Pytania przykładowe : elektrostatyka i magnetostatyka

Elektrostatyka –pytania przykładowe

1.

Co to jest natężenie pola elektrycznego? Ile wynosi natężenie pola elektrycznego, jeśli na ładunek Q=1 C działa
w tym polu siła F=100 N?

2.

Naszkicuj linie sił pola elektrycznego pochodzącego od: a) pojedynczego dodatniego ładunku punktowego, b)
pojedynczego ujemnego ładunku punktowego, c) dwóch jednakowych ładunków dodatnich, c) dipola
elektrycznego.

3.

Sformułuj prawo Coulomba i prawo Gaussa. Zrób odpowiednie rysunki i objaśnij symbole.

4.

Jaki ładunek Q należy umieścić w punkcie x=0, aby w punkcie x=100 [m] natężenie pola elektrycznego było
takie samo jak natężenie wytworzone w tym punkcie przez ładunek q=1 C umieszczony w punkcie x = 20 [m].

5.

Z prawa Gaussa wyprowadź prawo Coulomba. (wsk. oblicz natężenie pola od ładunku punktowego korzystając z
prawa Gaussa)

6.

Ile wynosi strumień pola elektrycznego przez każdą ze ścian sześcianu o krawędzi a, w którego środku znajduje
się ładunek +Q? Ile wynosi strumień przez połowę sfery opisanej na tym sześcianie? (bardzo łatwe)

7.

Wewnątrz sfery znajduje się dipol elektryczny. Ile wynosi strumień pola elektrycznego
przez tę sferę?

8.

Znajdź strumień pola elektrycznego przez powierzchnie sferyczne S1, S2 i S3 pokazane na
rysunku.

9.

Oblicz strumień

Φ

Ε

jednorodnego pola elektrycznego o natężeniu E przez powierzchnię

kwadratu o boku a, jeśli płaszczyzna kwadratu jest a) prostopadła do E, b) równoległa do E, c) nachylona do E
pod kątem

α=π/4.

10.

Korzystając z zasady superpozycji oblicz natężenie pola elektrycznego pochodzącego od dwóch ustawionych
prostopadle do siebie płaszczyzn naładowanych z gęstościami powierzchniowymi ładunku +

σ

i -

σ

. Zrób

odpowiedni rysunek. Wsk. Natężenie pola naładowanej płaszczyzny E=

σ

/2

ε

0

.

11.

Korzystając z zasady superpozycji oblicz, w jakim punkcie na prostej łączącej dwie naładowane z taką samą
gęstością powierzchniową ładunku +

σ powierzchnie sferyczne o promieniach R

1

i R

2

natężenie pola

elektrycznego będzie równe zeru. Odległość środków obu powierzchni jest równa a (a>R

1

+R

2

).

12.

Potencjał pola elektryczne dipola w dużej odległości r od niego wyraża się wzorem V(r)=

αr. Jak zależy od

odległości natężenie pola elektrycznego E(r)?

13.

Oblicz różnicę potencjałów

ΔV między dwiema równoległymi, odległymi o d, płaszczyznami naładowanymi z

gęstościami powierzchniowymi +

σ i -σ.

14.

Co to jest dipol elektryczny? Jak definiuje się dipolowy moment elektryczny?

15.

Naszkicuj linie sił pola wytworzonego przez dipol elektryczny.

16.

Opisz zachowanie się dipola elektrycznego w: a) jednorodnym, b) niejednorodnym polu elektrycznym.

17.

Podaj 2 przykłady cząsteczek chemicznych, które są dipolami elektrycznymi i jednej, która nie jest dipolem.

18.

Krótko scharakteryzuj właściwości dielektryczne materii. Zrób odpowiednie rysunki.

19.

Jak zależy wektor polaryzacji P od wektora natężenia pola elektrycznego? Co to jest podatność elektryczna
substancji?

20.

Krótko omów zjawisko ferroelektryczności. Zrób odpowiednie rysunki. Podaj 1 przykład ferroelektryka. Podaj 1
przykład zastosowania ferroelektryków.

21.

Co to jest temperatura Curie? Co to są elektrety?

22.

Na czym polega zjawisko piezoelektryczne? Krótko je omów. Podaj kilka zastosowań

Pytania przykładowe : elektrostatyka i magnetostatyka

Magnetostatyka –pytania przykładowe

1.

Sformułuj prawo Biota-Savarta. Zrób odpowiedni wyraźny rysunek. Objaśnij symbole.

2.

Korzystając z prawa Biota-Savarta oblicz indukcję pola magnetycznego B w punkcie leżącym na przedłużeniu
prostoliniowego przewodnika, przez który płynie prąd I (rysunek).

3.

Sformułuj prawo Ampère’a. Objaśnij symbole. Zrób odpowiedni czytelny rysunek.

4.

Korzystając z prawa Ampère’a oblicz indukcję pola magnetycznego B(r) wytworzonego przez dwa b.blisko
położone prostoliniowe równoległe nieskończone przewodniki, przez które płyną prądy odpowiednio +I i -I.

5.

Co to jest dipol magnetyczny? Podaj kilka przykładów takich dipoli.

6.

Narysuj linie sił pola magnetycznego wytworzonego przez dipol magnetyczny.

7.

Jaki moment sił działa na moment magnetyczny

μ

w polu magnetycznym o indukcji B, jeśli oba te wektory są a)

prostopadłe, b) równoległe, c) nachylone pod kątem

α=π/3?

8.

Ile wynosi dipolowy moment magnetyczny

μ prostokątnej ramki o bokach a i b, przez którą płynie prąd I? Zrób

rysunek zaznacz kierunek i zwrot wektora

μ.

9.

Podaj wzór na energię potencjalną dipola

μ w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B. Kiedy ta energia

przyjmuje wartość minimalną a kiedy maksymalną? Zrób rysunek dodaj komentarz.

10.

Na czym polegają zjawiska dia-, para- i ferromagnetyzmu? Podaj przykłady substancji należących do każdej z
tych grup. Zrób odpowiednie rysunki i wykresy.

11.

Jak oddziałują para- ferro i diamagnetyki z niejednorodnym polem magnetycznym?

12.

Omów zjawisko histerezy w ferromagnetykach.

13.

Co to jest temperatura Curie dla ferromagnetyków? Jakie zjawiska fizyczne zachodzą w materiałach
ferromagnetycznych w pobliżu temperatury Curie?

14.

Czy zjawisko przejścia ferromagnetyka w stan paramagnetyczny powyżej Tc jest odwracalne. Dodaj komentarz.

15.

Wyjaśnij, dlaczego magnes sztabkowy wrzucony do ognia po ochłodzeniu traci właściwości magnetyczne
(przestaje być magnesem).

16.

Czy roztopione żelazo (t=1500ºC) jest silnie czy słabo przyciągane przez silne pole magnetyczne? Odpowiedź
uzasadnij.