Bài giảng Chương 9: Trường tĩnh điện

Bài giảng Chương 9: Trường tĩnh điện trình bày về tương tác giữa các hạt tích điện, điện trường, cường độ điện trường, nguyên lý chồng chất điện trường, đường sức điện từ, điện thông, định lý Ostrogradsky Gauss và một số nội dung khác.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Chương 9: Trường tĩnh điện1.  Điệnlàmộtthuộctínhnộitạicủavậtchất(giốngnhưkhốilượngcủavật)2.  Cóhailoạiđiệntíchlàđiệntíchdương(+)vàâm(G).3.  QuyướcMởđầuChương9!  Điệntíchcủathuỷtinhkhicọxátvàolụalàđiệntíchdương(+)!  Điệntíchcủathanhnhựasẫmmàukhicọxátvàovảikhôlàđiệntíchâm(G)Trườngtĩnhđiện7/10/155.  ĐiệntíchcủamộtvậttíchđiệnluôncógiátrịgiánđoạnvàbằngbộisốcủađiệntíchnguyêntốQ=ne,vớie=1.6EG19Clàđiệntíchnguyêntốvànlàmộtsốnguyêndương.6.  Địnhluậtbảotoànđiệntích:“Điệntíchkhôngsinhravàcũngkhôngtựmấtđi,nóchỉchuyềntừvậtnàysangvậtkháchaytừphầnnàysangphầnkháctrêncùngmộtvật”7.  Đơnvịcủađiệntíchlàcoulomb(C)Mởđầu!  TrênthựctếđơnvịđiệntíchClàkhálớnnênngườitathườnghaysửdụngđơnvịmicroCoulomb(µC)7/10/154.  Điệntíchcógiátrịnhỏnhấtbằng1.6EG19Cgọilàđiệntíchnguyêntố7/10/151.  ĐịnhluậtCoulomb Tươngtácgiữacáchạttíchđiện!  Lựctươngtácgiữahaiđiệntíchđiểmq1vàq2cóđộlớntỉlệthuậnvớitíchđộlớncủachúngvàtỉlệnghịchvớibìnhphươngkhoảngcáchgiữachúngq1q2r2!  Phươngcủalựctươngtáclàphươngcủađườngthẳngnốihaiđiệntích(lựcxuyêntâm)!  Chiềusaochocácđiệntíchcùngdấuthìđẩynhau,khácdấuthìhútnhauF12 = F21 = k7/10/151.  ĐịnhluậtCoulomb1.  Kháiniệmđiệntrường Tươngtácgiữacáchạttíchđiện!  Dạngvéctơ!F21q1!F21q1!rq2!r!F21!F12q2q1!F12!  Trongchânkhông!!F12 = −F21 =!  Trongmôitrườngvậtchấtk=14 πε0ε!F12!rq21 q1q2 !r4 πε0ε r 31Nm 2F= 9 ⋅10 9; ε0 = 8.85 ⋅10 -1224 πε0mCk=Điệntrườngεlàhằngsốđiệnmôitỷđốicủamôitrường7/10/152.  CườngđộđiệntrườngĐiệntrường!  XétđiểmMtrongđiệntrườngcủađiệntíchđiểmq0!  ĐưađiệntíchđiểmqvàođiểmMthìqsẽchịutácdụngcủalựctĩnhđiệnF!  ThayđổiđộlớncủaqthìlựcFcũngthayđổinhưngtỉsốF/qkhôngthayđổinêntỉsốnàyđượcdùngđểđặctrưngchođiệntrườngtạiđiểmMvềmặtlựctácdụnggọilàcườngđộđiệntrườngtạiđiểmM!! F1 q !E==rq0 4 πε0ε r 3!  Đơnvịcủacườngđộđiệntrường(N/C)hay(V/m)7/10/15!  Cácđiệntíchtươngtácvớinhaunhưthếnào?!  Thựcnghiệmchothấycácđiệntíchtươngtácvớinhauthôngquamộtmôitrườngvậtchấtđặcbiệtgọilàđiệntrường.Điệntrườngnàytácdụnglựctĩnhđiệnlêncácđiệntíchkhácđặttrongnó.!  Vậy“điệntrườnglàmộtdạngvậtchấttồntạixungquanhđiệntíchvàlànhântốtrunggianthựchiệntươngtácgiữacácđiệntích”.!  Đểđặctrưngchotácdụngcủađiệntrườngngườitasửdụngđạilượng“Cườngđộđiệntrường”.7/10/153.  Véctơcườngđộđiệntrườngcủamộtđiệntíchđiểm!1 q !Điệntrường!  q>0,véctơcườngđộđiệntrườngcùnghướngvớirvàhướngtừđiệntíchraxa;qchianhỏvậttíchđiệnthànhtừngphầncóthểtíchdVmangđiệntíchdqgâyravéctơCĐĐTdEE = E1 + E 2 + E 3 + E 4 + !E = ∫ dE =7/10/155.  VD:Điệntrườngcủamộtdâydẫnmảnh,dàivôhạntíchđiệnđềuvớimậtđộλ(C/m)Điệntrườngℓ +αr+!  dqgâyramộtvéctơcường+độđiệntrườngcóđộlớn+(dℓ, dq ) +α11 dq1dqdE ==4πε0 ε r 24πε0 ε d 2 + ℓ2+⇒E=dq4πε ε ∫ r2=0114πε ε ∫ r2ρdV07/10/155.  VD:Điệntrườngcủamộtdâydẫnmảnh,dàivôhạntíchđiệnđềuvớimậtđộλ(C/m)Điệntrường!  Chiadâydẫnthànhtừngphầnα2!nhỏcóđiệntíchdq+dE!  Vìdâydẫntíchđiệnđềunênđiện+Md!+tíchtỷlệthuậnvớichiềudàidEdq = λdℓ1n∫ dE!  Vìdâydẫndàivôhạn,chỉcóα2thànhphầnhướngvuônggóc !+dEvớidâydẫnkháckhông,thành+Mdphầnsongsongvớidâydẫn !+dE nℓ +αtriệttiêutừngđôimộtrdE n = dE sin α =sin α =dd 2 + ℓ21dqsin α4πε0 ε d + ℓ22⇒dE n = dE sin α =7/10/151sin 2 α (dℓ, dq )=d 2 + ℓ2d2sin 3 αdq4πε 0 ε d 2+++α+ 1+17/10/155.  VD:Điệntrườngcủamộtdâydẫnmảnh,dàivôhạntíchđiệnđềuvớimậtđộλ(C/m)Điệntrườngℓ = d cot α ⇒ dℓ = −ddαsin 2 αα2+λd+dαdq = λdℓ = −dsin 2 α+ℓ +α1 sin 3 αrdqdE n =+4πε0 ε d 2+λd1 sin 3 α +(dα & (dℓ, dq ) +α1=)−4πε0 ε d 2 * sin 2 α++1 λ=−sin αdα4πε0 ε dM5.  VD:Điệntrườngcủamộtdâydẫnmảnh,dàivôhạntíchđiệnđềuvớimậtđộλ(C/m)Điệntrường!dE!dE nE = ∫ dE n = ∫ −=−=1λ4πε 0 ε d11λsin αdα4πε 0 ε dα2++d+ℓ +αr+++(dℓ, dq ) +α1+π∫ sin αdα0λ2πε0 ε dM7/10/15 ...