2. Состав и объем практических занятий

Второй семестр изучения физики. На практических занятиях изучаются электрическое поле, его характеристики, постоянный ток, магнитное поле, его характеристики, движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях, ферромагнетики, электромагнитная индукция. Основные темы занятий, даты их проведения приведены в таблице 1. Число часов в таблице дано с учетом самостоятельной работы.

Таблица 1.

№ занятия	Наименование и краткое содержание практических занятий	Даты проведения	Кол-во часов
1	Электростатическое поле неподвижных точечных и неточечных зарядов. Потенциал и напряженность. Принцип суперпозиции для точечных и неточечных зарядов	1 – 2 неделя	2 – ауд 2 – срс
2	Теорема Гаусса. Расчет напряженности полей, имеющих сферическую, цилиндрическую или плоскую симметрию с помощью теоремы Гаусса. Работа перемещения заряда в электрическом поле. Потенциал и разность потенциалов	3 – 4 неделя	2 – ауд 2 – срс
3	Электроемкость. Конденсаторы. Поляризация диэлектриков. Связанные заряды. Энергия электрического поля	5 – 6 неделя	2 – ауд 2 – срс
4	Постоянный ток. Законы Ома, Джоуля-Ленца, сопротивление металлов, его зависимость от температуры. .	7 – 8 неделя	2 – ауд 2 – срс
5	Магнитное поле. Закон Био–Савара–Лапласа. Принцип суперпозиции	9 – 10 неделя	2 – ауд 2 – срс
6	Закон Ампера. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле. Закон полного тока. Ферромагнетики. Закон полного тока.	11– 12 неделя	2 – ауд 2 – срс
7	Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.	13– 14 неделя	2 – ауд 2– срс
8	Явление электромагнитной индукции. Явление самоиндукции. Индуктивность. Энергия магнитного поля.	15– 16 неделя	2 – ауд 2 – срс
9	Повторение.	17– 18 неделя	2 – ауд 2 – срс

2.1. Занятие 1. Электростатическое поле неподвижных точечных и неточечных зарядов. Потенциал и напряженность. Принцип суперпозиции

.1.1. Контрольные вопросы для подготовки к занятию. (Т.И. Трофимова, Курс физики, §§ 77, 78, 79, 80, 84, 85, 86)

1. Сформулировать и записать закон Кулона, условия его применения.

2. Что такое – электростатическое поле? Записать определительные и расчетные формулы напряженности и потенциала электростатического поля точечного заряда.

3. Сформулируйте принцип суперпозиции для напряженности и потенциала электростатических полей точечных зарядов.

4. Графическое изображение электростатических полей. Силовые линии и эквипотенциальные поверхности электростатического поля? Привести примеры изображения полей с помощью силовых линий и эквипотенциальных поверхностей.

5. Неточечные заряды. Как вычисляется величина заряда в случае задания линейной, поверхностной или объемной плотности неточечных зарядов?

6. Порядок применения принципа суперпозиции для расчета потенциала и напряженности полей, созданных неточечными зарядами.

2.1.2. Задачи для аудиторных занятий

1. Два точечных заряда q₁ = 7,5 нКл и q₂ = –14,7 нКл расположены на расстоянии r = 5 см. Найти: 1) силу их электрического взаимодействия; 2) потенциальную энергию электрического взаимодействия; 3) величину потенциала электрического поля в точке, находящейся на расстояниях а = 3 см от положительного и b = 4 см от отрицательного заряда; 4) величину и направление вектора напряженности Е электрического поля в этой же точке.

2. Два точечных заряда q₁ = 37 нКл и q₂ = –47 нКл расположены в двух вершинах равностороннего треугольника со стороной r = 18 см. Найти: 1) силу их электрического взаимодействия; 2) потенциальную энергию их электрического взаимодействия; 3) величину потенциала электрического поля в точке, находящейся в третьей вершине; 4) величину и направление вектора напряженности Е электрического поля в точке, находящейся в третьей вершине.

3. Два шарика одинаковых радиуса r = 3мм и одинаковой массы подвешены на нитях одинаковой длины 1 м так что их поверхности соприкасаются, и опущены в масло. После сообщения каждому шарику заряда q₀ = 0,6 мкКл они оттолкнулись друг от друга и разошлись на угол 2 = 60⁰. Найти: 1) силу электрического взаимодействия зарядов; 2) потенциальную энергию их взаимодействия; 3) силу Архимеда, действующую на каждый шарик; 4) силу натяжения нити; 5) массу m каждого шарика; 6) силу гравитационного взаимодействия шариков и сравнить ее с электрической силой.

4. Электрическое поле образовано тонкой нитью длиной 1,8 м, имеющей заряд q = 8 нКл. Найти: 1) потенциал электрического поля φ в точке, лежащей на продолжении нити на расстоянии 50 см от его конца; 2) напряженность электрического поля Е в этой же точке; 3) электрическую силу, действующую на точечный заряд q₀ = 20 нКл, если его поместить в эту точку; 4) энергию потенциальную этого точечного заряда q₀ =20 нКл, помещенного в эту точку.

5. Электрическое поле образовано тонким стержнем длиной 1,8 м, имеющим заряд q = 25 нКл. Найти: 1) потенциал φ электрического поля в точке, лежащей на перпендикуляре, восстановленном из середины стержня на расстоянии 40 см от него; 2) напряженность электрического поля Е в этой же точке; 3) электрическую силу, действующую на точечный заряд q₀ = 20 нКл, если его поместить в эту точку; 4)потенциальную энергию этого точечного заряда q₀ = 20 нКл, помещенного в эту точку.