Title Chu de 2 DIEN TRUONG - CUONG DO DIEN TRUONG.docx ✅

KHÁI NIỆM ĐIỆN TRƯỜNG I  Điện trường được tạo ra bởi điện tích, là dạng vật chất tồn tại xung quanh điện tích và truyền tương tác và gắn liền với các điện tích.  Tính chất cơ bản của điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó.  Điện trường tĩnh là điện trường do các điện tích đứng yên gây ra. CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG II  Cường độ điện trường:  Cường độ điện trường E→ tại một điểm là đại lượng vector đặc trưng cho khả năng tác dụng lực của điện trường tại điểm đó.  Vector cường độ điện trường E→ tại một điểm được xác định bằng tỉ số giữa vector lực điện F→ tác dụng lên một điện tích q đặt tại điểm đó và giá trị của điện tích q. Công thức tính điện trường F EFqEFqE q → →→→ -1E N/C = N.C là cường độ điện trường không phụ thuộc vào F và q. F N là lực điện trường. q C là độ lớn điện tích thử. Ví dụ 1: Một điện tích đặt tại điểm có cường độ điện trường 0,16 V/m. Lực tác dụng lên điện tích đó bằng 4F2.10 N. Độ lớn của điện tích là bao nhiêu Coulomb? Độ lớn điện tích 4 3FF2.10 E. 01 q qE,25 ,110C 6.    Ví dụ 2: Một điện tích điểm có giá trị q3 μC đặt tại điểm có điện trường với độ lớn E12000 V/m, có phương thẳng đứng chiều từ trên xuống dưới. Hãy xác định phương chiều và độ lớn của lực tác dụng lên điện tích q. Vì q0 nên FErur và có phương thẳng đứng chiều từ dưới lên trên. Độ lớn của lực tác dụng lên điện tích FqE0,036 N.  Đặc điểm của vector cường độ điện trường:  Cường độ điện trường là một đại lượng vector. ĐIỆN TRƯỜNG – CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG Chủ đề 02 Chương III ĐIỆN TRƯỜNG
Q > 0 Q < 0 r r MEr MEr  Vector cường độ điện trường E→ ở một điểm trong điện trường cùng phương, cùng chiều với lực điện F→ tác dụng lên điện tích thử q0 tại điểm đó và không phụ thuộc vào điện tích thử.  Cường độ điện trường của một điện tích điểm Q có: - Điểm đặt tại điểm đang xét. - Phương là đường thẳng nối điện tích và điểm đang xét. - Chiều hướng ra xa Q nếu Q > 0, hướng về Q nếu Q < 0, - Nếu q0 thì FE,→→ nếu q0 thì FE.→→ - Độ lớn được tính bởi công thức 2 0 Q Ek r  Công thức tính độ lớn điện trường 22 0 QQ Ekk rr  E V/m là độ lớn cường độ điện trường. Q C là độ lớn điện tích gây ra điện trường. 12 08,85.10F/m là độ điện thẩm trong chân không.  là hằng số điện môi của môi trường, trong chân không thì 1, trong không khí thì 1. rm là khoảng cách từ điện tích đến điểm ta xét. Ví dụ 1: Làm thế nào để biết trong một vùng không gian nào đó có sự xuất hiện của điện trường? Ta có thể phát hiện điện trường bằng cách đặt một điện tích thử q vào khu vực ta nghĩ có điện tích nếu điện tích bị lệch ra khỏi vị trí ban đầu thì trong khu vực đó có từ trường. Ví dụ 2: Hãy chứng tỏ rằng vector cường độ điện trường E→ có + Phương trùng với phương của lực điện tác dụng lên điện tích. + Chiều cùng với chiều của lực điện khi q0, ngược chiều với chiều của lực điện khi q0. + Độ lớn của vector cường độ điện trường E→ bằng độ lớn của lực điện tác dụng lên điện tích 1 C đặt tại điểm ta xét. Ta có F E. q → → Từ công thức ta thấy vector cường độ điện trường E→ có phương trùng với phương của lực điện F→ tác dụng lên điện tích. Với q0 thì E, F→→ cùng chiều với nhau. Với q0 thì E, F→→ ngược chiều với nhau Nếu q1 thì EF.
