двух
диэлектриков?
1) Dn1=Dn2;
2) En1=En2;
3) Dt1=Dt2;
4) Et1=Et2.
Лекция 4. Проводники в электростатическом поле. Конденсаторы. Энергия
электрического поля.
1. Какая связь существует между зарядом q и потенциалом  уединенного
проводника?
1) q=C/;
2) =Cq;
3) q=C;
4) =C/q.
2. Как зависит емкость конденсатора C от диэлектрической проницаемости среды ,
заполняющей пространство между обкладками конденсатора, имеющего в вакууме
емкость С0?
1) C=oCo;
2) C=o-1Co ;
3) C=Co;
4) C=-1Co.
3. По какой из приведенных формул рассчитывается емкость цилиндрического
конденсатора (кабеля)?
1) C=2olln(R2/R1); 2) C=2ol/(R2/R1); 3) C=2ol(R2/R1); 4) C=2ol/ln(R2/R1).
4. Как найти общую емкость при последовательном соединении нескольких
конденсаторов?
1) C-1=C1-1+C2-1+…;
2) C=C1+C2+…; 3) C2=C12+C22+…; 4) C-1=(C1+C2+…)-1.
5. По какой из приведенных формул определяется энергия электрического поля?
1) WE=(EE)V/2;
2) WE=(ED)V/2;
3) WE=(DD)V/2;
4) WE=|[ED]|V/2.
Лекция 5. Постоянный электрический ток.
1. Как записывается закон Ома для однородного участка цепи?
1) U=I/R;
2) I=UR;
3) R=IU;
4) U=IR.
2. Какой вид имеет закон Ома в дифференциальной форме?
1) j=E;
2) j=-1E;
3) =(jE);
4) E=j.
3. Какой из приведенных формул определяется напряжение на зажимах источника
тока?
1) U=E;
2) U=E – I r;
3) U=E +I r;
4) U=I r.
4. Как записывается закон Ома для замкнутой цепи?
1)E=IR;
2)E=I(R+r);
3)U=I(R+r);
4)U=IR.
5. Какой вид имеет закон Джоуля - Ленца в интегральной форме?
2) Q=I2Rt;
1) Q=kIRt;
3) Q=kIR2t;
4) Q=I2R.
Лекция 6. Основы классической теории электропроводности металлов.
1. Какой вывод следует из опыта Толмена и Стюарта?
Носителями тока в металлах являются: 1) анионы; 2) катионы; 3) электроны; 4) дырки.
2. Как электропроводность металла зависит от средней длины свободного пробега
электрона по классической теории Друде - Лоренца?
1)  ~ ;
2)  ~ -1;
3)  ~ 2;
4)  не зависит от .
3. Какую зависимость удельного сопротивления металлов от температуры
предсказывает теория Друде - Лоренца?
1)  ~ T;
2)  ~ T1/2;
3)  ~ T-1;
4)  ~ T2.
4. Как зависит удельное сопротивление металлов от температуры вблизи Т300 К?
1)  ~ T;
2)  ~ T1/2;
3)  ~ T-1;
4)  ~ T2.
5. Какая из приведенных зависимостей между коэффициентами электропроводности
 и теплопроводности  выражает собой закон Видемана – Франца для металлов?
1) /=const;
2) / ~ T-1;
3) / ~ T ;
4) / ~ T1/2.
Лекция 7. Электрический ток в различных средах.
1. Какое из приведенных соотношений между напряжениями зажигания Uз и гашения
