Cường độ điện trường là một khái niệm quan trọng trong chương trình môn Vật Lý ở trung học phổ thông. Hôm nay Palada.vn sẽ cùng các bạn và các em học sinh tổng hợp những kiến thức về điện trường và cường độ điện trường, công thức cũng như các ví dụ và bài tập cơ bản để củng cố về khái niệm này.
I. Điện trường là gì?
1. Thí nghiệm nhận biết điện trường
Giả sử ta đặt hai quả cầu được tích điện trái dấu trong một bình kín, sau đó hút hết không khí ra thì lực hút giữa hai quả cầu sẽ mạnh lên. Như vậy, ta nhận thấy vẫn phải có một thiên nhiên và môi trường nào đó để truyền tương tác điện giữa hai quả cầu. Môi trường đó chính là điện trường .
2. Khái niệm điện trường
Điện trường là một dạng vật chất ( hay gọi là môi trường tự nhiên ) bao quanh điện tích, gắn liền với điện tích. Điện trường công dụng một lực đó là lực điện lên những điện tích khác được đặt trong nó .
II. Cường độ điện trường là gì?
1. Khái niệm cường độ điện trường
Giả sử có một điện tích điểm tên là Q nằm tại điểm O. Điện tích này sẽ tạo ra một điện trường xung quanh nó. Để nghiên cứu về điện trường của Q tại điểm M, ta đặt tại đó một điện tích điểm để thử tên q và xem xét lực điện tác dụng lên điểm q.
Theo định luật Cu-lông, khi q càng nằm xa Q thì lực điện lại càng nhỏ. Ta phát biểu rằng điện trường tại các điểm càng xa Q càng yếu. Từ đó sinh ra khái niệm cường độ điện trường: cường độ điện trường là đại lượng đặc trưng cho sự mạnh, yếu của điện trường tại 1 điểm.
2. Định nghĩa thế nào là cường độ điện trường
Cường độ điện trường tại một điểm chính là đại lượng đặc trưng cho tính năng lực của điện trường tại điểm đó. Nó được xác lập bằng thương của độ lớn lực điện F công dụng lên 1 điện tích thử q ( q lấy số dương ) đặt tại điểm đó và độ lớn của q .
Công thức :
E được gọi là cường độ điện trường tại điểm mà ta xét .
3. Vectơ cường độ điện trường
Cường độ điện trường gây ra bởi điện tích được màn biểu diễn bằng một vectơ. Vecto này gọi là vectơ cường độ điện trường E .
Vectơ trình diễn cường độ điện trường có :
– Phương và chiều trùng với phương và chiều lực điện công dụng lên điện tích thử q + ;
– Chiều dài ( hay còn gọi là môđun ) màn biểu diễn độ lớn của cường độ điện trường theo một tỷ suất nào đó .
4. Đơn vị cường độ điện trường
Đơn vị đo cường độ điện trường dựa theo khái niệm là vôn trên mét ( được kí hiệu là V / m ) .
5. Cường độ điện trường của một điện tích điểm Q là gì
Cường độ điện trường công thức của một điện tích điểm Q. trong trạng thái chân không :
6. Nguyên lí về chồng chất điện trường
Các điện trường đồng thời công dụng một lực điện lên điện tích q theo cách độc lập với nhau và điện tích q sẽ chịu công dụng của điện trường tổng hợp ta có :
Các vectơ của cường độ điện trường tại một điểm sẽ được tổng hợp theo quy tắc hình bình hành .
III. Đường sức điện
1. Hình ảnh các đường sức điện
Thí nghiệm : đặt hai quả cầu sắt kẽm kim loại trong một bể nhỏ có hình hộp chữ nhật, thành bằng thuỷ tinh trong suốt, bên trong đựng dầu cách điện. Cho một chút ít những hạt cách điện ( ví dụ như mạt cưa ) nằm lơ lửng bên trong dầu. Ta khuấy đều những hạt cách điện rồi triển khai tích điện trái dấu cho hai quả cầu. Lúc này tất cả chúng ta sẽ thấy những hạt cách điện nằm dọc theo những đường nối hai quả cầu gọi là đường sức điện .
2. Định nghĩa
Đường sức điện là đường mà có tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của một vectơ cường độ điện trường tại một điểm đó. Hay nói cách khác đường sức điện là đường mà lực điện công dụng dọc theo nó .
3. Hình ảnh minh họa đường sức điện của một số điện trường
– Ta chỉ hoàn toàn có thể vẽ được những đường sức điện trong những trường hợp đơn thuần như : đường sức điện trong điện trường của 1 điện tích điểm như hình sau :
– Trong những trường hợp khác thì phải chụp lại ảnh và vẽ theo ảnh chụp được, ví dụ như hình sau :
4. Các đặc điểm đường sức điện
- a ) Đi qua mỗi điểm bên trong điện trường chỉ có duy nhất 1 đường sức điện .
- b ) Đường sức điện là những đường thẳng có hướng. Hướng của đường sức điện chính là hướng của vectơ cường độ điện trường tại một điểm đó .
- c ) Đường sức điện của điện trường tĩnh điện là một đường không khép kín. Nó đi ra từ một điện tích dương và kết thúc ở một điện tích âm. Nếu chỉ có một điện tích điểm thì những đường sức sẽ đi từ điện tích dương ra vô cực hoặc là đi từ vô cực đến điện tích âm .
- d ) Tuy những đường sức điện khá rậm rạp, nhưng ta chỉ vẽ một số ít đường theo quy ước : Số đường sức điện đi qua một diện tích quy hoạnh nhất định đặt vuông góc với đường sức điện tại điểm mà ta xét thì theo tỉ lệ với cường độ điện trường tại điểm đó .
5. Điện trường đều
Khái niệm 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 .
