Электрическое поле и его энергетическая характеристика. Что такое электрическая цепь? Формулировка закона электромагнитной силы

1. Формулировка закона Кулона.

а) cила взаимодействия двух точечных заряженных тел прямо пропорциональна произведению зарядов этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними

2. Формулировка закона Джоуля – Ленца.

б) количество тепла, выделенное током в проводнике, пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока

3. Формулировка закона Ома для участка цепи.

в) сила тока на участке цепи прямо пропорциональна падению напряжения на этом участке и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка

4. Закон Ома для полной цепи.

г) сила тока во всей цепи прямо пропорциональна ЭДС источника питания и обратно пропорциональна полному сопротивлению внешнего и внутреннего участка цепи

5. Какая величина является энергетической характеристикой электрического поля?

а) напряжение

6. Какая величина является силовой характеристикой электрического поля?

г) напряженность

7. Какая величина определяется количеством электрических зарядов проходящих через поперечное сечение проводника в единицу времени?

б) сила тока

8. Какая физическая величина имеет единицу измерения Кл?

в) заряд

9. Какая физическая величина имеет единицу измерения А?

а) сила тока

10.Какая физическая величина имеет единицу измерения В?

б) напряжение

11. Какая величина имеет единицу измерения Ом?

г) сопротивление

12. Формулировка 1-ого закона Кирхгофа.

а) алгебраическая сумма токов в узле равна нулю

13. Формулировка 2-ого закона Кирхгофа.

б) алгебраическая сумма ЭДС контура равна алгебраической сумме падений напряжений на отдельных участках контура

14. Физический смысл напряжения.

г) напряжение численно равна работе сил поля при перемещении заряда между двумя точками поля к величине этого заряда

15. Какая величина характеризуется отношением силы, действующей на точечный заряд помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда?

а) напряженность

16. Какое тело называется электрически нейтральным?

в) количество положительных зарядов равно количеству отрицательных

17. Какой заряд имеет электрон?

г) отрицательный

18. Какой заряд имеет протон?

а) положительный

19. Какие условия необходимы для существования тока в цепи?

б) наличие источника питания, потребителя, свободных зарядов, замкнутой цепи

20. Какое устройство считается источником питания?

в) генератор

21. Что такое электрическая цепь?

в) совокупность устройств, для получения в них электрического тока

22. С помощью каких измерительных приборов определяют электрический ток?

а) амперметр

23. С помощью каких измерительных приборов определяют напряжение?

б) вольтметр

24. С помощью каких измерительных приборов определяют мощность?

в) ваттметр

25. С помощью каких устройств определяют потребление электрической энергии?

г) счетчик

26 . Какое устройство относится к потребителям электрической энергии?

г) двигатель

27. Что является постоянной при последовательном соединении сопротивлений?

а) сила тока

28. Что является постоянной величиной при параллельном соединении сопротивлений?

б) напряжение

29. Чему равно общее сопротивление при последовательном соединении?

а ) Ro = R1+R2+R3

30. Чему равно общее сопротивление при параллельном соединении?

а) 1/Rо = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

31. Сопротивления: R 1= 2 Ом; R 2= 4 Ом; R 3= 6 Ом соединены последовательно.

Определить Ro .

б) 12 Ом

32. Сопротивления: R 1= 4 Ом; R 2 = 6 Ом; R 3 = 8 Ом соединены параллельно.

Определить Ro .

в) 1,8 Ом

33. Какой из режимов работы электрической цепи считается аварийным?

г) режим короткого замыкания

34. В каком режиме работы цепи отсутствует нагрузка?

б) работа в режиме холостого хода

35. Что называется электрическим узлом?

г) точка соединения 3 и более проводов

36. Какая величина характеризует интенсивность магнитного поля в любой среде?

а) магнитная индукция

37. Какая величина характеризует интенсивность магнитного поля в вакууме?

б) напряженность магнитного поля

38. Какой буквой обозначается магнитная индукция?

39. Какой буквой обозначается магнитный поток?

40. В каких единицах измеряется магнитная индукция?

41. В каких единицах измеряется магнитный поток?

а) [Вб]

42. Формулировка закона электромагнитной силы.

