I. Điện trường Show
1. Môi trường truyền tương tác điện Giả sử ta đặt hai quả cầu tích điện trái dấu trong một bình kín rồi hút hết không khí ra thì lực hút giữa hai quả cầu mạnh lên. Như vậy, phải có một môi trường nào đó truyền tương tác điện giữa hai quả cầu. Môi trường đó là điện trường 2. Điện trường Điện trường là một dạng vật chất (môi trường) bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó. II. Cường độ điện trường 1. Khái niệm cường độ điện trường Giả sử có một điện tích điểm Q nằm tại điểm O. Điện tích này tạo ra một điện trường xung quanh nó. Để nghiên cứu điện trường của Q tại điểm M, đặt tại đó một điện tích điểm thử q và xét lực điện tác dụng lên q. Theo định luật Cu-lông, q càng nằm xa Q thì lực điện càng nhỏ. Ta nói điện trường tại các điểm càng xa Q càng yếu. Từ đó có khái niệm cường độ điện trường: cường độ điện trường đặc trưng cho sự mạnh, yếu của điện trường tại một điểm. 2. Định nghĩa Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường tại điểm đó. Nó được xác định bằng thương số của độ lớn lực điện F tác dụng lên một điện tích thử q (dương) đặt tại điểm đó và độ lớn của q. $E = \frac{F}{q}$ E là cường độ điện trường tại điểm mà ta xét. 3. Vectơ cường độ điện trường Cường độ điện trường được biểu diễn bằng một vectơ gọi là vectơ cường độ điện trường. $\overrightarrow E = \frac{{\overrightarrow F }}{q}$ Vectơ cường độ điện trường $\overrightarrow E $ có: - phương và chiều trùng với phương và chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử q dương; - chiều dài (môđun) biểu diễn độ lớn của cường độ điện trường theo một tỉ xích nào đó. 4. Đơn vị đo cường độ điện trường Đơn vị đo cường độ điện trường là vôn trên mét (kí hiệu là V/m). 5. Cường độ điện trường của một điện tích điểm Cường độ điện trường của một điện tích điểm Q trong chân không: $E = \frac{F}{q} = k\frac{{\left| Q \right|}}{{{r^2}}}$ 6. Nguyên lí chồng chất điện trường Các điện trường $\overrightarrow {{E_1}} ,\overrightarrow {{E_2}} $ đồng thời tác dụng lực điện lên điện tích q một cách độc lập với nhau và điện tích q chịu tác dụng của điện trường tổng hợp $\overrightarrow {{E}} $: $\overrightarrow E = \overrightarrow {{E_1}} + \overrightarrow {{E_2}} $ Các vectơ cường độ điện trường tại một điểm được tổng hợp theo quy tắc hình bình hành.  III. Đường sức điện 1. Hình ảnh các đường sức điện Đặt hai quả cầu kim loại trong một bể nhỏ hình hộp chữ nhật, có thành bằng thuỷ tinh trong suốt, trong đựng dầu cách điện. Cho một ít các hạt cách điện (như mạt cưa) nằm lơ lửng trong dầu. Khuấy đều các hạt cách điện rồi tích điện trái dấu cho hai quả cầu. Ta sẽ thấy các hạt cách điện nằm dọc theo những đường nối hai quả cầu gọi là đường sức điện. 2. Định nghĩaĐường sức điện là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó. Hay, đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng dọc theo đó. 3. Hình dạng đường sức của một số điện trường - Ta chỉ vẽ được những đường sức điện trong những trường hợp đơn giản như: đường sức điện trong điện trường của một điện tích