1. Điện trường
1.1. Môi trường truyền tương tác điện
Giả sử ta đặt hai quả cầu điện tích trái dấu trong một bình kín và hút hết không khí, ta thấy lực hút giữa hai quả cầu không chỉ yếu đi mà còn trở nên mạnh hơn. Điều này cho thấy có một môi trường nào đó truyền tương tác điện giữa hai quả cầu, và môi trường đó chính là điện trường.
1.2. Khái niệm về điện trường
Điện trường là một dạng môi trường vật chất bao quanh điện tích, gắn liền với nó. Nó tạo ra lực điện tác động lên các điện tích khác đặt trong điện trường đó.
Mỗi khi có điện tích, xung quanh nó sẽ hình thành một điện trường.
Khi một điện tích Q đặt tại một điểm trong không gian, nó tạo ra một điện trường xung quanh. Một điện tích q nằm trong điện trường này sẽ chịu tác động của lực điện từ Q, và ngược lại, q cũng tạo ra lực điện tác động lên Q.
1.3. Cường độ của điện trường
Giả sử có một điện tích điểm Q đặt tại điểm O, tạo ra một điện trường bao quanh nó. Để nghiên cứu điện trường của Q tại điểm M, chúng ta đặt một điện tích thử q tại M và quan sát lực điện tác động lên q. Theo định luật Cu-lông, khi q càng xa Q thì lực điện tác động lên q càng giảm, chứng tỏ điện trường tại các điểm xa Q sẽ yếu hơn. Do đó, cần phải có một khái niệm để biểu thị mức độ mạnh yếu của điện trường tại một điểm, đó chính là cường độ điện trường.
Thực nghiệm cho thấy rằng khi đặt các điện tích thử q1, q2, ... khác nhau tại cùng một điểm, thì:
Cường độ điện trường tại một điểm đo lường mức độ tác động của điện trường tại điểm đó. Nó được tính bằng cách chia độ lớn của lực điện F tác dụng lên một điện tích thử q (dương) đặt tại điểm đó cho độ lớn của q.
1.4. Vectơ cường độ điện trường
Do lực F là một đại lượng vecto và điện tích q là đại lượng vô hướng, nên cường độ điện trường E cũng phải là một đại lượng vecto.
Cường độ điện trường được biểu diễn dưới dạng một vectơ, được gọi là vectơ cường độ điện trường.
- Phương và chiều của vectơ cường độ điện trường trùng với phương và chiều của lực điện tác động lên điện tích thử q dương.
- Độ dài (mô-đun) của vectơ cường độ điện trường phản ánh mức độ mạnh của cường độ điện trường theo một tỷ lệ tương ứng.
1.5. Đơn vị đo cường độ điện trường
Đơn vị đo cường độ điện trường là Vôn trên mét (ký hiệu là V/m).
1.6. Công thức tính cường độ điện trường tại một điện tích điểm
Trong đó:
E: cường độ điện trường tại một điểm (V/m)r: khoảng cách từ điện tích đến điểm đo (m)q: điện tích (C)Công thức tính lực điện trường khi đặt một điện tích thử q trong điện trường là:
Bài tập về tổng hợp cường độ điện trường tại một điểm
Bài tập về tổng hợp cường độ điện trường tại một điểm sao cho tổng bằng 0
Xây dựng phương trình liên hệ giữa r1 và r2 (1)
Dựa vào (1) và (2) giải hệ phương trình để tìm r1 và r2 → xác định vị trí cần tìm
1.7. Nguyên lý kết hợp cường độ điện trường
Các vectơ cường độ điện trường tại một điểm được kết hợp theo quy tắc hình bình hành.
2. Điện trường đồng nhất
Điện trường đồng nhất là điện trường mà vectơ cường độ điện trường tại tất cả các điểm đều có cùng phương, cùng chiều và độ lớn không đổi; đường sức điện là các đường thẳng song song và cách đều.