б) если проводник с током поместить в магнитное поле, то он будет перемещаться

43. Формулировка закона электромагнитной индукции.

в) если проводник перемещать в магнитное поле, пересекая силовые линии, то в нем наводится ЭДС электромагнитной индукции

44. По какому правилу определяется направление электромагнитной силы?

г) правило «левой руки»

45. По какому правилу определяется направление ЭДС электромагнитной индукции?

б) правило «правой руки»

46. Какой закон магнетизма лежит в основе работы генератора?

г)

47. Какой закон магнетизма лежит в основе работы двигателя?

а) закон электромагнитной силы

48. Какое явление лежит в основе работы трансформатора?

б) явление взаимоиндукции

49. Чему равна площадь петли гистерезиса?

в) потерям на процесс циклического перемагничивания материала

50. Что такое режим работы под нагрузкой?

в) в электрической цепи имеются потребители энергии

51. Какой ток называется переменным?

г) ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению

52. Что такое период?

а) время одного колебания

53. Что такое частота?

б) количество колебаний в единицу времени

54. Что такое мгновенное значение переменного тока?

в) значение переменной величины в разные моменты времени

55. Что такое амплитудное значение переменного тока?

г) наибольшее из мгновенных значений

56. Какое значение переменного тока показывает измерительный прибор?

а) действующее значение

57. Какая величина измеряется в секундах?

б) период

58. Какая величина измеряется в Гц?

а) частота

59. Какая величина обозначается в переменном токе буквой Z ?

б) полное сопротивление

60. Какая величина обозначается в переменном токе буквой X L ?

в) реактивное индуктивное сопротивление

61. Какая величина обозначается в переменном токе буквой Xc ?

г) реактивное емкостное сопротивление

62. Какая величина обозначается в переменном токе буквой R ?

а) активное сопротивление

63. В каких единицах измеряется активная мощность Р?

в) [Вт]

64. В каких единицах измеряется реактивная мощность Q ?

б) [Вар]

65. В каких единицах измеряется полная мощность S ?

а) [ВА]

66. Условие резонанса напряжений.

в) XL=Xc

67. Чему равен Со s φ при резонансе напряжений?

а) Cosφ= 1

68. В каких цепях создается резонанс напряжений?

б) в цепях с последовательным соединением активного, индуктивного и емкостного сопротивлений

69. В каких цепях создается резонанс токов?

а) в цепях с параллельным соединением активного, индуктивного и емкостного сопротивлений

70. Условие резонанса токов.

г) IL=Ic

71. С помощью каких механизмов вырабатывается трехфазный переменный ток?

а) синхронные генераторы

72. Для чего применяются синхронные машины.

в) для получения трехфазного переменного тока

73. Какое напряжение называется линейным U л?

б) напряжение, измеряемое между линейными проводами или началами фаз

74. Какое напряжение называется фазным U ф?

а) напряжение измеряемое между началом и концом фазы

75. Какое соединение называется «звездой»?

в) это такое соединение, при котором концы трех фаз соединены в одну точку, а к началам фаз подключены линейные провода

76. Какое соединение называется «треугольник»?

г) это такое соединение, при котором конец предыдущей фазы соединен с началом последующей

77. Какое соотношение между линейными фазным напряжениями в схеме «треугольник»?

б) Uл =Uф

78. Какое соотношение между линейными и фазными токами в схеме «звезда»?

а) Iл =Iф

79. Для чего нужен нулевой провод?

в) нулевой провод выравнивает фазные напряжения в случае неравномерной нагрузки фаз и является предохранителем системы от перегрузок

80. Какая нагрузка трехфазной цепи называется равномерной?

в) если три фазы имеют нагрузку одинаковую по величине и характеру

81. Почему защитные устройства не устанавливают в нулевом проводе?

а) нулевой провод сам является предохранителем системы от перегрузок

82. Какой прибор относится к приборам непосредственной оценки?

г) амперметр

83. Какой прибор относится к приборам сравнения?

б) измерительный мост

84. Какие приборы нужны для того, чтобы определить мощность косвенным путем?

в) амперметр и вольтметр

85. Какие приборы нужны для того, чтобы определить мощность прямым путем?

