Bài giảng Vật lý đại cương 2 (Điện từ và quang): Chương 2 - Huỳnh Trúc Phương

Bài giảng Vật lý đại cương 2 (Điện từ và quang): Chương 2 - Vật dẫn trong tĩnh điện trường, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Vật dẫn cân bằng điện; Hiện tượng hưởng ứng điện; Điện dung – Tụ điện; Năng lượng điện trường trong tụ điện. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lý đại cương 2 (Điện từ và quang): Chương 2 - Huỳnh Trúc PhươngBÀI GIẢNGVẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 2 HUỲNH TRÚC PHƯƠNG ĐÀO ANH TUẤN Email: daotuanct@gmail.com CHƯƠNG 2 VẬT DẪN TRONG TĨNH ĐIỆN TRƯỜNG2.1. Vật dẫn cân bằng điện2.2. Hiện tượng hưởng ứng điện2.3. Điện dung – Tụ điện2.4. Năng lượng điện trường trong tụ điện. 2.1. VẬT DẪN CÂN BẰNG ĐIỆN1. Điện tích tự do  Trong kim loại điện tích tự do là các electron E2. Điện trường của vật dẫn E=0   E E 0 3. Điện thế của vật dẫn E V = const. Vật dẫn là vật đẳng thế4. Điện tích của vật dẫn o Vật đối xứng, điện tích phân bố đều trên bề mặt q=0 o Vật không đối xứng, điện tích tập trung tại nơi có q bán kính cong nhỏ nhất2.1. VẬT DẪN CÂN BẰNG ĐIỆN  Tại mọi điểm bên trong và trên vật dẫn Q Vk R  Tại điểm bên ngoài vật dẫn (r > R) Q Q Vk Ek r r2  Tại mọi điểm bên trong vật dẫn E0  Tại điểm trên bề mặt vật dẫn Q Ek R2 2.1. VẬT DẪN CÂN BẰNG ĐIỆN Điện tích trên bề + + mặt không đổi ++ + + E=0 E=0+ + + Điện tích biến mất E=0 E=0 2.1. VẬT DẪN CÂN BẰNG ĐIỆNVí dụ 2.1: Hai quả cầu kim loại có bán kính R1 và R2 được nối với nhau bởi 1sợi dây kim loại mỏng. Tích cho hai quả cầu một lượng điện tích Q. Tínhđiện tích Q1 và Q2 mà mỗi quả cầu nhận được.Bài giải:Ta có: Q = Q 1 + Q2 (1) Giải hệ (1) và (2) ta thu được:Ở trạng thái cân bằng điện, ta có: Q1  R1 Q V1 = V2 R1  R 2 R2 Q Q Q2  Q k 1 k 2 R1  R 2 R1 R2 R1 Q1  Q2 (2) R2 2.1. VẬT DẪN CÂN BẰNG ĐIỆNVí dụ 2.2: Hai quả cầu kim loại có bán kính R1 và R2 được nối với nhau bởi 1sợi dây kim loại mỏng. Ở trạng thái cân bằng điện, hãy xác định tỉ số cườngđộ điện trường trên bề mặt của 2 quả cầu.Bài giải: Q1Cường độ điện trường tại bề mặt của quả cầu 1: E1  k 2 R1 QCường độ điện trường tại bề mặt của quả cầu 2: E2  k 2 R22 E 1 R 2 Q1 Tỉ số cường độ:  22 (1) E 2 R1 Q2 Ở trạng thái cân bằng: V1 = V2 Q1 Q k k 2 R1 R2 E1 R 2 Q1 R 1  Thay vào (1), ta được:  Q2 R 2 E 2 R1 2.1. VẬT DẪN CÂN BẰNG ĐIỆNChọn phát biểu đúng:A) Hòn bi sắt nằm trên bàn gỗ khô, sau khi được tích điện thì điện tích phânbồ đều trong thể tích hòn bi.B) Vật tích điện mà có điện tích phân bố trong thể tích của vật thì chắc chắnnó không phải là kim loại.C) Một lá thép hình lục giác đều được tích điện, thì điện tích sẽ phân bố đềutrên bề mặt lá thép.D) Các vật bằng kim loại, nếu nhiễm điện thì điện tích luôn phân bố đều trênmặt ngoài của vật.Tích điện Q < 0 cho một quả tạ hình cầu bằng thép. Phát biểu nào sau đây làSAI?A) Điện tích không phân bố trong lòng quả tạ.B) Ở trong lòng quả tạ, cường độ điện trường triệt tiêu.C) Điện tích phân bố đều trên bề mặt quả tạ.D) Điện thế tại tâm O lớn hơn ở bề mặt quả tạ. 2.2. HIỆN TƯỢNG HƯỞNG ỨNG ĐIỆN1. Hưởng ứng điện -   + - E E0 + Có 02 loại hưởng ứng + - - + - + (A) (a) Hưởng ứng một phần Điện tích hưởng ứng + - + - + - + - Hiện tượng hưởng ứng điện (b) Hưởng ứng toàn phần   - Ở trạng thái cân bằng điện: - - E 0  E  0 + ++ - + + - + - - ...