Vật lí 11 Chân trời sáng tạo Bài 12: Điện trường

a. Khái niệm điện trường

- Điện trường là dạng vật chất bao quanh điện tích và truyền tương tác giữa các điện tích. Tính chất cơ bản của điện trường là tác dụng lực lên các điện tích khác đặt trong nó

b. Cường độ điện trường

- Cường độ điện trường do điện tích Q sinh ra tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho điện trường về mặt tác dụng lực tại điểm đó. Đây là một đại lượng véc tơ và được xác định bởi biểu thức

\(\vec E = \frac{{\vec F}}{q}\)

Với \({\vec F}\) là lực do điện tích Q tác dụng lên một điện tích q đặt tại điểm đó.

- Đơn vị: Niu tơn trên Cu lông (N/C), Vôn trên mét (V/m)

- Cường độ điện trường do điện tích điểm Q gây ra tại một điểm M cách điện tích một đoạn r trong chân không có phương nằm trên đường thẳng nối điện tích và điểm M, có chiều hướng ra ca điện tích nếu Q>0 và hướng lại gần điện tích nếu Q<0, có độ lớn là:

\(E = k\frac{{\left| Q \right|}}{{{r^2}}}\)

Hình 12.1. Cường độ điểm trường của một điểm tích điểm.

a) Q > 0; b) Q < 0

a. Điện phổ

Hình 12.2. Điện phổ của a) diện tích điểm b)hai diện tích cùng dấu có hai diện tích trái dấu

b. Khái niệm đường sức điện

Hình 12.3. Các dường sức điện của các diện tích da mặt bố diện tích dn có hai điện tích cùng độ lớn nhang thi đấu, các hai diện tích công cùng độ lớn

- Đường sức điện là đường mô tả điện trường sao cho tiếp tuyến tại một điểm bất kì trên đường cũng trùng với phương của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó

- Đặc điểm:

+ Tại mỗi điểm trong điện trường chỉ có một đường sức từ đi qua. Số lượng đường sức điện qua một đơn vị diện tích vuông góc với đường sức tại một điểm trong không gian đặc trưng cho độ mạnh yếu của điện trường tại điểm đó

+ Các đường sức điện là những đường cong không kín. Đường sức điện phải bắt đầu từ một điện tích dương (hoặc ở vô cực) và kết thúc ở một điện tích âm (hoặc ở vô cực)

c. Khái niệm điện trường đều

Hình 12.4. Điện phổ ở hai tấm kim loại phẳng tích điện trái dấu, cùng độ lớn

- Điện trường đều là điện trường có véc tơ cường độ điện trường tại mọi điểm đều bằng nhau. Điện trường đều có các đường sức điện song song, cách đều nhau

Ví dụ 1: Tìm phát biểu sai về điện trường

A. Điện trường tồn tại xung quanh điện tích

B. Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó

C. Điện trường của điện tích Q ở các điểm càng xa Q càng yếu

D. Xung quanh một hệ hai điện tích điểm đặt gần nhau chỉ có điện trường do một điện tích gây ra.

Hướng dẫn giải

A. Điện trường là môi trường (dạng vật chất) bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường tác dụng lực điện lên điện tích khác đặt trong nó.

B. Độ lớn của cường độ điện trường của một điện tích điểm Q gây ra tại điểm cách nó một khoảng r có dạng: \({\rm{E}} = {\rm{k}}\frac{{\left| {\rm{Q}} \right|}}{{{\rm{\varepsilon }}.{{\rm{r}}^2}}}\)

C. Khi đó E tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách, do vậy điện trường của điện tích Q ở các điểm càng xa Q càng yếu.

D .Xung quanh một hệ hai điện tích điểm đặt gần nhau luôn có điện trường do cả hai điện tích gây ra.

Đáp án D

Ví dụ 2: Một hạt bụi tích điện có khối lượng m = 10^-8g nằm cân bằng trong điện trường đều có hướng thẳng đứng xuống dưới và có cường độ E= 1000V/m, lấy g=10m/s².Tính điện tích của hạt bụi?

Hướng dẫn giải

Hạt bụi nằm cân bằng nên Fđ hướng lên => q < 0

F_đ = P

<=> |q|E = mg

<=> |q|.1000 = 10^-8.10^-3.10

<=> q = -10^-13 C

Học xong bài này các em cần biết:

– Khái niệm điện trường.

– Cường độ điện trường do điện tích điểm gây ra tại một điểm.

– Điện phổ.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lí 11 Chân trời sáng tạo Bài 12 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Tìm phát biểu sai về điện trường 

  • A. Điện trường tồn tại xung quanh điện tích
  • B. Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó
  • C. Điện trường của điện tích Q ở các điểm càng xa Q càng yếu
  • D. Xung quanh một hệ hai điện tích điểm đặt gần nhau chỉ có điện trường do một điện tích gây ra

• Câu 2:

  Khái niệm nào dưới đây cho biết độ mạnh yếu của điện trường tại một điểm? 

  • A. Điện tích.
  • B. Điện trường.
  • C. Cường độ điện trường.
  • D. Đường sức điện trường

• Câu 3:

  Cường độ điện trường của điện tích điểm Q tại một điểm cách nó một khoảng r trong điện môi đồng chất có hằng số điện môi ɛ có độ lớn là:

  • A. \(E=k\frac{|Q|}{\varepsilon r}\)
  • B. \(E=k\frac{|Q|}{r^{2}}\)
  • C. \(E=\varepsilon k\frac{|Q|}{r^{2}}\)
  • D. \(E=k\frac{|Q|}{\varepsilon r^{2}}\)

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lí 11 Chân trời sáng tạo Bài 12 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Khởi động trang 73 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 1 trang 74 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 2 trang 74 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Luyện tập trang 75 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 3 trang 76 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 4 trang 77 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 5 trang 77 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 6 trang 78 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Câu hỏi 7 trang 78 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Luyện tập trang 79 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Vận dụng trang 79 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Bài tập 1 trang 79 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Bài tập 2 trang 79 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Giải Bài tập 3 trang 79 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo – CTST

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!