Ответы к экзамену по физике - файл 1-68.docx

приобрести
Ответы к экзамену по физике
скачать (829.4 kb.)
Доступные файлы (5):
1-68.docx520kb.20.06.2010 18:34скачать
n2.docx168kb.29.05.2010 17:36скачать
n3.docx17kb.21.06.2010 15:04скачать
n4.docx141kb.07.06.2010 20:12скачать
n5.docx126kb.08.06.2010 19:41скачать

1-68.docx

1   2   3   4   5   6   7   8

Вопрос 26 Связь напряженности электрического поля с потенциалом

Напряженность как градиент потенциала. Эквипотенциальные поверхности

Работа по перемещению положительного единичного точечного заряда из точки поля с проекцией напряженности Emhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_39/content/content.files/image102.gif вдоль оси х на расстояние dx равна Emhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_39/content/content.files/image103.gifdx. Та же работа равна mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_39/content/content.files/image104.gif. Приравняв оба выражения, можем записать

Emhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_39/content/content.files/image102.gif= mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_39/content/content.files/image105.gif

(3.31)

где символ частной производной подчеркивает, что дифференцирование производится только по х. Повторив аналогичные рассуждения для осей у и z, можем найти вектор Е:

E = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_39/content/content.files/image106.gif = –grad ?,

где i, j, k — единичные векторы координатных осей х, у, z  .

Знак минус определяется тем, что вектор напряженности Е поля направлен в сторону убывания потенциала.

Для графического изображения распределения потенциала электростатического поля пользуются эквипотенциальными поверхностями — поверхностями, во всех точках которых потенциал mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_39/content/content.files/image095.gif имеет одно и то же значение.

Эквипотенциальные поверхности в данном случае — концентрические сферы. С другой стороны, линии напряженности в случае точечного заряда — радиальные прямые. Линии напряженности в случае точечного заряда перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям.

Линии напряженности всегда нормальны к эквипотенциальным поверхностям, потому что все точки эквипотенциальной поверхности имеют одинаковый потенциал и работа по перемещению заряда вдоль этой поверхности равна нулю. Электростатические силы, действующие на заряд, всегда направлены по нормалям к эквипотенциальным поверхностям.

Эквипотенциальные поверхности вокруг каждого заряда и каждой системы зарядов обычно проводят так, чтобы разности потенциалов между любыми двумя соседними эквипотенциальными поверхностями были одинаковы.

По расположению линий напряженности электростатического поля можно построить эквипотенциальные поверхности и, наоборот, по известному расположению эквипотенциальных поверхностей можно определить в каждой точке поля модуль и направление напряженности поля.mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_39/content/content.files/image108.gif

 Вопрос 27 Проводники в электрическом поле

Явление перераспределения поверхностных зарядов на проводнике во внешнем электростатическом поле называется электростатической индукцией.

Напряженность электростатического поля у поверхности проводника любой формы определяется поверхностной плотностью зарядов. Если проводнику сообщить некоторый заряд Q,, то нескомпенсированные заряды располагаются только на поверхности проводника, что соответствует минимуму потенциальной энергии. Так как заряды внутри проводника отсутствуют в состоянии равновесия, то создание внутри него полости не повлияет на конфигурацию расположения зарядов и тем самым на электростатическое поле. Внутри полости поле будет отсутствовать, и она полностью изолирована от влияния внешних электростатических полей. Если этот проводник заземлить, то потенциал во всех точках полости будет нулевым. На этом принципе основана электростатическая защита — экранирование тел, например, измерительных приборов, от влияния внешних электростатических полей.

Величину

C = Q/

(3.51)

называют электроемкостью уединённого проводника.

Емкость проводника зависит от его размеров и формы, но не зависит от материала, агрегатного состояния, формы и размеров полостей внутри проводника. Это связано с тем, что избыточные заряды распределяются на внешней поверхности проводника. Емкость не зависит также ни от заряда проводника, ни от его потенциала. Единица электроемкости — фарад (Ф).

Емкость конденсатора - это физическая величина, равная отношению заряда Q,, накопленного в конденсаторе, к разности потенциалов  (mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_43/content/content.files/image013.gif) между его обкладками:

C = Q/(mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_43/content/content.files/image013.gif)


Емкость плоского конденсатора:

C = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_43/content/content.files/image015.gif

Вопрос 28 Диэлектрики в электрическом поле

Первую группу диэлектриков (Nmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.2.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_41/content/content.files/image001.gif, Нmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.2.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_41/content/content.files/image001.gif, Оmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.2.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_41/content/content.files/image001.gif, СОmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.2.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_41/content/content.files/image002.gif, СНmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.2.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_41/content/content.files/image003.gif, ...) составляют вещества, молекулы которых имеют симметричное строение, т. е. центры “тяжести” положительных и отрицательных зарядов в отсутствие внешнего электрического поля совпадают и, следовательно, дипольный момент молекулы р равен нулю. Молекулы таких диэлектриков называются неполярными.

