2013_elmag_bilety_III_potok (Ответы к билетам, вариант 2)

Экзаменационные билеты «Электричество и магнетизм» (2013 г.)Лектор: проф. В.А.АлешкевичБилет №1.1. Электромагнитное взаимодействие и его место среди других взаимодействий вприроде. Электрический заряд. Микроскопические носители заряда. ОпытМилликена. Закон сохранения электрического заряда.2.Магнитная энергия тока.

Магнитная энергия системы контуров тока. Энергиямагнитного поля и её объемная плотность.Билет №2.1. Электростатика. Закон Кулона. Его полевая трактовка. Вектор напряженностиэлектрического поля. Напряженность электрического поля точечного заряда. Линиинапряженности электрического поля. Принцип суперпозиции электрических полей.2. Магнетики. Понятие о молекулярных токах.

Вектор намагниченности вещества иего связь с молекулярными токами. Вектор напряженности магнитного поля.Магнитная проницаемость и магнитная восприимчивость вещества. Материальноеуравнение для векторов магнитного поля.Билет №3.1. Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Остроградского–Гаусса, её представление в дифференциальной форме. Примеры решения задачэлектростатики с помощью теоремы Остроградского–Гаусса.2. Граничные условия для векторов напряженности и индукции магнитного поля.Магнитная защита. Намагниченный шар в однородном поле. Влияние формымагнетика на его намагниченность.Билет №4.1.

Работа сил электростатического поля. Потенциальность электростатического поля.Потенциал электрического поля точечного заряда и его нормировка. Связьпотенциала с вектором напряженности электрического поля. Эквипотенциальныеповерхности.2.

Классификация магнетиков: диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики.Классическое описание диамагнетизма. Ларморова прецессия. Парамагнетизм.Теория Ланжевена.Билет №51. Циркуляция вектора напряженности электрического поля. Теорема о циркуляции,её представление в дифференциальной форме. Уравнения Пуассона и Лапласа.2. Микроскопические носители магнетизма. Магнитомеханический опытЭйнштейна–де Гааза. Механомагнитный опыт Барнетта. Гиромагнитное отношение.Билет №61. Электрический диполь.

Потенциал и напряженность электрического поляточечного диполя.2.Ферромагнетики. Гистерезис намагничивания. Столетова. Остаточная индукция икоэрцитивная сила. Спонтанная намагниченность и температура Кюри. Доменнаяструктура. Температурная зависимость намагниченности.Билет №71. Проводники в электростатическом поле. Электростатическая индукция.Напряженность поля у поверхности и внутри проводника. Распределение заряда поповерхности проводника. Электростатическая защита. Метод зеркальныхизображений. Проводящий шар в однородном электрическом поле.2. Энергия магнитного поля в магнитной среде. Силы, действующие на магнетики вмагнитном поле.Билет №8.1.

Связь между зарядом и потенциалом проводника. Электроёмкость. Конденсаторы.Ёмкость плоского, сферического и цилиндрического конденсаторов. Сложныеконденсаторы, емкостные коэффициенты.2. Квазистационарные токи. Критерий квазистационарности. Переходные процессы вRC и RL цепях.Билет №9.1. Диэлектрики. Свободные и связанные заряды.

Связь вектора поляризации сосвязанными зарядами.2. Электромагнитные колебания. Колебательный контур. Уравнение гармоническихколебаний. Собственные колебания в контуре. Энергия, запасенная в контуре.Билет №101.Векторэлектрическойиндукциивдиэлектрике.Диэлектрическаявосприимчивость и диэлектрическая проницаемость вещества. Материальноеуравнение для векторов электрического поля. Диэлектрический шар в однородномэлектрическом поле. Фактор формы.2.

Затухающие колебания в контуре и их уравнение. Показатель затухания. Времярелаксации. Логарифмический декремент затухания. Добротность контура.Билет №111. Теорема Остроградского–Гаусса для случая диэлектриков в дифференциальной иинтегральной форме. Граничные условия для векторов напряженности иэлектрической индукции.2. Колебания в связанных контурах. Нормальные колебания (моды) и их частоты.Билет № 121. Энергия системы электрических зарядов. Энергия электростатического поля и еёобъемная плотность.

Энергия взаимодействия и собственная энергия. Энергияэлектрического диполя во внешнем поле.2. Вынужденные колебания в контуре. Процесс установления вынужденныхколебаний. Электромеханическая аналогия. Колебания тока в контуре и напряженийна емкости, индуктивности и сопротивлении.Билет № 131.