điểm như hình sau: - Trong những trường hợp khác thì phải chụp ảnh và vẽ theo ảnh chụp như hình sau: 4. Các đặc điểm của đường sức điện a) Qua mỗi điểm trong điện trường chỉ có một đường sức điện. b) Đường sức điện là những đường có hướng. Hướng của đường sức điện tại một điểm là hướng của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó. c) Đường sức điện của điện trường tĩnh điện là đường không khép kín. Nó đi ra từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm. Nếu chỉ có một điện tích thì các đường sức đi từ điện tích dương ra vô cực hoặc đi từ vô cực đến điện tích âm. d) Tuy các đường sức điện là dày đặc, nhưng ta chỉ vẽ một số ít đường theo quy ước: Số đường sức đi qua một diện tích nhất định đặt vuông góc với đường sức điện tại điểm mà ta xét thì tỉ lệ với cường độ điện trường tại điểm đó. 5. Điện trường đều Là điện trường mà vectơ cường độ điện trường tại mọi điểm đều có cùng phương, chiều và độ lớn; đường sức điện là những đường thẳng song song cách đều. Page 2SureLRN
Trong bài viết dưới đây, chúng tôi sẽ chia sẻ lý thuyết về cường độ điện trường là gì và công thức tính cường độ điện trường kèm theo các dạng bài tập thường gặp có lời giải chi tiết để các bạn cùng tham khảo Cường độ điện trường là gì?Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường tại điểm đó. Ký hiệu là E. Đơn vị của cường độ điện trường là Vôn/mét ký hiệu V/m Giả sử có một điện tích điểm Q nằm tại điểm O. Điện tích này tạo ra một điện trường xung quanh nó. Để nghiên cứu điện trường của Q tại điểm M, ta đặt tại đó một điện tích điểm q, gọi là điện tích thử và xét lực điện tác dụng lên q (Hình 3.2). Theo định luật Cu-lông, q càng nằm xa Q thì lực điện càng nhỏ. Ta nói điện trường tại các điểm càng xa Q càng yếu. Vì thế cần phải xây dựng một khái niệm đặc trưng cho sự mạnh, yếu của điện trường tại một điểm. Công thức tính cường độ điện trườngCường độ điện trường được tính bằng thương của độ lớn lực điện F tác dụng lên 1 điện tích thử q (q lấy số dương) đặt tại điểm đó và độ lớn của q. E = F/q Trong đó: Công thức tính cường độ điện trường của một điện tích điểm Cường độ điện trường của một điện tích điểm Q trong chân không E = F/q = k.|Q|/r2= q/4πε0εr2 Trong đó: Nguyên lý chồng chất điện trường: Một điểm M đặt trong điện trường do nhiều điện tích điểm gây ra thì cường độ điện trường tại M: EM→= E1→+ E2→+ E3→+ … Tham khảo thêm: Bài tập ứng dụng công thức tính cường độ điện trường có lời giảiDạng 1: Cách tính cường độ điện trường tại một điểmPhương pháp: EM→ có phương nằm trên đường thẳng nối điện tích điểm Q với điểm M EM→ có chiều đi ra nếu Q dương, có chiều đi vào nếu Q âm Độ lớn: Ví dụ 1: Tại hai điện tích điểm A và B cách nhau 5cm trong chân không có hai điện tích q1 = +16.10-8 C và q2 = – 9.10-8 C. Tính cường độ điện trường tổng hợp và vẽ vectơ cường độ điện trường tại điểm C nằm cách A một khoảng 4cm và cách B một khoảng 3cm. Lời giải Gọi E1→, E2→ lần lượt là cường độ điện trường do q1 và q2 gây ra ở C. Do AB = 5 cm; AC = 4 cm; BC = 3 cm => tam giác ABC vuông tại