2015-07-03
1380
Электрические свойства полярного атома (молекулы) описываются с помощью электрического диполя. Электрический момент диполя
где 
– вектор, проведенный от отрицательного к положительному заряду.
Напряженность электрического поля на оси диполя
Напряженность электрического поля в точке, лежащей на перпендикуляре к плечу диполя, восстановленном из его середины
Потенциал электрического поля диполя в точке, лежащей на оси диполя
Момент сил, действующий на диполь в электрическом поле,
Вектор поляризации диэлектрика 
где 
– дипольный момент 
-й молекулы; 
– объем диэлектрика.
Вектор поляризации неполярного диэлектрика
где 
– диэлектрическая восприимчивость диэлектрика 
; 
где 
– поляризуемость молекулы; 
– концентрация молекул.
Диэлектрическая восприимчивость полярного диэлектрика в слабом электрическом поле
где – концентрация молекул; 
– дипольный момент -й молекулы; 
– постоянная Больцмана; 
– температура.
Вектор поляризации диэлектрика связан с поверхностной плотностью поляризационных зарядов 
|
|
|
где 
– проекция вектора поляризации на вектор нормали 
к рассматриваемому участку поверхности диэлектрика.
Связь диэлектрической проницаемости среды 
с диэлектрической восприимчивостью среды
Закон Ома для металлов
где 
– плотность тока; – удельная проводимость; 
– напряженность электрического поля.
Закон Джоуля – Ленца
где 
– объемная плотность тепловой мощности.
Удельная электрическая проводимость
где 
– заряд и масса электрона; 
– концентрация электронов; 
– длина свободного пробега; 
– скорость теплового движения электронов.
Магнитный момент электрона (магнетон Бора)
где – заряд и масса электрона; 
– постоянная Планка.
Орбитальный магнитный момент электрона
где 
– сила тока орбитального движения электрона; 
– площадь орбиты.
Модуль орбитального момента электрона
Орбитальный магнитный момент атома
где 
– число электронов в атоме.
Вектор намагниченного вещества 
где 
– магнитный момент -ой молекулы; – объем магнетика.
Вектор напряженности магнитного поля
где 
– относительная магнитная проницаемость среды.
где – магнитная восприимчивость среды.
Для диамагнитных веществ (инертные газы, медь, золото серебро)
Для парамагнитных веществ (щелочные металлы, 
)
| Задание 5.1 | |
| Какие физические процессы происходят в полярном диэлектрике при помещении его в электростатическое поле? | |
| Варианты ответов: | |
| 1) | Индуцируются электрические дипольные моменты атомов, компенсирующие электрические дипольные моменты молекул; вектор поляризации образца равен нулю. |
| 2) | Происходит ориентация электрических дипольных моментов молекул вещества; вектор поляризации образца совпадает по направлению с вектором напряженности внешнего электрического поля. |
| 3) | Происходит ориентация электрических дипольных моментов молекул вещества; вектор поляризации образца антипараллелен направлению вектора напряженности внешнего электрического поля. |
| 4) | Индуцируются электрические дипольные моменты атомов, совпадающие по направлению электрическими дипольными моментами молекул; вектор поляризации образца антипараллелен направлению вектора напряженности внешнего электрического поля. |
| Задание 5.2 | |
| Какие из приведенных утверждений верны для неполярного диэлектрика? | |
| Варианты ответов: | |
| 1) | Дипольные моменты молекул диэлектрика в отсутствие внешнего электрического поля равны нулю. |
| 2) | Поляризованность диэлектрика прямо пропорциональна напряженности внешнего электрического поля. |
| 3) | Диэлектрическая восприимчивость диэлектрика обратно пропорциональна температуре. |
| Задание 5.3 | ||||
На рисунке представлены графики зависимости модуля вектора поляризации образца диэлектрика  от напряженности электрического поля  . Указать график, соответствующий зависимости  , для неполярных диэлектриков.