Вторую группу диэлектриков (Нmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.2.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_41/content/content.files/image001.gifО, NНmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.2.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_41/content/content.files/image005.gif, SOmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.2.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_41/content/content.files/image001.gif, CO,...) составляют вещества, молекулы которых имеют асимметричное строение, т. е. центры “тяжести” положительных и отрицательных зарядов не совпадают. Таким образом, эти молекулы в отсутствие внешнего электрического поля обладают дипольным моментом. Молекулы таких диэлектриков называются полярными.

При отсутствии внешнего поля дипольные моменты полярных молекул вследствие теплового движения ориентированы в пространстве произвольно и их результирующий момент равен нулю. Если такой диэлектрик поместить во внешнее поле, то силы этого поля будут стремиться повернуть диполи вдоль поля и возникает отличный от нуля результирующий момент.

Третью группу диэлектриков (NaCI, КCI, КВr, ...) составляют вещества, молекулы которых имеют ионное строение. Ионные кристаллы представляют собой пространственные решетки с правильным чередованием ионов разных знаков. В этих кристаллах нельзя выделить отдельные молекулы, а рассматривать их можно как систему двух вдвинутых одна в другую ионных подрешеток. При наложении на ионный кристалл электрического поля происходит относительное смещение подрешеток, приводящее к возникновению дипольных моментов.

Поляризацией диэлектрика называется процесс ориентации диполей или появления под воздействием внешнего электрического поля ориентированных диполей.

Для количественного описания поляризации диэлектрика пользуются векторной величиной — поляризованностью, определяемой как дипольный момент единицы объема диэлектрика:

P = pmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.2.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_41/content/content.files/image009.gif/V =mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.2.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_41/content/content.files/image010.gif/V

(3.35)

Если диэлектрик изотропный и Е не слишком велико, то

P = жmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.2.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_41/content/content.files/image011.gifE

(3.36)

где ж — диэлектрическая восприимчивость вещества, ж — величина безразмерная; притом всегда ж > 0 и для большинства твердых и жидких диэлектриков  составляет несколько единиц.

диэлектрическая восприимчивость изотропного диэлектрика (формула Дебая-Ланжевена):

ж = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.2.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_41/content/content.files/image014.gif



Поляризованность полярного диэлектрика

mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.2.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_41/content/content.files/image012.gif,

где <pe> - среднее значение дипольного момента для всех n молекул, находящихся в малом объеме диэлектрика V.

Вопрос 29 Энергия электростатического поля

энергия взаимодействия системы неподвижных точечных зарядов равна

W = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_43/content/content.files/image044.gif

где mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_43/content/content.files/image045.gif — потенциал, создаваемый в той точке, где находится заряд Qmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_43/content/content.files/image032.gif, всеми зарядами, кроме i-го.

Энергия заряженного уединенного проводника. Емкость и потенциал, которого соответственно равны Q, C, ?, чтобы  увеличить заряд Q проводника на dQ,, необходимо перевести заряд dQ из бесконечности на уединенный проводник, затратив на это работу, равную

dA = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_43/content/content.files/image005.gifd Q  = Cmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_43/content/content.files/image005.gifdmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_43/content/content.files/image005.gif.

Чтобы зарядить тело от нулевого потенциала до mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_43/content/content.files/image005.gif, необходимо совершить работу

А = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_43/content/content.files/image046.gif

(3.61)

Энергия заряженного проводника равна той работе, которую необходимо совершить, чтобы зарядить этот проводник:

W = Cmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_43/content/content.files/image005.gif2/2 = Q/2 = Q2/(2C)

Энергия заряженного конденсатора. W = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_43/content/content.files/image050.gifx

Объемная плотность энергии электростатического поля (энергия единицы объема)

mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_43/content/content.files/image057.gif = W/V = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.3.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_43/content/content.files/image058.gif/2 = ED/2

Вопрос 30 Постоянный электрический ток

Электрическим током называется любое упорядоченное движение электрических зарядов.

Для возникновения и существования электрического тока необходимо:

1) наличие свободных носителей тока, т.е. заряженных частиц, способных перемещаться упорядоченно,

2) наличие электрического поля, энергия которого, каким-то образом восполняясь, расходовалась бы на их упорядоченное движение. За направление тока условно принимают направление движения положительных зарядов.

Количественной мерой электрического тока служит сила тока I — скалярная физическая величина, определяемая электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника в единицу времени:

I = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image001.gif.

Если сила тока и его направление не изменяются со временем, то такой ток называется постоянным. Для постоянного тока

I = Q/t,

где Q электрический заряд, проходящий за время t через поперечное сечение проводника. Единица силы тока — ампер (А).

Физическая величина, определяемая силой тока, проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника, перпендикулярного направлению тока, называется плотностью тока: j = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image003.gif. Плотность тока — вектор, его направление совпадает с направлением упорядоченного движения положительных зарядов. Единица плотности тока — ампер на метр в квадрате (А/мmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image004.gif).