Uг выполняется при самостоятельном газовом разряде?
1) Uз=Uг ;
2) Uз > Uг ;
3) Uз < Uг .
2. Как связаны между собой количество вещества m, выделившегося на каждом из
электродов при электролизе, с полным зарядом q, протекшим через электролит
(закон Фарадея)?
2) m ~ q2;
1) m ~ q;
4) m не зависит от q.
3) m ~ q1/2;
3. Какое из утверждений относительно зависимости работы выхода электрона из
металла от температуры верно?
2) A ~ T2;
1) A ~ T;
4) A не зависит от Т.
3) A ~ T1/2;
4. Какая из приведенных зависимостей между силой тока I и напряжением U
именуется законом Богуславского – Лэнгмюра?
1) I=ConstU1/2;
2) I=ConstU;
3) I=ConstU3/2;
4) I=ConstU2.
5. Как зависит ток насыщения вакуумного диода от температуры (формула
Ричардсона)?
1) jнас=BTexp(-A/kT); 2) jнас=Bexp(-A/kT); 3) jнас=BT1/2exp(A/kT); 4) jнас=BT2exp(-A/kT)
Лекция 8. Магнитное поле.
1. Как зависит сила взаимодействия двух элементов тока от расстояния между ними?
1) F ~ r;
2) F~r-1;
3) F~r-2;
4) F~r-3.
2. Какое из приведенных выражений отражает суть принципа суперпозиции
магнитных полей?
1) H=H1+ H2 +…; 2) H= - (H1+ H2 +…); 3) H=H1+2H2 +3H3+…; 4) Hn=H1 H2 H3…
3. Как записывается закон Био – Савара – Лапласа в векторном виде в СИ?
1) dH=Idl/(4r2);
2) dH=Idr/(4r2);
3) dH=Idl r/(4r3);
4) dH=I [dl r]/(4r3).
4. По какой формуле определяется напряженность магнитного поля в центре
кругового витка с током?
1) H=I/(2R);
2) H=I/(2R);
3) H=2I/R;
4) H=2I/R.
5. Как направлено собственное магнитное поле движущегося заряда по отношению к
скорости заряда?
1) параллельно;
2) антипараллельно;
3) перпендикулярно;
4) под углом 45o.
Лекция 9. Контур с током в постоянном магнитном поле.
1. По какой формуле определяется собственный магнитный момент контура с током?
1) pm=ISn;
2) pm=2ISn;
3) pm=2ISn;
4) pm=ISn.
2. Какой момент сил действует на контур с током в однородном магнитном поле?
1) M=o[pm H]/(4);
2) M=[pm B];
3) M=4o [pm H];
3. Какой энергией обладает контур с током в магнитном поле?
4) M=[pm B]/(4).
2) W= - o(pm H)/2;
1) W= - (pm B);
3) W= - 4(pm B);
4) M= - (pm B)/(4).
4. Какая работа совершается при перемещении проводника с током в магнитном
поле?
1) A= I(Ф2 - Ф1)/2;
2) A=I(Ф1 – Ф2);
3) A=I(Ф1 + Ф2)/2;
4) A=I(Ф2 – Ф1).
5. Какую элементарную работу dA необходимо совершить, чтобы повернуть контур с
током в магнитном поле на угол d?
1) dA= - [Md];
2) dA= [Md]/2;
3) dA= [Md];
4) dA= - [Md]/2.
Лекция 10. Основные уравнения магнитостатики в вакууме.
1. Как формулируется теорема Гаусса для магнитного поля в вакууме?
 
