Bài 3. Điện trường và cường độ điện trường. Đường sức điện

Sách Giáo Khoa
Hướng dẫn giải Thảo luận (1)

Trả lời.

- Điện trường là một dạng vật chất (môi trường) đặc biệt bao xung quanh hạt mang điện tích và gắn liền với điện tích đó.

Sách Giáo Khoa
Hướng dẫn giải Thảo luận (1)

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=F/q

Đơn vị đo cường độ điện trường là V/m.

Sách Giáo Khoa
Hướng dẫn giải Thảo luận (1)

Trả lời.

Vectơ cường độ điện trường

Vì lực F là đại lượng vectơ, còn điện tích q là đại lượng vô hướng, nên cường độ điện trường E cũng là một đại lượng vectơ.

Cường độ điện trường được biểu diễn bằng một vectơ gọi là vectơ cường độ điện trường.

Ta co công thức: →E=→FqE→=F→q

Vectơ cường độ điện trường →EE→ 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 lệ xích nào đó.

Những đặc điểm của vectơ cường độ điện trường tại một điểm :

Điểm đặt: Tại M.

- Phương: đường nối M và Q

- Chiều: Hướng ra xa Q nếu Q > 0

Hướng vào Q nếu Q <0

- Độ lớn: E=Fq=k|Q|r2E=Fq=k|Q|r2 với k = 9.109

Sách Giáo Khoa
Hướng dẫn giải Thảo luận (1)

Giải.

ta xác định được vectơ cường độ điện trường {displaystyle {vec {E}}} gây bởi điện tích điểm {displaystyle q,} tại điểm{displaystyle M,}.

{displaystyle {vec {E}}={{vec {F}} over q_{0}}={1 over {4pi  sigma _{0}}}.{q over {sigma r^{2}}}.{{vec {r}} over r},}

Nếu {displaystyle q,} là điện tích dương, thì vectơ cường độ điện trường {displaystyle {vec {E}}} do nó gây ra sẽ cùng hướng với bán kính {displaystyle {vec {r}}} nghĩa là {displaystyle {vec {E}}} hướng ra xa điện tích {displaystyle q,}.

Nếu {displaystyle q,} là điện tích âm, thì vectơ cường độ điện trường{displaystyle {vec {E}}} do nó gây ra sẽ ngược hướng với bán kính {displaystyle {vec {r}}} nghĩa là {displaystyle {vec {E}}} hướng vào điện tích {displaystyle q,}.

Trong cả 2 trường hợp trên, cường độ điện trường tại M,}{displaystyle M,} đều có dạng:

{displaystyle E={1 over {4pi  sigma _{0}}}.{|q| over {sigma r^{2}}},}

Sách Giáo Khoa
Hướng dẫn giải Thảo luận (1)

Giải.

Ta xác định được vectơ cường độ điện trường →EE→ gây bởi điện tích điểm q tại điểm M:

→E=→Fq0=14πσ0.qσr2.→rrE→=F→q0=14πσ0.qσr2.r→r (**)

Từ (**) ta nhận thấy:

Nếu q là điện tích dương thì vectơ cường độ điện trường →EE→ do nó gây ra sẽ cùng hướng với bán kính →rr→ (hình a) nghĩa là →EE→ hướng ra xa điện tích q.

Nếu q là điện tích âm, thì vectơ cường độ điện trường →EE→ do nó gây ra sẽ ngược hướng với bán kính →rr→ ( nghĩa là →EE→ hướng vào điện tích q.

Trong cả 2 trường hợp trên, cường độ điện trường tại M đều có dạng:

E=14πσ0.|q

Sách Giáo Khoa
Hướng dẫn giải Thảo luận (1)

Nguyên lí chồng chất điện trường

Giả sử có hai điện tích điểm Q­1­ và Q gây ra tại điểm M hai vec tơ cường độ điện trường −→E1E1→−→E2E2→.

Nguyên lí chồng chất điện trường: Các điện trường E1 và E2 đồng thời tác dụng lực điện lên điện tích q một cách độc lập với nhau. Cường độ điện trường tại một điểm bằng tổng hợp của −→E1E1→−→E2E2→

→E=−→E1+−→E2E→=E1→+E2→

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

Sách Giáo Khoa
Hướng dẫn giải Thảo luận (1)

Các đặc điểm của đường sức điện

+ Qua mỗi điểm trong điện trường có một và chỉ một đường sức điện mà thôi.

+ 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.

+ Đường sức điện của điện trường tĩnh điện là đường không khép kín. Nó đi ra điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm.

+ Tuy các đường sức từ là dày đặc nhưng người ta chỉ vẽ một số ít đường theo quy tắc sau : Số đường sức đi qua một điện 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.

Sách Giáo Khoa
Hướng dẫn giải Thảo luận (1)

Bài làm.

Điện trường đều là điện trường có vecto điện trường tại mọi điểm đều có cùng phương, chiều và độ lớn, đường sức điện là những đường thẳng song sing và cách đều

Sách Giáo Khoa
Hướng dẫn giải Thảo luận (1)

Đáp án B. Điện tích thử q chỉ có tác dụng nhận biết sự tồn tại của điện trường chứ không liên quan đến cường độ điện trường của một điện tích điểm Q.

Sách Giáo Khoa
Hướng dẫn giải Thảo luận (1)

Đáp án D