Вопрос 31 Закон Ома для однородного участка цепи

Если на данном участке цепи источник тока отсутствует (mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image018.gif= 0), то закону Ома для однородного участка цепи I = (mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image019.gif)/R = U/R

при отсутствии сторонних сил напряжение на концах участка равно разности потенциалов

R электрическое сопротивление проводника. Единица сопротивления —  (Ом). Сопротивление проводников зависит от его размеров и формы, а также от материала, из которого проводник изготовлен. Для однородного линейного проводника сопротивление R прямо пропорционально его длине l и обратно пропорционально площади его поперечного сечения S:

R=mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image021.gif

(3.75)

где mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image022.gif — коэффициент пропорциональности, характеризующий материал проводника и называемый удельным электрическим сопротивлением.

j = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image026.gifE.

(3.78)

Выражение (3.78) — закон Ома в дифференциальной форме, связывающий плотность тока в любой точке внутри проводника с напряженностью электрического поля в этой же точке. Это соотношение справедливо и для переменных полей.

Величина, обратная удельному сопротивлению,

mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image025.gif

называется удельной электрической проводимостью вещества проводника. Ее единица — сименс на метр (См/м).

I = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image043.gif

(3.89)

Выражение представляет собой закон Ома для неоднородного участка цепи в интегральной форме, который является обобщенным законом Ома.
Вопрос 32 Закон Ома для замкнутой цепи

Для существования постоянного тока необходимо наличие в цепи устройства, способного создавать и поддерживать разность потенциалов за счет работы сил неэлектростатического происхождения, называемых сторонними.

Напряжением U на участке 1—2 называется физическая величина, определяемая работой, совершаемой суммарным полем электростатических (кулоновских) и сторонних сил при перемещении положительного единичного заряда на данном участке цепи. Umhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image014.gif = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image019.gif + mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image018.gif.

Понятие напряжения является обобщением понятия разности потенциалов: напряжение на концах участка цепи равно разности потенциалов в том случае, если на этом участке не действует э.д.с., т. е. сторонние силы отсутствуют.

Физическая величина, определяемая работой, совершаемой сторонними силами при перемещении положительного единичного заряда, называется электродвижущей силой (э.д.с.) mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image007.gif, действующей в цепи:

mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image007.gif = A/Qmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image008.gif

(3.70)

Э.д.с., как и потенциал, выражается в вольтах.


I = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image043.gif

(3.89)

Выражение представляет собой закон Ома для неоднородного участка цепи в интегральной форме, который является обобщенным законом Ома.

Если же электрическая цепь замкнута, то выбранные точки 1 и 2 совпадают, mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image044.gif = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image045.gif, тогда из (3.88) получаем закон Ома для замкнутой цепи: I = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image007.gif/R,

где mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image007.gif — э.д.с., действующая в цепи, R — суммарное сопротивление всей цепи. В общем случае R = r + Rmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image046.gif, где r—внутреннее сопротивление источника тока, Rmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image046.gifсопротивление внешней цепи. Поэтому закон Ома для замкнутой цепи будет иметь вид  1 = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image007.gif /(r+ Rmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image046.gif).
Вопрос 33 Работа и мощность электрического тока

Рассмотрим однородный проводник, к концам которого приложено напряжение U. За время dt через сечение проводника переносится заряд dq = Idt. Taк как ток представляет собой перемещение заряда dq под действием электрического поля, то, по формуле (3.27), работа тока

dA = Udq = IUdt

(3.79)

Если сопротивление проводника R, то, используя закон Ома (3.74), получим

dA = Imhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image004.gifRdt = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image035.gifdt

(3.80)

Из (3.79) и (3.80) следует, что мощность тока

P = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image036.gif = UI = Imhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image004.gifR = Umhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image004.gif/R

(3.81)

Если сила тока выражается в амперах, напряжение — в вольтах, сопротивление — в омах, то работа тока выражается в джоулях, а мощность — в ваттах.

Количество теплоты, выделяющееся за единицу времени в единице объема, называется удельной тепловой мощностью тока. Она равна

mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image041.gifjmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image004.gif

(3.84)

Используя дифференциальную форму закона Ома (j = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image026.gifE) и соотношение mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image022.gif = 1/mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image026.gif, получим

mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image042.gif = jE = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image026.gifEmhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image004.gif

(3.85)

Формулы (3.84) и (3.85) являются обобщенным выражением закона Джоуля - Ленца в дифференциальной форме, пригодным для любого проводника.

закон Джоуля-Ленца:

dQ = Iudt = Imhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image004.gif Rdt = mhtml:file://c:\documents%20and%20settings\admin\рабочий%20стол\мой%20университет\учебнки\физика\физика%20учебник\3\3.4.mht!http://cde.ncstu.ru/content/mat_phisics/resource_45/content/content.files/image035.gif dt
1   2   3   4   5   6   7   8


Вопрос 26 Связь напряженности электрического поля с потенциало м
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации