Vật lí 11 Cánh diều Bài 2: Điện trường

- Điện trường là trường được tạo ra bởi điện tích, là dạng vật chất tồn tại quanh điện tích và truyền tương tác giữa các điện tích.

- Tính chất cơ bản của điện trường là tác dụng lực lên điện tích đặt trong nó.

1.2.1. Định nghĩa

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

- Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng vecto có phương và chiều là phương chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử q dương, có độ lớn bằng thương số giữa độ lớn của lực điện tác dụng lên một điện tích dương đặt tại điểm đang xét và độ lớn của điện tích đó.

- Với đuện tích điểm có giá trị Q, đặt trong chân không, độ lớn của cường độ điện trường là: 

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

Hình 2.1. Mô hình biểu diễn điện trường do điện tích Q tạo ra xung quanh nó

1.2.2. Đơn vị đo cường độ điện trường

Đơn vị đo cường độ điện trường là vôn trên mét, kí hiệu là V/m.

1.3.1. Điện phổ

Hình 2.2. a) Điện phổ của một đầu thanh kim loại tích điện

b) Điện phổ của hai đầu thanh kim loại tích điện trái dấu

- Hình ảnh của các đường hạt bột cho ta hình ảnh của điện phổ của hai bản song song tích điện hoặc của một đầu thanh kim loại tích điện.

- Giải thích: do các hạt bột đã bị nhiễm điện và nằm dọc theo những đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm trùng với phương của cường độ điện trường tại đó.

1.3.2. Đường sức điện

Đường sức điện là đường được vẽ trong điện trường sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm bất kì trên đường trùng với phương của cường độ điện trường tại điểm đó. Hướng của đường sức điện tại một điểm là hướng của cường độ điện trường tại điểm đang xét.

Hình 2.3. Biểu diễn diện trưởng: a) diện trường đều được tạo ra ở khoảng không gian giữa hai bản tích điện trái dấu, b) điện trường bao quanh một quả cầu tích điện dương, c) điện trường giữa một quả cầu tích điện dương và một bản kim loại nổi đất.

1.4.1. Định nghĩa

- Điện trường đều là điện trường có cường độ điện trường tại mọi điểm đều bằng nhau.

- Đường sức của điện trường đều là những đường thẳng song song cách đều nhau.

1.4.2. Điện trường giữa hai bản phẳng song song

Cường độ điện trường giữa hai bản phụ thuộc vào hai đại lượng:

- Hiệu điện thế U giữa hai bản. Hiệu điện thế càng cao thì điện trường càng mạnh, E tỉ lệ thuận với U.

- Khoảng cách d giữa hai bản. Khoảng cách giữa hai bản càng lớn thì điện trường càng yếu, E tỉ lệ nghịch với d.

- Xét về mặt độ lớn thì ta có biểu thức: \(E = \frac{U}{d}\)

1.4.3. Điện tích chuyển động trong điện trường đều

Hình 2.4. Quỹ đạo chuyển động của electron trong điện trường đều

- Một electron bay theo phương ngang vào khoảng không gian giữa hai bản song song tích điện trái dấu, điện trường đều ở khoảng không gian giữa hai bản tác dụng lên electron một lực điện không đổi, hướng từ bản âm sang bản dương.

- Chuyển động của electron gần giống như chuyển động của vật được ném ngang trong trường hấp dẫn của Trái Đất. Đều có dạng quỹ đạo là dạng parabol.

- Ứng dụng của chuyển động của electron trong khoảng không gian giữa hai bản cực song song tích điện, ví dụ như trong ống phóng điện tử của các máy hiện sóng.

Hình 2.5. Ống phóng điện tử

- Từ bộ phát, chùm electron được tăng tốc bằng một hiệu điện thế lớn, chúng đi qua các cặp bản song song: một căng bản nằm ngang, một cặp bản thẳng thứng. Khi đặt dác hiệu điện thế thích hợp vào hai cặp bản đó, ta có thể điều khiển chùm electron đập vào vị trí xác định trên màn huỳnh quang.

Ví dụ 1: Nêu nội dung định luật Ôm?

Hướng dẫn giải

Nội dung định luật Ôm: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây.

Ví dụ 2: Một bóng đèn thắp sáng có điện trở là 12Ω và cường độ dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn là 0,5A. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc bóng đèn khi đó.

Hướng dẫn giải

Hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc bóng đèn: U = I.R = 12.0,5 = 6V

Học xong bài này các em cần biết:

- Nêu được khái niệm điện trường là trường lực được tạo ra bởi điện tích, là dạng vật chất tồn tại quanh điện tích và truyền tương tác giữa các điện tích.

- Nêu được ý nghĩa của cường độ điện trường và định nghĩa được cường độ điện trưởng tại một điểm được đo bằng tỉ số giữa lực tác dụng lên một điện tích dương đặt tại điểm đó và độ lớn của diện tích đó.

- Dùng dụng cụ tạo ra (hoặc vẽ) được điện phổ trong một số trường hợp đơn giản.

- Sử dụng biểu thức \(E = \frac{U}{d}\), tính được cường độ của điện trường đều giữa hai bản d phẳng nhiễm điện đặt song song, xác định được lực tác dụng lên diện tích đặt trong điện trường đều.

- Thảo luận để mô tả được tác dụng của điện trưởng đều lên chuyển động của điện tích bay vào điện trường đều theo phương vuông góc với đường sức và nêu được ví dụ về ứng dụng của hiện tượng này.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lí 11 Cánh diều Bài 2 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

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 Cánh diều Bài 2 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Mở đầu trang 67 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

Giải Câu hỏi 1 trang 68 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

Tìm hiểu thêm trang 68 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

Giải Câu hỏi 2 trang 69 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

Luyện tập 1 trang 71 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

Luyện tập 2 trang 72 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

Giải Câu hỏi 3 trang 73 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

Giải Câu hỏi 4 trang 73 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

Giải Câu hỏi 5 trang 73 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

Vận dụng trang 74 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

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!