|
| |||
| Варианты ответов: | ||||
| 1) | 2) | |||
| 3) | 4) | |||
| Задание 5.4 | |
| Какие из приведенных утверждений верны для полярного диэлектрика? | |
| Варианты ответов: | |
| 1) | Дипольные моменты молекул диэлектрика в отсутствие внешнего электрического поля равны нулю. |
| 2) | Образец диэлектрика в неоднородном внешнем электрическом поле втягивается в область более сильного поля. |
| 3) | Диэлектрическая восприимчивость диэлектрика при увеличении температуры уменьшается. |
| Задание 5.5 | ||||
| На рисунке представлены графики зависимости диэлектрической восприимчивости æ от температуры. Укажите график соответствующий зависимости æ(Т) для полярных диэлектриков. | 
| |||
| Варианты ответов: | ||||
| 1) | 2) | |||
| 3) | ||||
| Задание 5.6 | |
| Какие из приведенных утверждений верны для сегнетоэлектрика? | |
| Варианты ответов: | |
| 1) | В определенном температурном интервале имеет место самопроизвольная поляризация сегнетоэлектрика в отсутствие внешнего электрического поля. |
| 2) | Диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектрика зависит от напряженности электрического поля. |
| 3) | В отсутствии внешнего электрического поля дипольные электрические моменты доменов равны нулю. |
| Задание 5.7 | |||
Напряженность электрического поля между пластинками конденсатора равна  . Если пространство между пластинками заполнить титанитом бария, то напряженность электрического поля будет равна  . Определить диэлектрическую проницаемость титанита бария.
| |||
| Варианты ответов: | |||
| 1) | 2) | 
| |
| 3) | 
| 4) |
| Задание 5.8 | ||||
| На рисунке представлены графики зависимости модуля вектора поляризации образца диэлектрика от модуля напряженности электрического поля . Укажите график, соответствующий зависимости , для сегнетоэлектриков.
|
| |||
| Варианты ответов: | ||||
| 1) | 2) | |||
| 3) | 4) | |||
| Задание 5.9 | ||||
| На рисунке представлены графики зависимости диэлектрической восприимчивости æ от температуры. Укажите график соответствующий зависимости æ(Т) для сегнетоэлектриков. | 
| |||
| Варианты ответов: | ||||
| 1) | 2) | |||
| 3) | 4) | |||
| Задание 5.10 | |
| Какие из приведенных утверждений верны для парамагнетика? | |
| Варианты ответов: | |
| 1) | Домены парамагнетика переориентируются во внешнем магнитном поле. |
| 2) | Относительная магнитная проницаемость равна единице; вещество не намагничивается во внешнем магнитном поле. |
| 3) | Относительная магнитная проницаемость парамагнетика меньше единицы; вектор намагничивания направлен противоположно вектору индукции внешнего магнитного поля. |
| 4) | Относительная магнитная проницаемость парамагнетика больше единицы; вектор намагничивания направлен в ту же сторону, что и вектор индукции внешнего магнитного поля. |
| 5) | Относительная магнитная проницаемость парамагнетика много больше единицы; вектор намагничивания направлен в ту же сторону, что и вектор индукции внешнего магнитного поля. |
| Задание 5.11 | |
| Какие физические процессы происходят при помещении парамагнетика в стационарное магнитное поле? | |
| Варианты ответов: | |
| 1) | У атомов индуцируются магнитные моменты; вектор намагниченности образца направлен в ту же сторону, что и вектор индукции внешнего магнитного поля. |
| 2) | Происходит ориентация магнитных моментов атомов; вектор намагниченности образца направлен в ту же сторону, что и вектор индукции внешнего магнитного поля. |
| 3) | Происходит ориентация магнитных моментов атомов; вектор намагниченности образца направлен антипараллельно вектору индукции внешнего магнитного поля. |
| 4) | У атомов индуцируются магнитные моменты; вектор намагниченности образца антипараллелен вектору индукции внешнего магнитного поля. |
| Задание 5.12 | ||||
На рисунке представлены графики зависимости магнитной восприимчивости от температуры для разных магнитных веществ. Укажите график соответствующий зависимости  для парамагнетика.