 
 
1)  BdS  0;
2)  BdS  0;
3)  Bdl  0.
S
S
l
2. Какое основное свойство магнитного поля отражено в теореме Гаусса?
1) потенциальность;
2) соленоидальность;
3) не отражает никаких свойств.
3. Как формулируется терема о циркуляции магнитного поля в интегральной форме?
 
 
 
1)  Hdl  0;
2)  Hdl   I i ;
3)  Hdl  4  I i .
l
i
l
i
l
4. Как формулируется терема о циркуляции магнитного поля в дифференциальной
форме?
1) divH=(jn);
2) rotH=0;
3) divH=0;
4) rotH=j.
5. По какой формуле определяется напряженность магнитного поля на оси прямого
длинного соленоида?
1) H=In;
2) H=I/n;
3) H=In2;
4) H=2In.
Лекция 11. Магнитное поле в веществе.
1. Какую размерность имеет вектор намагничивания в СИ?
1) Ам;
2) А/м;
3) Ам2;
4) А/м2.
2. Как определяется индукция магнитного поля?
1) B=o(H+J);
2) B=oH+J;
3) B=(H+J)/o;
4) B=oH – J.
3. Какая из приведенных формул определяет связь между B и H в однородном и
изотропном магнетике?
1) B=o( - 1)H;
2) B=oH;
3) B=o ( + 1)H;
4) B=oH.
4. В каких из перечисленных магнетиков эта связь не имеет места?
1) диамагнетик;
2) парамагнетик;
5) антиферромагнетик;
3) ферромагнетик;
6) сверхдиамагнетик.
4) ферримагнетик;
5. Какие условия выполняются для магнитного поля на границе раздела двух
магнетиков?
1) Bn1=Bn2;
2) Hn1=Hn2;
3) Bt1=Bt2;
4) Ht1=Ht2.
Лекция 12. Основы электронной теории магнетизма.
1. Зависит ли диамагнитная восприимчивость вещества  от температуры?
1)  ~ T;
2)  ~ 1/T;
3)  ~ exp(C/T);
4)  не зависит от Т.
2. По какой формуле определяется зависимость парамагнитной восприимчивости
вещества от температуры (закон Кюри)?
1) =СT1/2;
2) =С/T;
3) =СT3;
4) =СT.
3. Как связаны между собой площадь петли гистерезиса S и потери энергии W,
затрачиваемой на перемагничивание ферромагнитного образца за один цикл?
1) S ~ W;
2) S ~ W1/2;
3) S ~ W-1;
4) S ~ W2.
4. Какую размерность имеет коэрцитивная сила?
1) Ам;
2) А/м;
3) Ам2;
4) А/м2.
5. Для какой области температур справедлив закон Кюри – Вейсса?
1) T > Tк;
2) T < Tк;
3) справедлив при всех температурах.
Лекция 13. Движение заряженных частиц в постоянных электрическом и магнитном
полях.
1. Каким общим выражением определяется сила, действующая на движущуюся в
электромагнитном поле заряженную частицу?
1) F=q [vB];
2) F=qE;
3) F=q(E + [vB]);
4) F=q(E + [Bv]).
2. Как направлена сила Лоренца по отношению к скорости частицы?
1) параллельно;
2) антипараллельно;
3) перпендикулярно;
4) под углом 45o.
3. Какой вид будет иметь траектория движения заряженной частицы, влетевшей
перпендикулярно к силовым линиям электрического поля?
1) прямой линии;
2) окружности;
3) параболы;
4) гиперболы.
4. Какой вид имеет траектория движения заряженной частицы в магнитном поле, если
ее скорость в любой момент времени направлена под одним и тем же углом к
силовым линиям поля?
1) окружности; 2) винтовой линии с постоянным шагом; 3) винтовой линии с
увеличивающимся шагом; 4) раскручивающейся спирали.
5. Как зависит период Т обращения частицы в магнитном поле от ее скорости?
1) T не зависит от v;
2) T ~ v;
3) T ~ 1/v;
4) T ~ v2.
Лекция 14. Явление электромагнитной индукции.
1. Как формулируется основной закон электромагнитной индукции Фарадея?
1) E=dBn/dt;
2) E= - dФB/dt;
3) E=dФB/dt;
4) E= - dФH/dt.
2. Как связаны между собой ток I в проводнике и поток индукции Ф магнитного поля,
создаваемого этим током?
1) Ф=LI;
2) Ф=LI2/2;
3) Ф=LI3/2;
4) Ф=L-1 I.
3. Как зависит индуктивность проводника L от магнитной проницаемости среды , в
которой он находится, если индуктивность проводника в вакууме составляет Lo?
1) L=oLo;
2) L=o -1Lo ;
3) L=Lo;
4) L=-1Lo.
4. Как найти общую индуктивность при последовательном соединении нескольких
катушек?
1) L-1=L1-1+L2-1+…;
2) L=L1+L2+…;
3) L2=L12+L22+…; 4) L-1=(L1+L2+…)-1.
5. Какой из приведенных формул определяется энергия магнитного поля?
1) WH=(HH)V/2;
2) WH=(HB)V/2;
3) WH=(BB)V/2;
4) WH=|[HB]|V/2.
Лекция 15. Электромагнитные колебания.
1. Какое из приведенных выражений определяет период собственных незатухающих
колебаний электрического контура (формула Томсона)?
1) T=2(LC)-1/2;
2) T=2(LC)1/2;
3) T=(LC)1/2;
4) T=(LC)-1/2.
2. По какому закону изменяется амплитуда свободных затухающих колебаний тока в
электрическом контуре, содержащем индуктивность, емкость и сопротивление?
1) Io ~ exp[- t/(RC)];
2) Io ~ exp[- (R/2L)t];
3) Io ~ RC/t;
4) Io ~ (R/2L)/t.
3. Как связаны между собой логарифмический декремент затухания  и добротность
колебательного контура Q?
1) =Q-1;
2) =Q-1;
3) =Q;
4) = Q-1/.
4. Каким параметром внешнего напряжения определяется период вынужденных
колебаний тока в электрическом колебательном контуре?
1) амплитудой;
2) фазой;
3) начальной фазой;
4) частотой.
5. При каком условии возникает резонанс напряжений?
1) рез=1/(LC);
2) рез=(LC)1/2;
3) рез=LC;
4) рез=(LC)-1/2.
Лекция 16. Уравнения Максвелла.
1. Какой вид имеет интегральная форма записи основного закона электромагнитной
индукции Фарадея в системе уравнений Максвелла?
1)
  d
 
