Lý thuyết Vật lý 11 Bài 3. Điện trường và cường độ điện trường. Đường sức điện

Lý thuyết Vật Lý 11 Bài 3. Điện trường và cường độ điện trường. Đường sức điện

I. Điện trường

1. Môi trường truyền tương tác điện

Giả sử ta đặt hai quả cầu tích điện trái dấu vào một bình kín rồi hút hết không khí ra thì lực hút giữa hai quả cầu tăng lên. Như vậy, giữa hai quả cầu phải có một môi trường nào đó truyền tương tác điện. Môi trường đó là điện trường

2. Điện trường

Điện trường là một dạng vật chất (môi trường) bao quanh một 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 đặt tại điểm O. Điện tích này tạo ra điện trường xung quanh nó. Để nghiên cứu điện trường Q tại điểm M, người ta đặt một điện tích điểm thử q và coi lực điện tác dụng lên q. Theo định luật Coulomb, q càng xa Q thì lực điện càng nhỏ. Ta nói rằng điện trường tại các điểm càng xa Q càng yếu. Từ đó xuất hiện khái niệm cường độ điện trường: cường độ điện trường đặc trưng cho độ mạnh, yếu của điện trường tại một điểm.

2. Định nghĩa

Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho công của lực 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 (dương) q đặt tại điểm đó và độ lớn của q.

E là cường độ điện trường tại điểm 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.

Véc tơ cường độ điện trường Vâng:

– phương và chiều trùng với phương và chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử dương q;

– chiều dài (môđun) thể hiện độ lớn của cường độ điện trường theo một tỷ lệ nào đó.

4. Đơn vị đo cường độ điện trường

Đơn vị đo cường độ điện trường là vôn trên mét (ký hiệu V / m).

5. Cường độ điện trường của điện tích điểm

Cường độ điện trường của điện tích điểm Q trong chân không:

6. Nguyên lý chồng chất điện trường

Điện trường Đồng thời, lực điện tác dụng lên điện tích q độc lập với nhau và điện tích q chịu tác dụng của điện trường tổng hợp. :

Các vectơ cường độ điện trường tại một điểm được tính tổng theo quy tắc hình bình hành.

III. Đường sức điện

1. Hình ảnh về đường sức điện

Cho hai quả cầu kim loại vào một bể nhỏ hình chữ nhật, có vách kính trong suốt, đựng dầu cách điện. Cho phép một vài hạt cách điện (như mùn cưa) lơ lửng trong dầu. Khuấy trộn các hạt cách điện rồi tích điện cho hai quả cầu trái dấu. Ta sẽ thấy các hạt cách điện nằm dọc theo đường nối hai quả cầu gọi là đường sức điện.

2. Định nghĩa

Đường sức điện trường là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm là giá của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó. Hoặc, đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng.

3. Hình dạng đường sức của một số điện trường

– Ta chỉ vẽ được đường sức của lực trong các trường hợp đơn giản như: đường sức trong điện trường của một điện tích điểm như hình vẽ sau:

Các trường hợp khác phải chụp và vẽ theo ảnh như sau:

4. Đặc điểm của đường sức điện

a) Qua mỗi điểm trong điện trường đều chỉ có một lực điện trường.

b) Đường sức của lực là đường sức có hướng. Hướng của đường sức điện trường tại một điểm là hướng của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó.

c) Đường sức của một điện trường đều không đóng. Nó đi ra từ một điện tích dương và kết thúc bằng một điện tích âm. Nếu chỉ có một điện tích thì các đường sức đi từ điện tích dương đến vô cùng hoặc từ vô cực sang điện tích âm.

d) Mặc dù đường sức điện dày đặc nhưng ta chỉ vẽ được một số đường theo quy ước: Số đường sức đi qua một diện tích nào đó vuông góc với đường sức điện trường tại điểm ta cho là tỉ lệ với độ lớn của lực lượng. điện trường tại điểm đó.

5. Điện trường đều

Một điện trường trong đó vectơ cường độ điện trường tại mọi điểm đều có phương, chiều và độ lớn; Đường sức của lực là những đường thẳng song song cách đều nhau.

xem thêm Lời giải bài tập Vật Lí 11: Bài 3. Điện trường và cường độ điện trường. Đường sức điện

Đăng bởi: Trường ĐH KD & CN Hà Nội

Chuyên mục: Vật lý lớp 11, Vật lý 11