|
| |||
| Варианты ответов: | ||||
| 1) | 2) | |||
| 3) | ||||
| Задание 5.13 | |
| Какие из приведенных утверждений верны для парамагнетика? | |
| Варианты ответов: | |
| 1) | Магнитный момент молекул парамагнетика в отсутствие внешнего магнитного поля отличен от нуля. |
| 2) | Вектор намагничивания образца парамагнетика направлен в ту же сторону, что и вектор индукции внешнего магнитного поля. |
| 3) | Магнитная восприимчивость парамагнетика не зависит от температуры. |
| Задание 5.14 | |
| Какие из приведенных утверждений верны для диамагнетика? | |
| Варианты ответов: | |
| 1) | Магнитная восприимчивость мала, вектор намагниченности образца антипараллелен вектору напряженности внешнего магнитного поля. |
| 2) | Магнитная восприимчивость мала, вектор намагниченности образца направлен в ту же сторону, что и вектор напряженности внешнего магнитного поля. |
| 3) | Магнитная восприимчивость велика, вектор намагниченности образца антипараллелен вектору напряженности внешнего магнитного поля. |
| 4) | Вещество не реагирует на наличие магнитного поля. |
| 5) | Магнитная восприимчивость велика, вектор намагниченности образца направлен в ту же сторону, что и вектор напряженности внешнего магнитного поля. |
| Задание 5.15 | |
| Какие из приведенных утверждений верны для диамагнетика? | |
| Варианты ответов: | |
| 1) | В отсутствие внешнего магнитного поля магнитный момент молекул диамагнетика равен нулю. |
| 2) | Вектор намагниченности образца диамагнетика антипараллелен вектору индукции внешнего магнитного поля. |
| 3) | Относительная магнитная проницаемость диамагнетика при увеличении температуры уменьшается. |
| Задание 5.16 | |
| Какие физические процессы происходят при помещении диамагнетика в стационарное магнитное поле? | |
| Варианты ответов: | |
| 1) | Происходит ориентация магнитных моментов атомов диамагнетика; вектор намагниченности образца направлен в ту же сторону, что и вектор индукции внешнего магнитного поля. |
| 2) | У атомов индуцируются магнитные моменты; вектор намагниченности образца направлен в ту же сторону, что и вектор индукции внешнего магнитного поля. |
| 3) | Происходит ориентация магнитных моментов атомов; вектор намагниченности образца антипараллелен вектору индукции внешнего магнитного поля. |
| 4) | У атомов диамагнетика индуцируются магнитные моменты; вектор намагниченности образца антипараллелен вектору индукции внешнего магнитного поля. |
| Задание 5.17 | ||||
| На рисунке представлены графики зависимости магнитной восприимчивости от температуры для разных магнитных веществ. Укажите график, соответствующий зависимости , для диамагнетика.
| 
| |||
| Варианты ответов: | ||||
| 1) | 2) | |||
| 3) | ||||
| Задание 5.18 | |
| Какие из приведенных утверждений верны для ферромагнетика? | |
| Варианты ответов: | |
| 1) | При увеличении напряженности внешнего магнитного поля намагниченность образца ферромагнетика достигает насыщения. |
| 2) | Магнитная проницаемость ферромагнетика зависит от напряженности внешнего магнитного поля. |
| 3) | При отсутствии внешнего магнитного поля магнитный момент домена равен нулю. |
| Задание 5.19 | ||||
На рисунке представлены графики зависимости модуля вектора намагниченности образца от напряженности магнитного поля  . Укажите график, соответствующий зависимости  , для ферромагнетика.
| 
| |||
| Варианты ответов: | ||||
| 1) | 2) | |||
| 3) | 4) | |||
| Задание 5.20 | ||||
На рисунке показана зависимость модуля вектора индукции магнитного поля  в ферромагнетике от модуля вектора напряженности  внешнего магнитного поля. Какую физическую характеристику ферромагнетика определяет отрезок ОС?