Bài tập củng cố lý thuyết
Bài 1 (trang 20 Sách giáo khoa môn Vật Lý lớp 11)
Điện trường là gì ?
Đáp án :
Điện trường là một môi trường tự nhiên ( một dạng vật chất ) bao quanh điện tích, do điện tích sinh ra và nó gắn liền với điện tích. Điện trường truyền tương tác điện đến điện tích khác đặt trong nó .
Bài 2 (trang 20 Sách giáo khoa môn Vật Lý lớp 11)
Cường độ điện trường là gì ? Đại lượng này hoàn toàn có thể xác lập như thế nào ? Đơn vị của nó là gì ?
Đáp án :
– Cường độ điện trường gây ra bởi điện tích là đại lượng đặc trưng cho tính năng lực của điện trường ở điểm đó .
– Cường độ điện trường tại một điểm được xác lập bằng thương giữa cường độ lực điện F công dụng lên một điện tích thử gọi là q ( với q > 0 ) đặt tại điểm đó và độ lớn của q được tính theo công thức :
– Đơn vị tính của cường độ điện trường là v / m .
Bài 8 (trang 20 Sách giáo khoa môn Vật Lý lớp 11)
Điện trường đều là gì ?
Đáp án:
Điện trường đều là điện trường mà có cường độ tại mọi điểm như nhau ; vectơ cường độ điện trường tại mọi điểm trong điện trường đó đều có cùng phương, chiều và độ lớn ; đường sức điện có hình dáng là những đường thẳng song song và cách đều .
Bài 3 (trang 20 Sách giáo khoa môn Vật Lý lớp 11)
Thế nào là vectơ cường độ điện trường ? Nêu đặc thù của vectơ điện trường ?
Đáp án :
– Cường độ điện trường là đại lượng có cùng hướng với lực điện công dụng lên điện tích thử dương được màn biểu diễn bằng vectơ được gọi là vectơ cường độ điện trường .
– Vectơ cường độ điện trường E có đặc thù :
+ Phương và chiều của lực công dụng lên điện tích thử q dương đặt tại điểm đó .
+ Chiều dài màn biểu diễn độ lớn của cường độ điện trường theo tỉ lệ xích nào đó .
– Không bị nhờ vào vào độ lớn điện tích thử q .
Bài 4 (trang 20 Sách giáo khoa môn Vật Lý lớp 11)
Viết công thức và nêu đặc thù cường độ điện trường của 1 điện tích điểm .
Đáp án :
Công thức :
Đặc điểm : Cường độ điện trường của điện tích Q. gây ra tại một điểm M nào đó chỉ nhờ vào vào bản thân điện tích Q. đó ( về dấu và độ lớn ) và vị trí của điểm M chứ không nhờ vào vào điện tích thử đặt tại điểm M .
Bài 5 (trang 20 Sách giáo khoa môn Vật Lý lớp 11)
Cường độ điện trường 1 hệ điện tích điểm được xác lập như thế nào ?
Đáp án :
Cường độ điện trường 1 hệ điện tích điểm được xác lập như sau :
– Vẽ những vectơ cường độ điện trường do từng điện tích đã gây ra tại điểm khảo sát ( thường gọi là những vectơ cường độ điện trường thành phần ) .
– Dùng quy tắc hình bình hành, tất cả chúng ta lần lượt cộng tổng những vectơ cường độ điện trường thành phần để tìm ra vectơ tổng. Vectơ tổng đó là cường độ điện trường tổng hợp do hệ điện tích đã gây ra tại điểm khảo sát .
Bài 6 (trang 20 Sách giáo khoa môn Vật Lý lớp 11)
Hãy phát biểu nguyên lí chồng chất điện trường .
Đáp án :
Vectơ cường độ điện trường tổng hợp do hệ điện tích điểm gây ra tại một điểm bằng tổng những vectơ cường độ điện trường do từng điện tích điểm gây ra tại điểm đó .
Bài 7 (trang 20 Sách giáo khoa môn Vật Lý lớp 11)
Nêu định nghĩa cùng đặc thù của đường sức điện .
Đáp án :
– Định nghĩa về đường sức điện : Đường sức điện là đường mà có tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của một vectơ điện trường, chiều của đường sức điện là chiều của vectơ điện trường tại điểm đó .
– Đặc điểm đường sức điện :
+ Đi qua mỗi điểm trong điện trường chỉ có duy nhất một đường sức điện .
+ Đường sức điện là những đường có hướng, là hướng của vectơ điện trường tại điểm đó .
+ Đường sức điện của điện trường tĩnh điện là không đường khép kín. Nó đi ra từ điện tích dương rồi kết thúc ở điện tích âm, hoặc là nó đi từ một điện tích ra vô cùng .
+ Ở nơi cường độ điện trường lớn thì những đường sức điện sẽ khít, còn ở chỗ có cường độ điện trường nhỏ thì những đường sức điện nhìn sẽ thưa .
Bài 9 (trang 20 Sách giáo khoa môn Vật Lý lớp 11)
Đại lượng nào cho dưới đây không ảnh hưởng tác động đến cường độ điện trường điện tích điểm Q. tại một điểm ?
- Điện tích Q. C. Điện tích thử q .
-
Khoảng cách r từ Q đến q. D. Hằng số về điện môi của môi trường.
Đáp án :
Chọn C .
Trên đây là tổng hợp những kiến thức và kỹ năng cơ bản nhất về điện trường và cường độ điện trường gây ra bởi điện tích. Đây là một kỹ năng và kiến thức quan trọng và cũng khá là mê hoặc trong trong thực tiễn, hy vọng rằng bài viết sẽ giúp những em thuận tiện hơn trong việc ôn tập môn Vật lý của mình .
Source: https://camnangbep.com
Category: Học tập