г) ваттметр

86. Прибор, какой системы используется только в цепях постоянного тока?

а ) магнитоэлектрической

87. Прибор, какой системы используется в цепях постоянного и переменного тока?

б) электромагнитной

88. Что можно измерить с помощью приборов электродинамической системы?

г) ток, напряжение и мощность цепи

89. Какую систему приборов используют в электросчетчиках?

г) индукционной

90. Приборы, с каким классом точности являются эталонами?

91. Сколько существует классов точности измерительных приборов?

92. Почему машины постоянного тока считаются обратимыми?

г) машины могут работать в режиме генератора и двигателя

93. Какой закон электромагнетизма лежит в основе работы генератора постоянного тока?

г) закон электромагнитной индукции

94. Какой закон электромагнетизма лежит в основу работы двигателя постоянного тока?

в) закон электромагнитной силы

95. Для чего необходим статор машины постоянного тока?

б) главные полюса статора создают основное магнитное поле машины

96. Что необходимо сделать с электрической машиной, чтобы она стала работать в режиме генератора?

а) необходимо вращать ротор в магнитном поле главных полюсов статора

97. Что необходимо сделать с электрической машиной, чтобы она стала работать в режиме двигателя?

б) необходимо подать ток в обмотку ротора, который будет взаимодействовать с основным магнитным полем статора

98. Для чего необходим в машине постоянного тока коллектор?

в) коллектор является электромеханическим выпрямителем

99. Какой формы должны быть полюса статора машины постоянного тока?

в) подковообразной

100. Какое явление называется «реакцией якоря»?

а) это явление искажения основного магнитного поля машины

Потенциальная энергия заряда q 0 , находящегося в поле заряда q на расстоянии r от него равна работе, совершаемой при перемещении заряда q из данной точки в точку нулевого потенциала, т.е. на бесконечность

Потенциалом называется скалярная величина, характеризующая энергию, которой обладает заряд, помещенный в данную точку поля, и численно равная потенциальной энергии единичного положительного заряда в этой точке поля.

. (2)

Потенциал численно равен работе по перемещению заряда из бесконечности в данную точку поля.

. (3)

Принцип суперпозиции

,



,

т.е. потенциал поля, создаваемого системой точечных зарядов, равен алгебраической сумме потенциалов, создаваемых каждым зарядом в отдельности.

т.е. работа, совершаемая электрическими силами при перемещении заряда между двумя точками поля, равна произведению этого заряда на разность потенциалов в начальной и конечной точках пути.

Следствия:

Графическое изображение электрических полей. Эквипотенциальные поверхности

Свойства эквипотенциальных поверхностей

работа, совершаемая по перемещению заряда вдоль этой поверхности, равна нулю;

кулоновская сила направлена перпен­дику­лярно этой поверхности;

эквипотенциальные поверхности не пере­сека­ются;

густота линий равного потенциала (число линий, проходящих через единицу площади) про­пор­­ци­о­нальна градиенту напряженности электри­ческого поля;

Связь между напряженностью и потенциалом

Приравнивая правые части уравнений (10, 11), получаем

, (7)

Пример. Для однородного поля плоского конденсатора (Е = const)

,

,

.

Единицы измерения

(Вольт);

;

Итак, электрическое поле, являясь полем потенциальным, имеет две характеристики – векторную или силовую , искалярную или энергетическую .

24. Проводники в электрическом поле. Электростатическая защита. Электроемкость проводников. Конденсаторы

Основной задачей электростатики является задача о нахождении напряженности и потенциала электрического поля в каждой точке пространства.

Теорема Гаусса

Потоком (Ф Е ) вектора электрического поля через плоскую поверхность площади

называетсяскалярная физическая величина, характеризующая интенсивность поля в данном месте пространства и численно равная количеству силовых линий, пронизывающих данную площадку в направлении нормали к ней.

,(1)

Поток Ф Е , создаваемый единичным положительным зарядом

,(2)

площадь шара

, напряженность поля точечного заряда

,

.

В общем случае:

.(3)

Поток вектора напряженности электростатического поля через произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме зарядов, заключенных внутри этой поверхности, деленной на  0 .

