МЕТОДИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ПРИ ПОДГОТОВКЕ К ОЛИМПИАДЕ ПО ФИЗИКЕ Темы: 1 ЗАКОН КУЛОНА. НАПРЯЖЁННОСТЬ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ q=e N e- элементарный заряд N- число заряженных частиц 1 Если используются заряженные шарики с указанной молярной массой и плотностью, то необходимо применять формулы из раздела «Молекулярная физика» -это связь числа зарядов от количества вещества, массы и молярной массы, плотности и объема, формулы объема шара Если на частицу действуют кулоновская и гравитационная силы, то необходима и формула, выражающая закон Всемирного тяготения 2. ЭЛЕКТРОЁМКОСТЬ, КОНДЕНСАТОРЫ, ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ Электроёмкость проводника –коэффициент пропорциональности между зарядом и потенциалом проводника q C , где q-заряд проводника, φ-его потенциал. Электроёмкость конденсатора с зарядом на обкладках Q и напряжением U С Q U Электроёмкость плоского конденсатора, площадь одной пластины которого – S, а расстояние между пластинами – d: С 0 S d 𝝅 𝑫𝟐 𝑺= 𝟒 Где D-диаметр площади пластин Энергия электрического поля в конденсаторе: 𝐶𝑈 2 𝑄 2 𝑊= 2 = 2𝐶 = 𝑄𝑈 2 Для системы из 2-х последовательно соединённых конденсаторов имеют место следствия формулировки законов сохранения заряда и энергии: q1=q2, U=U1+U2, С 1 С11 С21 где q1,U1, q2, U2-заряды и напряжения на 1-м и 2-м конденсаторах соответственно, и для параллельно соединённых конденсаторов: U1=U2 Q=Q1+Q2 С С1 С2 Для рассмотрения заряда пылинки в конденсаторе: q=ne, где n-число заряженных частиц, е-элементарный заряд. Если заряженная частица находится в равновесии, то дополнительно необходимо использовать формулу на нахождения силы тяжести F=mg Формула связи напряжения и напряженности в конденсаторе: 2 𝑬= 𝑼 𝒅 Формулы энергии заряженного конденсатора C 2 W=U C/2 2Q U2 Напряженность поля плоского воздушного конденсатора 𝒒 𝑬= 𝑺𝜺𝟎 3. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА (ЭДС). РАБОТА И МОЩНОСТЬ ТОКА. ЗАКОН ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА ЭДС-работа по перемещению единичного заряда по замкнутому контуру: A q Полная мощность ЭДС источника: P I Закон Ома 1. для участка цепи: I 2. для полной цепи I U R Rr Полезная мощность ЭДС источника выделяющаяся на внешнем участке цепи: P U I R Rr 2 Закон Джоуля-Ленца. Закон сохранения энергии. 1. Теплота - Q, выделяющаяся на участке цепи, где происходит падение потенциала - U при прохождении тока силой – I за время –t равна U2 Q = I U t I Rt t R 2 Если часть тепловой энергии идет на нагревание, тогда Q= 2. 𝑼𝟐 ∙𝝉 𝑹 ∙ 𝛈, Для полной цепи теплота, которая в ней выделяется: Q = I 2 R r t Способы соединения проводников в цепи 3 1 𝑅общ 1 𝑅общ 𝑹= 1 1 1 + + 𝑅1 𝑅2 𝑅𝑛 𝑛 = 𝑅 = 𝝆𝒍 𝑺 Если электропечь испаряет воду, то для её испарения необходимо затратить количество теплоты равное Q = с·m·∆T+ r·m Известно, что в электрических цепях излучается теплота: 𝑄 = 𝑐𝑚∆𝑇 = 𝑐𝛾 𝑉∆𝑇, где γ – плотность тела. Объём цилиндрического проводника V=Sl При решении задач данной темы может быть использовано и уравнение теплового баланса: Q 1 = Q 2 4