Физика. Электричество и магнетизм

Москва 2022

М ИНИС ТЕРС ТВО НАУКИ И ВЫСШ ЕГО О Б РА З О ВА Н И Я РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

ИНСТИТУТ БАЗОВОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Кафедра физики

И.Ф. Уварова

ФИЗИКА.  
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ

Учебное пособие для практических занятий

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета

№ 4755

УДК 53 
 
У18

Р е ц е н з е н т 
д-р техн. наук, проф. И.В. Ушаков

Уварова, Ирина Федоровна.
У18  
Физика. Электричество и магнетизм : учеб. пособие для 
практических занятий / И.Ф. Уварова. – Москва : Издательский Дом НИТУ «МИСиС», 2022. – 48 с.
ISBN 978-5-907560-20-8

Учебное пособие содержит теоретический материал по основным 
темам дисциплины «Физика. Электричество и магнетизм» для самостоятельной подготовки студентов к выполнению домашних заданий и практическим занятиям. Имеются методические указания 
к решению задач, приведены примеры решения типичных задач. 
В приложении содержатся некоторые справочные данные.
Предназначено для студентов-бакалавров ИТКН, обучающихся 
по направлениям подготовки 01.03.04, 09.03.01, 09.03.02, 09.03.03.

УДК 53

 Уварова И.Ф., 2022
ISBN 978-5-907560-20-8
 НИТУ «МИСиС», 2022

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ........................................................................ 4
Методические указания к выполнению заданий .................. 5
1 Электростатика ........................................................... 8
1.1 Теория .................................................................. 8
1.2 Пример решения и оформления задачи ................... 11
1.3 Домашние задания ............................................... 15
2 Магнитное поле постоянного тока ................................ 18
2.1 Теория ................................................................ 18
2.2 Пример решения и оформления задачи ................... 21
2.3 Домашние задания ............................................... 24
3 Движение заряженных частиц в электрическом 
и магнитном полях ........................................................ 27
3.1 Теория ................................................................ 27
3.2 Пример решения и оформления задачи ................... 28
3.3 Домашние задания ............................................... 30
4 Квазистационарные электромагнитные поля ................. 34
4.1 Теория ................................................................ 34
4.2 Пример решения и оформления задачи ................... 36
4.3 Домашние задания ............................................... 38
Заключение ................................................................. 41
Список рекомендуемой литературы ................................. 42
Приложение ................................................................. 43

ВВЕДЕНИЕ

Физика является одной из тех наук, знание которых необходимо для успешного изучения общенаучных и специальных дисциплин. Решение задач всегда являлось необходимым 
элементом курса физики в высшей школе. Целью настоящего 
пособия является формирование у студентов устойчивых навыков решения задач по основным разделам электромагнетизма. 
При этом решение физической задачи предполагает создание 
модели физического процесса, которая учитывает лишь существенные стороны явления, содержит неизбежные приближения и допущения, что способствует приобретению студентами 
такой важной общепрофессиональной компетенции, как способность применять естественнонаучные и общеинженерные 
знания, методы математического анализа и моделирования в 
профессиональной деятельности.
Настоящий сборник содержит теоретический материал 
по электростатике и магнитостатике; рассматривается действие 
электрического и магнитного полей на заряженные частицы, 
явление электромагнитной индукции и электромагнитные колебания. Приведены примеры решения типовых задач и задачи 
для самостоятельного выполнения домашних заданий. Весь материал сгруппирован в четыре раздела в соответствии с Рабочей 
программой дисциплины «Физика» для студентов-бакалавров 
ИТКН.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ 
К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЙ

Решение практически любой задачи допускает применение различных методов, основанных на одних и тех же физических законах. Результатом решения должно стать выражение 
требуемых физических величин через величины, известные из 
условия задачи.
Каждая задача сформулирована в общем виде и дополнена 
таблицей числовых данных, размещенных в отдельных строках, которые обозначены соответственными номерами (шифрами). Физическая величина, числовое значение которой необходимо определить в данном шифре, обозначена знаком «?». 
Величины, обозначенные прочерком «–», для решения данного шифра не требуются, т.е. определять их не нужно.
Единицы измерения, в которых необходимо выразить 
определяемую величину, указаны в заголовке соответствующей 
графы таблицы числовых данных (столбца). Во многих случаях 
используются дольные или кратные от единиц СИ, а также другие единицы, применяемые в науке и технике. Таблицы единиц 
измерения физических величин, соотношения между различными единицами, приставки для образования кратных и дольных единиц, а также значения основных физических постоянных содержатся в приложении.
Номер задачи и номер шифра (строка числовых данных) 
студент выбирает в соответствии с маршрутом выполнения домашних заданий по своему номеру в журнале группы. Сроки 
и порядок сдачи (защиты) домашних заданий определяются 
графиком учебных занятий.
Задание должно быть оформлено в отдельной тонкой 
школьной тетради, на обложке которой указываются фамилия 
и имя студента, номер группы, номер студента по журналу группы, номер домашнего задания, номера вошедших в него задач, 
шифр к задаче.
При решении каждой задачи необходимо полностью переписать условие, записать его в кратком виде, при необходимости сделать поясняющий рисунок или схему. Образцы решения и оформления задач приведены в данном пособии.