C. Cường độ điện trường tổng hợp tại C:EC→ =E1→+ E2→ Ta có hình vẽ: Ví dụ 2: Cho hai điểm A và B cùng nằm trên một đường sức điện do điện tích q > 0 gây ra. Biết độ lớn của cường độ điện trường tại A là 36 V/m, tại B là 9 V/m. a. Xác định cường độ điện trường tại trung điểm M của AB. b. Nếu đặt tại M một điện tích q0 = -10-2C thì lực điện tác dụng lên nó có độ lớn là bao nhiêu? Xác định phương chiều của lực này. Lời giải b. Lực điện do điện trường tác dụng lên điện tích q0 đặt tại M là: F = |q0|E = 0,16 N, ngược hướng với véctơ E. Dạng 2: Cách xác định véctơ cường độ điện trường tổng hợp tại MPhương pháp: Áp dụng nguyên lý chồng chất điện trường: Khi xác định tổng của hai vectơ cần lưu ý các trường hợp đặc biệt: ↑↑, ↑↓,⊥, tam giác vuông, tam giác đều, … Nếu không xảy ra các trường hợp đặt biệt thì có thể tính độ dài của vectơ bằng định lý hàm cosin: a2 = b2 + c2 – 2bc.cosA Ví dụ 1: Tại hai điểm A và B cách nhau 10 cm trong không khí có đặt hai điện tích q1 = q2 = 16.10-8C. Xác định cường độ điện trường do hai điện tích điểm này gây ra tại a. M với MA = MB = 5 cm. b. N với NA = 5 cm, NB = 15 cm. c. C biết AC = BC = 8 cm. d. Xác định lực điện trường tác dụng lên q3 = 2.10-6 C đặt tại C. Lời giải a. Ta có MA = MB = 5 cm và AB = 10 cm nên M là trung điểm của AB. Vecto cường độ điện trường tại M là tổng hợp hai vecto cường độ điện trường do mỗi điện tích gây ra: E→ = E→1M + E→2M b. Ta có NA = 5 cm, NB = 15 cm và AB = 10 cm nên N nằm ngoài AB và nằm trên đường thẳng AB. Vecto cường độ điện trường tại M là tổng hợp hai vecto cường độ điện trường do mỗi điện tích gây ra: E→ = E→1N + E→2N Vì E→1M cùng phương và cùng chiều với E→2M nên EM = E1M + E2M = 6,4.105 V/m c. Ta có AC = BC = 8 cm và AB = 10 cm nên C nằm trên đường trung trực của AB. Tương tự, ta có vecto cường độ điện trường tổng hợp tại C sẽ là: EC = 2E1Ccosα = 3,51.105 V/m d. Lực điện trường tổng hợp tác dụng lên q3 là F = q3E = 0,7 N Có chiều cùng chiều với E→C Dạng 3: Cách xác định vị trí cường độ điện trường bằng 0Phương pháp: Trường hợp hai điện tích cùng dấu, q1 > 0 đặt tại A và q2 > 0 đặt tại B. Gọi M là điểm có cường độ điện trường bị triệt tiêu: Trường hợp hai điện tích trái dấu, q1 < 0 đặt tại A và q2 > 0 đặt tại B. Với |q1| > |q2| ⇒ M thuộc đường thẳng AB và ngoài đoạn AB, gần B hơn (r1 > r2) Nếu EM→ = E1→ + E2→ + E3→ = 0→ ⇒ E3→ = -(E1→ + E2→)…. Ví dụ: Cho hình vuông ABCD, tại A và C đặt các điện tích q1 = q3 = q. Hỏi phải đặt tại B một điện tích bao nhiêu để cường độ điện trường tại D bằng 0. Lời giải Cường độ điện trường tổng hợp tại đỉnh D của hình vuông: ED→ = E1→ + E2→ + E3→, trong đó E1→, E2→, E3→ lần lượt là cường độ điện trường do q1, q2, q3 gây ra tại D. + Để cường độ điện trường tại D bị triệt tiêu thì ED→ = 0 Vì q1 = q3 và AD = CD nên E1 = E3 và cường độ điện trường tổng hợp Bên trên chính là toàn bộ lý thuyết và công thức tính cường độ điện trường có thể giúp các bạn áp dụng vào làm bài tập nhé
Đánh giá bài viết XEM THÊM5 tính chất hóa học của muối và các dạng bài tập có lời giải từ A – Z |