Ví dụ 3: Trong một vùng không gian có điện trường mà các đường sức điện trường có phương nằm ngang, song song với nhau và chiều như hình bên dưới. Hình điện tích điểm q đặt trong điện trường Hãy xác định hưởng của lực điện trường tác dụng lên điện tích q trong hai trường hợp: a. b. a. Nếu q0 thì vector lực điện F→ cùng phương, cùng chiều với vector cường độ điện trường E.→ b. Nếu q0 thì vector lực điện F→ cùng phương, ngược chiều chiều với vector cường độ điện trường E.→ Ví dụ 4: Chúng ta có thể dùng điện tích thử âm để khảo sát cường độ điện trường do điện tích điểm gây ra được không? Giải thích. Vì cường độ điện trường do một điện tích điểm gây ra trong không gian không phụ thuộc vào điện tích thử nên ta có thể dùng điện tích thử âm. Khi đó, chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử ngược chiều với chiều vector cường độ điện trường. Ví dụ 5: Đặt lần lượt một electron (mang điện tích âm) và một proton (mang điện tích dương) vào cùng một điện trường đều. Hạt nào sẽ chịu tác dụng của lực tĩnh điện có độ lớn lớn hơn? Giả sử chỉ xét tương tác tĩnh điện, các tương tác khác được bỏ qua, em hãy so sánh gia tốc hai hạt thu được. Proton và electron có độ lớn điện tích bằng nhau nên chịu tác dụng của lực tĩnh điện là như nhau. Proton và electron có độ lớn điện tích bằng nhau nhưng khối lượng của proton lớn hơn của electron nên proton có vận tốc nhỏ hơn do đó proton có gia tốc nhỏ hơn. Ví dụ 6: Đặt điện tích q cách điện tích Q một khoảng r như hình dưới đây: a. Có phải không khí đã truyền tương tác điện tử từ điện tích Q tới điện tích q? b. Vùng không gian bao quanh một nam châm có từ trường. Tương tự như vậy, vùng không gian bao quanh một điện tích có điện trường. Ta có thể phát hiện sự tồn tại của điện trường bằng cách nào? a. Không phải không khí đã truyền tương tác điện từ điện tích Q tới điện tích q. Mà do xung quanh điện tích Q có điện trường, khi điện tích q đặt trong điện trường đó sẽ chịu lực điện do điện trường của Q gây ra. b. Để phát hiện điện trường ta dùng điện tích thử, đặt vào trong vùng nghi có điện trường, nếu có sự tương tác chứng tỏ xung quanh đó có điện trường.
Ví dụ 7: Một quả cầu kim loại bán kính mang điện tích Tính độ lớn cường độ điện trường tại điểm cách tâm quả cầu Cường độ điện trường tại điểm M bằng 98 3 M22 9.105.10Q Ek45.10 V/m. r0,1    Ví dụ 8: Một điện tích q được đặt trong điện môi đồng tính, vô hạn. Tại điểm M cách điện tích 40 cm, điện trường có cường độ 59.10 V/m và hướng về điện tích q, biết hằng số điện môi của môi trường là 2,5. Xác định độ lớn và dấu của điện tích. Độ lớn điện tích 252 29 qEr9.10.2,5.0,4 Ekq40μC. rk9.10    Vì điện trường hướng về điện tích q nên q0q40μC. Ví dụ 9: Quả cầu kim loại có bán kính R = 5 cm được tích điện q phân bố đều. Cho 2 σ = q/S C/m là mật độ điện mặt, S là diện tích hình cầu. Cho -52σ = 8, 84.1 0C/m. Tính độ lớn cường độ điện trường theo đơn bị MV/m tại điểm cách mặt cầu 5 cm. Ta có quả cầu kim loại là vật dẫn nên điện tích q chỉ phân bố đều trên bề mặt của nó. Xét điểm M cách mặt phẳng quả cầu M5 cmrRh10 cm. Khi đó ta có   2 95 6 M222 MM 9.10.8,84.10.4.0,05kqk..S E2,5.10 V/m2,5 MV/m. rr0,1    ĐIỆN PHỔ, ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN III  Hình ảnh điện phổ:  Khi cho một hoặc một số quả cầu tích điện vào trong một bể dầu đã trộn đều các hạt cách điện. Hệ các đường được tạo thành từ các hạt cách điện được gọi là điện phổ của điện tích hoặc hệ điện tích nói trên. a. Một điện tích b. Hai điện tích cùng dấu c. Hai điện tích trái dấu Điện phổ của một và một số điện tích Ví dụ 1: Em hãy thiết kế phương án và thực hiện thí nghiệm để quan sát hình ảnh điện phổ của một vật tích điện. Phương án thí nghiệm: Sử dụng một quả cầu kim loại nhỏ tích điện đặt vào trong hộp chứa dầu và bột mịn cách điện. Sau đó ta gõ nhẹ vào hộp, ta sẽ thấy các hạt bột sắp xếp thành những hình dạng đặc biệt, những đường đó là điện phổ của quả cầu.