Магнитное поле в вакууме

Тема 9. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции.

 

Закон Био-Савара-Лапласа. Принцип суперпозиции.

 

1.Сила Лоренца как следствие опытных данных, ее электрическая и магнитная составляющие. Напишите выражение для силы в векторном виде, укажите направления векторов. Дайте определение вектора магнитной индукции.

2.Графическое изображение магнитных полей с помощью линий индукции. Дайте определение линий магнитной индукции. Напишите выражение для индукции магнитного поля прямого длинного проводника с током; изобразите поле с помощью линий индукции.

3.Напишите выражение для магнитной индукции поля элемента тока (закон Био-Савара-Лапласа) в векторной и скалярной формах, сделайте рисунок, укажите направления векторов. Напишите выражение и дайте формулировку принципа суперпозиции для магнитных полей.

4.Получите с помошью закона Био-Савара-Лапласа и принципа суперпозиции выражение для индукции магнитного поля прямого проводника с током (конечной длины и бесконечно длинного).

5.Получите с помошью закона Био-Савара-Лапласа и принципа суперпозиции выражение для индуции магнитного поля на оси и в центре кругового тока. Магнитный момент контура с током.

6.Напишите выражение и дайте формулировку теоремы о циркуляции вектора магнитной индукции. Получите с помощью этой теоремы выражение для индукции магнитного поля прямого бесконечно длинного проводника с током.

7.Напишите выражение и дайте формулировку теоремы о циркуляции вектора магнитной индукции. Получите с помощью этой теоремы индукцию магнитного поля внутри длинного соленоида.

8.Напишите выражение и дайте формулировку теоремы о циркуляции вектора магнитной индукции. Получите с помощью этой теоремы индукцию магнитного поля внутри тороида.

9.Напишите выражение для потока вектора магнитной индукции через элементарную площадку, поверхность конечных размеров и замкнутую поверхность. Теорема Гаусса для вектора магнитной индукции, напишите выражение и дайте формулировку. Вихревой характер магнитного поля.

 

Тема 10. Магнитные силы. Поведение витка с током в магнитном поле. Работа в магнитном поле.

 

1.Сила, действующая на проводник с током магнитном поле (сила Ампера), напишите выражение в векторной и скалярной формах, сделайте рисунок, укажите направления векторов.

2.Получите выражение для силы взаимодействия двух прямых длинных параллельных проводников с токами.

3.Получите выражение для вращающего момента, действующего на контур с током в магнитном поле

4.Опишите поведение витка с током в однородном и неоднородном магнитных полях. Напишите выражение для силы, действующей на контур с током в неоднородном магнитном поле.

5.Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле. Энергия контура с током во внешнем магнитном поле.

 

Тема 11. Электромагнитная индукция.

1.Закон Фарадея для электромагнитной индукции. Правило Ленца. Получите закон Фарадея на основе закона сохранения энергии.

2.Получите выражение для ЭДС индукции, возникающей в проводнике, движущемся в магнитном поле.

3.Явление самоиндукции. ЭДС самоиндукции. Индуктивность (коэффициент самоиндукции) проводника.

4.Получите выражение для индуктивности длинного соленоида.

 

Тема 12. Магнитная энергия.

1. Магнитная энергия проводника с током. Энергия магнитного поля. Получите выражение для объемной плотности энергии магнитного поля на примере длинного соленоида.

 

Магнитное поле в веществе.

Тема 13. Магнитное поле в веществе.

 

1.Характеристики магнитного поля: индукция, напряженность, намагниченность, связь между ними. Магнитная проницаемость и магнитная восприимчивость вещества.

2.Теорема о циркуляции вектора индукции магнитного поля в магнетиках.

3.Пара- и диамагнетики, их магнитные свойства. Качественнное объяснение намагниченности этих веществ на основе представлений о магнитных моментах молекул. Диамагнетизм

4.Ферромагнетики, их основные свойства. Гистерезис. Применение ферромагнетиков. Ферриты. Антиферромагнетики.

Уравнения Максвелла.

Тема 14. Уравнения Максвелла.

 

1.Вихревое электрическое поле. Максвелловская трактовка явления электромагнитной индукции. Первое основное положение теории Максвелла: напишите математическое выражение в интегральной форме и дайте формулировку.

2.Ток смещения. Второе основное положение теории Максвелла: напишите математическое выражение в интегральной форме и дайте формулировку.

3. Система уравнений электромагнитной теории Максвелла. Поясните, что

принципиально нового внес Максвелл в ранее известные законы электричества и магнетизма.

Физика колебаний и волн.

 

Тема 15. Гармонический осциллятор.

 

1. Свободные колебания. Дифференциальное уравнение свободных гармонических колебаний и его решение. Амплитуда, период, круговая частота, фаза колебаний. Скорость и ускорение при колебаниях.

2. Пружинный маятник, дайте определение. Напишите дифференциальное уравнение колебаний, пружинного маятника. Получите формулу для вычисления периода малых колебаний пружинного маятника. Частота колебаний.

3. Математический маятник, дайте определение. Напишите дифференциальное уравнение колебаний и получите формулу для вычисления периода малых колебаний маятника. Частота колебаний.

4. Физический маятник, дайте определение. Напишите дифференциальное уравнение колебаний и получите формулу для вычисления периода малых колебаний маятника. Частота колебаний. Приведенная длина физического маятника.

5. Смещение, скорость и ускорение при гармонических колебаниях.

6. Энергия гармонических колебаний. Средняя за период энергия гармонического осциллятора.