Пондеромоторные силы в электрическом поле. Силы, действующие на диполь.Объемные и поверхностные силы, действующие на диэлектрик в электрическомполе.2.Переменный синусоидальный ток. Метод векторных диаграмм и методкомплексных амплитуд. Активное, емкостное и индуктивное сопротивления.Импеданс. Закон Ома для цепей переменного тока.Билет №141. Электронная теория поляризации диэлектриков. Локальное поле. Неполярныедиэлектрики. Формула Клаузиуса–Мосcотти. Полярные диэлектрики.

ФункцияЛанжевена.2. Резонанс напряжений. Напряжения на элементах цепи и ток при резонансе.Ширина резонансной кривой.Билет №151. Электрические свойства кристаллов. Пироэлектрики. Пьезоэлектрики. Прямой иобратный пьезоэффект и его применение. Сегнетоэлектрики. Их основные свойства.Доменная структура сегнетоэлектриков. Гистерезис. Точка Кюри сегнетоэлектриков.Применение сегнетоэлектриков.2.

Правила Кирхгофа для цепей переменного тока. Резонанс токов.Билет №161. Постоянный электрический ток. Сила и плотность тока. Линии тока.Электрическое поле в проводнике с током и его источники. Уравнениенепрерывности. Условие стационарности тока.2. Система уравнений Максвелла как обобщение опытных данных. Ток проводимости и ток смещения.

Взаимные превращения электрических и магнитныхполей.Билет №171. Электрическое напряжение. Закон Ома для участка цепи. Электросопротивление.Закон Ома в дифференциальной форме. Удельная электропроводность вещества.Отсутствие в однородном проводнике объемных зарядов.2. Техническое использование переменных токов. Генераторы и электродвигатели.Трехфазный ток.

Соединение обмоток генератора и нагрузки «звездой» и«треугольником». Фазное и линейное напряжения.Билет №181. Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля–Ленца и его дифференциальная форма.2. Трансформатор. Принцип действия, устройство, применение. Коэффициенттрансформации. Роль сердечника. Токи Фуко. Трансформатор Тесла.Билет №191.

Сторонние силы. ЭДС. Закон Ома для замкнутой цепи. Разветвленные цепи.Правила Кирхгофа. Примеры их применения.2. Коэффициент взаимной индукции двух контуров. Коэффициент самоиндукции(индуктивность). Явление самоиндукции.Билет №201. Стационарные токи и электрическое поле в сплошных средах.Электросопротивление сплошной среды. Заземление.2. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников.Полупроводники р и n- типа, р – n переход. Биполярные и полевые транзисторы.Применение полупроводников.Билет №211. Магнитостатика. Взаимодействие токов.

Элемент тока. Закон Био–Савара–Лапласаи его полевая трактовка. Вектор индукции магнитного поля. Действие магнитногополя на ток. Закон Ампера.2. Работа и мощность переменного тока. Эффективные значения тока и напряжения.Мощность при резонансе напряжений и токов.Билет №221. Векторный потенциал магнитного поля тока. Вихревой характер магнитного поля.Уравнение для векторного потенциала. Теорема о циркуляции вектора индукциимагнитного поля в дифференциальной и интегральной форме.2. Электромагнитные волны. Волновое уравнение. Скорость распространенияэлектромагнитных волн. Вектор Умова–Пойтинга.

Принцип организации сотовойсвязи. Система глобального позиционирования (GPS)Билет №231. Релятивистская природа магнитных взаимодействий. Сила Лоренца. Магнитноеполе движущегося заряда. Эффект Холла.2. Основные положения классической электронной теории проводимости Друде–Лоренца. Опыты Толмена и Стюарта. Законы Ома, Джоуля–Ленца и Видемана–Франца в классической теории.

Трудности классической электронной теории.Билет №241. Элементарный ток и его магнитный момент. Поле элементарного тока.Элементарный ток в магнитном поле.2. Понятие о зонной теории твердых тел. Энергетические уровни и формированиеэнергетических зон. Принцип Паули.

Статистика Ферми–Дирака. Особенностизонной структуры диэлектриков, полупроводников и металлов. Объяснениепроводимости твердых тел с помощью зонной теории.Билет №251. Поток вектора магнитной индукции (магнитный поток). Потенциальная функциятока. Сила, действующая на контур с током в неоднородном магнитном поле.2. Высокочастотные токи. Скин-эффект. Толщина скин-слоя.

Применение скинэффектаБилет №261. Электромагнитная индукция. Закон электромагнитной индукции Фарадея и егоформулировка в дифференциальной форме. Правило Ленца. Индукционные методыизмерения магнитных полей.2. Контактные явления. Контактная разность потенциалов. Термоэлектричество.Термопары.

Эффект Пельтье. Сверхпроводимость. Эффект Мейснера. Применениесверхпроводников..