| 
| |||
| Варианты ответов: | ||||
| 1) | Коэрцитивную силу ферромагнетика. | 2) | Магнитную индукцию ферромагнетика. | |
| 3) | Остаточную магнитную индукцию ферромагнетика. | 4) | Остаточную намагниченность ферромагнетика. | |
| Задание 5.21 | |||
| На рисунке показана зависимость модуля вектора индукции магнитного поля в ферромагнетике от модуля вектора напряженности внешнего магнитного поля. Какую физическую характеристику ферромагнетика определяет отрезок ОС?
| 
| ||
| Варианты ответов: | |||
| 1) | Магнитную индукцию насыщения ферромагнетика. | 2) | Остаточную намагниченность ферромагнетика. |
| 3) | Остаточную магнитную индукцию ферромагнетика. | 4) | Коэрцитивную силу ферромагнетика. |
| Задание 5.22 | |||
Температура Кюри для железа составляет  С. Свойствами какого магнетика обладает образец железа при температуре  С?
| |||
| Варианты ответов: | |||
| 1) | Образец железа является ферромагнетиком. | 2) | Образец железа является парамагнетиком. |
| 3) | Образец железа является диамагнетиком. | 4) | Образец железа является диэлектриком. |
| Задание 5.23 | ||||
| На рисунке представлены графики зависимости магнитной восприимчивости от температуры для разных магнитных веществ. Укажите график, соответствующий зависимости , для ферромагнетика.
| 
| |||
| Варианты ответов: | ||||
| 1) | 2) | |||
| 3) | ||||
| Задание 5.24 | ||||
| На рисунке представлены графики зависимости модуля вектора намагниченности образца от напряженности магнитного поля . Укажите график, соответствующий зависимости , для парамагнетика.
|
| |||
| Варианты ответов: | ||||
| 1) | 2) | |||
| 3) | 4) | |||
| Задание 5.25 | |
| В каких веществах внешнее магнитное поле индуцирует магнитный момент атомов и молекул? | |
| Варианты ответов: | |
| 1) | Во всех магнетиках внешнее магнитное поле индуцирует магнитный момент атомов и молекул. |
| 2) | Только в парамагнетиках внешнее магнитное поле индуцирует магнитный момент атомов и молекул. |
| 3) | Только в диамагнетиках внешнее магнитное поле индуцирует магнитный момент атомов и молекул. |
| 4) | Только в ферромагнетиках внешнее магнитное поле индуцирует магнитный момент атомов и молекул. |
| Задание 5.26 | ||||
| На рисунке показана зависимость относительной магнитной проницаемости вещества от напряженности внешнего магнитного поля. Для каких веществ характерна такая зависимость ?
| 
| |||
| Варианты ответов: | ||||
| 1) | Такая зависимость характерна только для диамагнетиков. | 2) | Такая зависимость характерна только для ферромагнетиков. | |
| 3) | Такая зависимость характерна для любого магнетика. | 4) | Такая зависимость характерна только для парамагнетиков. | |
| Задание 5.27 | |
| Какие из приведенных утверждений верны для ферромагнетика? | |
| Варианты ответов: | |
| 1) | Относительная магнитная проницаемость ферромагнетика равна единице; образец ферромагнетика не намагничивается во внешнем магнитном поле. |
| 2) | Относительная магнитная проницаемость ферромагнетика меньше единицы; образец ферромагнетика намагничивается во внешнем магнитном поле в направлении, противоположном вектору индукции. |
| 3) | Относительная магнитная проницаемость ферромагнетика больше единицы; образец ферромагнетика намагничивается во внешнем магнитном поле в направлении, параллельном вектору магнитной индукции. |
| 4) | Относительная магнитная проницаемость ферромагнетика много больше единицы; образец ферромагнетика сильно намагничивается во внешнем магнитном поле в направлении, параллельном вектору магнитной индукции. |
| Задание 5.28 | |
| Дайте определение магнитным доменам ферромагнетика. | |
| Варианты ответов: | |
| 1) | Магнитные домены – это микрокристаллы, из которых состоят ферромагнитные тела (поликристаллы). |
| 2) | Магнитные домены – это микроскопические области ферромагнетика спонтанно намагниченные. |
| 3) | Магнитные домены – это макроскопические области ферромагнетика спонтанно намагниченные. |
| Задание 5.29 | |||
Температура Кюри для железа равна  . Свойствами какого магнетика обладает образец железа при температуре  .