Проводником называется среда, в которой имеется достаточное число свободных электрических зарядов. Например, в металлах в 1 см 3 содержится около 10 23 свободных электронов.

Совокупность свободных электронов в металле называют электронным газом . Если проводник поместить в электрическое поле, то свободные электроны перемещаются внутри него под действием поля против силовых линий, в результате под действием внешнего электри­чес­кого поля на поверхности пластины появятся индуцированные заряды с поверхностны­ми плотностями

и

. Электрическое поле индуцированных зарядов компенсирует внешнее электрическое поле, т.е.

, т.к.

, то



, (4)

т.е. электростатическое поле внутри проводника отсутствует , а потенциал проводника является постоянным (проводник эквипотенциален ).

У криволинейной поверхности проводника силовая линия напряженности электростатического поля должна быть направлена по нормали к этой поверхности, иначе под действием тангенциальной составляющей поля заряды перемещались бы по проводнику, что противоречит условию (4).

В заряженном проводнике избыточный заряд располагается только на поверхности, т.к. согласно теореме Гаусса для замкнутой области S внутри проводника заряд отсутствует .

. (5)

Энергетические характеристики электрического поля Мясникова Г. И. Учитель физики

Заряд в электрическом поле На заряд, помещенный в электростатическое поле, действует сила со стороны этого поля. При перемещении заряда эта сила может совершить работу. Эту работу часто называют работой электрического поля.

Потенциальная энергия Система «заряд + поле» обладает способностью совершать работу. Система, способная совершать работу, обладает потенциальной энергией.

Изменение потенциальной энергии Изменение потенциальной энергии?WP связано с совершенной системой работой А соотношением: ?WP = - А Если А > 0, то WP уменьшается. Если А <0, то WP увеличивается.

Особенности работы электрического поля Работа поля при перемещении заряда из точки 1 в точку 2 в электростатическом поле зависит только от положения этих точек в поле и не зависит от траектории движения заряда. + q 1 A1 . 2 А2 ¦А1¦ =¦А2¦

Физическое поле потенциально, если: работа в нем не зависит от формы траектории; работа по замкнутому контуру в нем равна нулю. Электростатическое поле – потенциальное.

Потенциал электростатического поля Потенциалом электростатического поля? в данной точке называется физическая величина, равная отношению потенциальной энергии WP заряда q, помещенного в данную точку поля, к величине этого заряда: WP ? = q

Энергетическая характеристика электрического поля Потенциал – величина скалярная. Потенциал – энергетическая характеристика электрического поля. Физический смысл имеет не потенциал точки, а разность потенциалов между двумя точками. Именно она связана с работой поля при перемещении заряда из одной точки в другую.

Разность потенциалов Разность потенциалов между точками 1 и 2 равна отношению работы поля при перемещении заряда из точки 1 в точку 2 к величине этого заряда: А?1 – ?2 = q

Напряжение Разность потенциалов в электростатическом поле имеет и другое название – напряжение между двумя точками. Напряжение между двумя точками 1 и 2 поля: U = ?1 – ?2

Единицы измерения СИ: [?1 – ?2] = В (вольт) 1 Дж [?1 – ?2] = = 1 В 1 Кл Разность потенциалов между двумя точками поля равна 1 В, если при перемещении заряда в 1 Кл из одной точки в другую электрическое поле совершает работу в 1 Дж.

Принцип суперпозиции Потенциал электрического поля системы зарядов равен алгебраической сумме потенциалов полей, созданных каждым из зарядов: ? =?1+ ?2+ ?3+ ...+ ?n

Связь между разностью потенциалов и напряженностью Пробный заряд q > 0 перемещается в однородном поле с напряженностью Е в направлении силовых линий. Е d F q F = qE A = Fd A = qEd U = A q U = Ed d

Определение В однородном электростатическом поле с напряженностью Е разность потенциалов между точками, соединенными вектором d, направление которого совпадает с направлением напряженности поля, определяется формулой: U = Ed

Соотношение между напряженностью и разностью потенциалов можно записать также в виде: U E = d Напряженность поля направлена в сторону убывания потенциала.

Единицы напряженности поля В СИ: [ E ] = м В Н 1 = 1 м Кл Prezentacii.com