E
d
l

B
dS ;
l
dt 
S
 
 
d
D
d
l


B
dS ;
l
dt 
S
2)
3)
 
 
d
E
d
l


B
dS .
l
dt 
S
2. Каким выражением определяется плотность тока смещения?
1) jP= D/t;
2) jP = - D/t;
3) jP= P/t;
4) jP= - P/t;
3. Что стоит в правой части уравнения divD=?
1) общая плотность свободных и связанных зарядов; 2) плотность свободных
зарядов; 3) плотность связанных зарядов.
4. Каким из приведенных выражений определяется плотность энергии
электромагнитного поля в вакууме?
1) w=(oo)EH;
2) w=(oo)-1EH;
3) w=(oo)1/2 EH;
4) w=(oo)-1/2 EH;
5. Какой физический смысл имеет вектор Пойтинга S?
1) плотность импульса электромагнитной волны;
2) плотность потока энергии,
переносимой электромагнитной волной; 3) вектор групповой скорости
электромагнитной волны в среде.
Лекция 17. Общие свойства и характеристики волновых процессов.
1. Какой вид имеет общее решение волнового уравнения для векторной функции
f(r,t)? (v - скорость волны).
1) f(r,t)=f1cos(r – vt) + f2sin(r – vt);
2) f(r,t)=f1exp[i(r – vt)] + f2exp[i(r + vt)];
3) f(r,t)=f1cos(r + vt) + f2sin(r + vt);
4) f(r,t)=f1(r – vt) + f2(r – vt).
2. Каким уравнением описывается плоская скалярная монохроматическая волна
A(x,t), распространяющаяся в положительном направлении оси x?
1) A(x,t)=Aexp[i( t – kx)];
2) A(x,t)=Aexp[i( t + kx)];
3) A(x,t)=Aexp(ikx)]/
3. Как зависит амплитуда А сферической волны в точке наблюдения от расстояния r
до источника волны?
1) A не зависит от r;
2) A ~ 1/r1/2;
3) A ~ 1/r;
4) A ~ 1/r2.
4. Как зависит амплитуда А цилиндрической волны в точке наблюдения от
расстояния r до источника волны?
1) A не зависит от r;
2) A ~ 1/r1/2;
3) A ~ 1/r;
4) A ~ 1/r2.
5. Как формулируется закон сохранения энергии для волновых процессов в
дифференциальной форме? (w – плотность энергии, переносимой волной; P вектор Умова – Пойтинга; v –групповая скорость волны).
1) w/t= - divP;
2) w/t= - (Pv);
3) w/t=div[Pv];
4) w/t= - (v rotP);