Điện trường đồng nhất là điện trường có cường độ không thay đổi tại mọi điểm; ví dụ, điện trường giữa hai bản kim loại phẳng song song, có điện tích trái dấu và bằng nhau là một điện trường đồng nhất.
Điện trường giữa hai bản kim loại phẳng song song, với điện tích trái dấu và bằng nhau, trong một môi trường đồng nhất, là một điện trường đồng nhất.
Ở cấp độ nguyên tử, điện trường là lực chính giữa hạt nhân và các electron trong nguyên tử. Cả điện trường và từ trường đều là hình thức của lực điện từ, một trong bốn loại lực cơ bản của tự nhiên.
3. Bài tập thực hành
a, Điểm giữa của đoạn AB
b, M biết MA = MB = 10 cm
a, Xác định cường độ điện trường tại điểm C nằm giữa A và B, cách B 3 cm do q1 và q2 tạo ra?
Câu 1: Có hai điện tích điểm q1 và q2 đang tác dụng lực đẩy lẫn nhau. Đáp án nào dưới đây là chính xác?
A. q1 > 0 và q2 < 0
B. q1 < 0 và q2 > 0
C. q1.q2 > 0
D. q1.q2 < 0
Câu 2: Phát biểu nào dưới đây về đặc điểm của các đường sức điện trong điện trường tĩnh là sai?
A. Các đường sức điện luôn bắt đầu từ điện tích dương và kết thúc tại điện tích âm
B. Trong một điểm của điện trường, chỉ có thể vẽ một đường sức duy nhất đi qua
C. Các đường sức điện không bao giờ cắt nhau
D. Các đường sức là các đường cong không khép kín
Câu 3: Có 4 vật nhỏ A, B, C, D, tất cả đều nhiễm điện. Vật A hút B nhưng đẩy C, và C lại hút D. Khẳng định nào dưới đây là sai?
A. Điện tích của A và D có dấu hiệu trái ngược
B. Điện tích của A và D có dấu hiệu giống nhau
C. Điện tích của B và D có dấu hiệu giống nhau
D. Điện tích của vật A và C có cùng dấu
Câu 4: Lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên trong không khí sẽ thay đổi như thế nào khi đặt một tấm nhựa vào khoảng cách giữa chúng?
A. Phương thay đổi tùy theo vị trí của tấm nhựa, chiều và độ lớn không thay đổi
B. Phương và chiều không thay đổi, độ lớn tăng lên
C. Phương, chiều và độ lớn không thay đổi
D. Phương và chiều không thay đổi, nhưng độ lớn giảm
Câu 5: Cường độ điện trường tại một điểm phản ánh đặc điểm nào của điện trường?
A. Tốc độ thay đổi của điện trường
B. Khả năng tác động lực
C. Năng lượng của điện trường
D. Khả năng thực hiện công của điện trường
Câu 6: Đối với một điện tích điểm -q (q > 0), điện trường tại điểm nó tạo ra có đặc điểm nào?
A. Hướng vào phía điện tích
B. Hướng ra xa điện tích
C. Phụ thuộc vào cường độ của điện tích
D. Phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường
Câu 7: Khẳng định nào dưới đây là không chính xác khi nói về điện trường?
A. Xung quanh mỗi điện tích đều có điện trường, và điện trường truyền tải lực tương tác điện
B. Tính chất cơ bản của điện trường là tạo ra lực tác dụng lên các điện tích đặt trong nó
C. Điện trường tĩnh là do các hạt mang điện đứng yên tạo ra
D. Điện trường đều là loại điện trường có các đường sức song song nhưng không cách đều nhau
Câu 8: Khái niệm nào dưới đây phản ánh mức độ mạnh yếu của điện trường tại một điểm?
A. Đường sức điện
B. Điện trường
C. Cường độ điện trường
D. Điện tích
Dưới đây là bài viết của Mytour giải thích về điện trường là gì, điện trường đều là gì, và hướng của vecto cường độ điện trường tại mỗi điểm. Hy vọng bài viết sẽ mang lại giá trị cho bạn đọc. Cảm ơn sự quan tâm của bạn!