Chuyên đề: Điện trường

Ta tưởng tượng thế này: Trong các hiện tượng cơ học để có thể tác dụng lực lên một vật ta cần tác dụngtrực tiếp lên nó(Ta phải chạm vào nó) hoặc tác dụng gián tiếp thông qua một môi trường.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chuyên đề: Điện trường TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG VẬT LÝ 11 SỞ GD&ĐT THANH HOÁTRƯỜNG THPT CẦM BÁ THƯỚC PHẦN 1. TỈNH ĐIỆN HỌC CHUYÊN ĐỀ 2. ĐIỆN TRƯỜNG A. LÝ THUYẾT1. Khái niệm điện trườngTa tưởng tượng thế này: Trong các hiện tượng cơ học để có thể tác dụng lực lên một vật ta cần tác dụngtrực tiếp lên nó(Ta phải chạm vào nó) hoặc tác dụng gián tiếp thông qua một môi trường.Ví dụ: Để có thể đưa mẫu giấy trên bàn trước mặt chúng ta ròi khỏi vị trí c ủa nó ta c ần tác d ụng l ực lênnó. Có hai cách để tác dụng lực:Một là: Dùng tay cầm tờ giấy và di chuyển nó ra vị trí khácHai là: Dùng miệng thổi nó ra vị trí khác - Việc thổi tờ giấy ra vị trí khác đ ược là do khi th ổi ta đã tácdụng vào khối khí trước mặt ta một lực, tiếp đó khối khí này (Môi trường tác dụng lực) lại tác dụng lêntờ giấy. Kết quả tờ giấy bị di chuyển đi.Vấn đề đặt ra là: Khi có một điện tích Q đặt tại điểm M trong không gian, n ếu đặt đi ện tích q khác g ần nó l ập t ức đi ệntích này bị Q tác dụng một lực điện(Đẩy hoặc hút). Ta thấy vì Q không ti ếp xúc v ới q nên theo l ập lu ạntrên rỏ ràng Q đã tác dụng lên q một lực thông qua một môi trường nào đấy…Môi trường này là môi trường nào? Không khí chăng? Không phải vì khi lo ại b ỏ không khí, đ ặt c ả h ệthống trên trong chân không hiện tượng vẫn xảy ra như vậy(Đ Ịnh luật Culông). Vậy môi trường nàygì?Người ta gọi môi trường mà qua đó điện tích này tác dụng lực đi ện lên đi ện tích kia là “Điện trường”.Vấn đề là: Môi trường “Điện trường” do cái gì tạo ra? có tính ch ất c ơ b ản nào? v ới các môitrường rắn, lỏng, khí về mặt tác dụng lực nó có gì khác? Làm sao đ ể xác nh ận s ự t ồn t ại c ủa môitrường “Điện trường”?a. Điện trường do điện tích tạo ra. Khi có một đi ện tích, nó s ẽ t ạo ra xung quanh nó m ột đi ệntrường.b. Tính chất cơ bản của điện trường là nó tác dụng lực điện lên điện tích khác đặt trong nó.- Về phương diện tác dụng lực so với các môi trường khác như rắn, lỏng, khí nó khác c ơ b ản ở ch ỗ là:Với các môi trường đó, lực được truyền đi từ vật tác d ụng qua môi tr ường đ ến v ật b ị tác d ụng. quá trìnhtruyền lực này phải mất một thời gian nhất định. Với đi ện tr ường thì khác, đi ện tích khác khi đ ặt trongnó sẽ lập tức bị chính môi trường là nó tại đó tác dụng lực.- Trong tự nhiên có một môi trường tác dụng lực có tính chất tương đ ồng v ới đi ện tr ường mà ta đã h ọcđó là Trường hấp dẫn một vật có khối lượng sẽ tạo ra xung quanh nó một môi trường đó là trường hấpdẫn. Vật có khối lượng khác khi đặt trong trường này lập túc bị tác dụng một lực là lực hấp dẫn.c. Để xác nhận sự tồn tại của điện trường người ta dùng các điện tích th ửĐiện tích thử là một vật có kích thước nhỏ mang một lượng điện tích nh ỏ. Khi đ ặt trong không gian nàođó mà chịu tác dụng bởi lực điện thì chứng tỏ trong không gian đó có điện trường.2. Cường độ điện trườnga.Khái niệm cường độ điện trường Q M N Xét một điểm M trong điện trường do một điện tích Q gây ra(hình vẽ).Ta đặt lần lượt tại đó các điện tích q 1, q2,……, qn và xác định lần lượt các lực tác dụng lên nó ta thu đượccác lực: , ,…., các lực này có cùng hướng nhưng có độ lớn khác nhau. Tuy vậy thương số: = = ….. =Vẫn dùng các điện tích đó nhưng thực hiện tại vị trí khác ta cũng thu được kết quả là” = =……= =Tuy nhiên ≠ điều này chứng tỏ ở mỗi điểm có một khác nhau đặc trưng cho điểm đó về phương diệntác dụng lực của điện trường. tỉ số này gọi là cường độ điện trường Ký hiệu là với = 1Vậy: Cường độ điện trường là đại lượng đặc trưng cho đi ện tr ường v ề ph ương di ện tác d ụnglực và được xác định bởi biểu thức :=(1)Chú ý: Trong trường hợp đã biết cường độ điện trường ta có thể xác định được l ực đi ện tr ường là:= q. (2) Từ (2) ta thấy: Nếu q>0 cùng chiều với . Nếu q0 cường đọ điện trường hướng ra xa nóNếu Q - Các đường sức của điện trường đều là những đường song song và cách đều nhau. - Điện trường trong khoảng giữa hai tấm kim loại phẳng rộng, song song mang điện tích trái dấu có độ lớn bằng nhau là điện trường đều.5. Nguyên lý chồng chất điện trường rrr Nếu tại một điểm có nhiều điện trường E1 , E2 , E3 ... do nhiều điện tích điểm ql, q2… tạo ra thì r điện trường tổng hợp E của hệ các điện tích tại đó được xác định bởi: r r r r E = E1 + E2 + E3 +... Kết quả này cũng áp dụng được cho điện tích phân bố coi như do rất nhiều điện tích điểm tạo nên.II. BÀI TẬP.Bai 1: Điên tich điêm q = - 3.10-6C được đăt tai môt điêm trong điên trường mà tai đó vectơ cường độ điên ̀ ̣ ...