| |||
| Варианты ответов: | |||
| 1) | Образец железа является ферромагнетиком. | 2) | Образец железа является парамагнетиком. |
| 3) | Образец железа является диамагнетиком. | 4) | Образец железа является диэлектриком. |
| Задание 5.30 | |
| Какие из приведенных утверждений верны для ферромагнетика? | |
| Варианты ответов: | |
| 1) | Ферромагнетик намагничен в отсутствии магнитного поля; |
| 2) | Для каждого ферромагнетика существует определенная температура (температура Кюри), выше которой вещество становится парамагнетиком; |
| 3) | Вектор намагниченности ферромагнетика нелинейно зависит от вектора напряженности магнитного поля .
|
| Задание 5.31 | |||
| В каком веществе наблюдается явление электрического гистерезиса? | |||
| Варианты ответов: | |||
| 1) | Электрический гистерезис наблюдается в диэлектриках. | 2) | Электрический гистерезис наблюдается в полярных изотропных диэлектриках. |
| 3) | Электрический гистерезис наблюдается в ферромагнетиках. | 4) | Электрический гистерезис наблюдается в сегнетоэлектриках. |
| Задание 5.32 | |||
Электростатическое поле переходит через границу двух однородных изотропных диэлектриков. Как изменяются компоненты  и  вектора напряженности электрического поля?
| |||
| Варианты ответов: | |||
| 1) | 
| 2) | 
|
| 3) | 
| 4) | 
|
| Задание 5.33 | |||
Электростатическое поле переходит через границу двух однородных изотропных диэлектриков. Как изменяются компоненты вектора индукции электрического поля  и  ? Сторонние заряды на границе раздела отсутствуют.
| |||
| Варианты ответов: | |||
| 1) | 
| 2) | 
|
| 3) | 
| 4) | 
|
| Задание 5.34 | |||
Магнитное поле переходит через границу двух однородных изотропных магнетиков. Как изменяются компоненты вектора магнитной индукции  и  ? На границе раздела магнетиков тока проводимости нет.
| |||
| Варианты ответов: | |||
| 1) | 
| 2) | 
|
| 3) | 
| 4) | 
|
| Задание 5.35 | |||
Магнитное поле переходит через границу двух однородных изотропных магнетиков. На границе раздела магнетиков тока проводимости нет. Как изменяются компоненты вектора напряженности магнитного поля  и  ?
| |||
| Варианты ответов: | |||
| 1) | 
| 2) | 
|
| 3) | 
| 4) | 
|
| Задание 5.36 | |||
| Бесконечный однородный изотропный диэлектрик с относительной диэлектрической проницаемостью находится в электрическом поле. Как изменится вектор напряженности электрического поля внутри диэлектрика?
| |||
| Варианты ответов: | |||
| 1) | Вектор не изменится.
| 2) |  .
|
| 3) | Модуль вектора увеличится в раз.
| 4) | Модуль вектора уменьшится в раз
|
| Задание 5.37 | |||
| Какие физические процессы происходят в неполярном диэлектрике, если его внести в электрическое поле? | |||
| Варианты ответов: | |||
| 1) | Возникнет пьезоэлектрический эффект. | 2) | У молекул возникнут дипольные моменты, ориентированные в направлении, противоположном направлению вектора напряженности внешнего электрического поля. |
| 3) | Диполи молекул будут ориентироваться по направлению вектора напряженности внешнего электрического поля. | 4) | У молекул возникнут индуцированные дипольные моменты, ориентированные по направлению вектора напряженности внешнего электрического поля. |
| 5) | Внутри диэлектрика никаких физических процессов происходить не будет. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
