ban up chuong 5

TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN

http:// www.truongvatly.blogspot.com copyright Duong Vu Truong

BÀI GIẢNG: HỆ CAO ĐẲNG

Sét là hiện tượng phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây và đất hay giữa các đám mây mang các điện tích khác dấu.

Chương V. TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN

http:// www.truongvatly.blogspot.com Copyright Duong Vu Truong

Bài 1. ĐIỆN TRƯỜNG

1. Lực điện

2

k qQF

r

ε là hệ số điện môi của môi trường

29

2

0

1 N.mk 9.10

4 C

ε0 là hằng số điện

Định luật Coulomb

212

0 2

C8,85.10

Nm


2. Khái niệm điện trường

+ là môi trường vật chất đặc biệt, tồn tại xung quanh các

điện tích và tác dụng lực lên điện tích khác đặt trong nó.


3. Vectơ cường độ điện trường

+ đặc trưng cho điện trường về phương diện tác dụng lực.

3

F k QE .r

q r

MQ

+ Điểm đặt: tại điểm khảo sát M.

+ Phương: là đường thẳng nối điện tích Q với điểm khảo sát M.

+ Chiều: hướng xa Q nếu Q > 0, hướng gần Q nếu Q < 0.

r

MQ r

ME

ME

2

QkE

r

+ Độ lớn:- Đơn vị : V/m


4. Nguyên lý chồng chất điện trường

a) Với hệ điện tích điểm phân bố rời rạc

b) Với hệ điện tích phân bố liên tục

toàn bô vât

E dE

n

1 2 n i

i 1

E E E ... E E


Bài toán 1 ( bài 5.1)

Cho hệ hai điện tích điểm q1 = 2.10-9C, q2= -3.10-9 C,

đặt lần lượt tại A,B trong không khí. Điểm M nằm trong

đoạn AB, sao cho AM=12cm, MB=8cm. Xác định vectơ

cường độ điện trường tại M.

M

q1 q2

BA

1E


+ cường độ điện trường do q1 gây ra tại M có độ lớn:

Hướng dẫn giải

9 9

11 2 2

qk 9.10 2.10 VE 1250mAM 1 0,12

M

q1 q2

BA

1E 2E

+ cường độ điện trường do q2 gây ra tại M có độ lớn:

9 9

2

2 2 2

qk 9.10 3.10 VE 4219mBM 1 0,08

+ áp dụng nguyên lý chồng chất điện trường:

M 1 2E E E

M

q1 q2

BA

1E 2E

+ vì có cùng phương, chiều nên:

Véc tơ cường độ điện trường tổng hợp tại M có :

M 1 2VE E E 1250 4219 5469

m

1 2,E E

- phương chiều hướng từ A B

- độ lớn:


1 2 1 2

1 2 1 2

2 21 2 1 2

E E E E E

E E E E E

E E E E E

Ghi nhớ:



Cho hệ điện tích điểm như h.vẽ:q1 = +1.5 Cq2 = +2.5 Cq3 = -3.5 C.a = 8 m

b = 6 m.

Xác định véc tơ cường độ điện trường tại P

Bài toán 2

+ Phương, chiều của

được biểu diễn như hình bên.


1 2 3, ,E E E

1 2 3, ,E E E

9 6

11 2 2

qk 9.10 1,5.10 VE 375mb 1 6

+ Gọi là véc tơ cường

độ điện trường do các điện tích

q1, q2, q3 gây ra tại P.

+ Độ lớn:

𝐸3

𝐸1

𝐸2

P


9 6

22 2 2 2 2

qk 9.10 2,5.10 VE 225m1a b 6 8

9 6

3

3 2 2

qk 9.10 3,5.10 VE 492ma 1 8

+ áp dụng nguyên lý chồng chất điện trường:

P

P 1 2 3E E E E 1

http:// www.truongvatly.blogspot.com Copyright Duong Vu Truonghttp:// www.truongvatly.blogspot.com Copyright Duong Vu Truong

+ chọn hệ trục Oxy như hình vẽ.

1 2 cos 0

528

PxE E E

Vm

2 30 sin

288

PyE E E

Vm

+ chiếu (1) xuống các trục, được:

Hay hợp với phương Ox

một góc 28,60.

2 2 601,4P Px PyVE E E

m

PxE

PyE

PE

+ Phương, chiều :

PE

PE

0,5454Py

Px

Etg

E

=28,60

+ Độ lớn là :

PE

Bài 2. ĐỊNH LÍ OSTROGRADSKY – GAUSS

1. Đường sức của điện trường

+ là đường mà tiếp tuyến với nó tại mỗi điểm trùng với

phương của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó.


+ Tính chất:


2. Điện thông

E E.dS E.dS.cosd

d nS .d S là véc tơ diện tích.

+ thông lượng điện trường gửi qua diện tích vi phân dS:


+ xét diện tích vi phân dS đủ nhỏ

+ Điện thông gửi qua một mặt (S) bất kỳ:

E E

S S S

d E.dS E.dS.cos


3. Định lý O – G

a) Thiết lập định lý:

+ Chọn mặt kín (S) là mặt cầu: tâm tại q, bán kính r.

+ Thông lượng điện trường gửi qua mặt cầu này là:

E E

S S

d E.dS.cos

+ Xét điện tích điểm q > 0.

E


phương: xuyên tâmchiều: hướng ra xa tâm (vì điện tích dương)

+ Vậy điện thông qua mặt S:

E

0

q

2

0

2

1 qE

4 r

S 4 r

+ vì E = const tại mọi điểm trên mặt cầu và = 0

E

s

E dS ES

Với :


b) Phát biểu định lí O – G:

Điện thông gửi qua một mặt kín bất kỳ bằng tổng

đại số các điện tích chứa trong mặt kín đó.

E i

i0(s)

1E.dS q


1/22/07

Điện tích bên trong mặt kín

Cho hệ gồm 5 điện tích điểm(q1=q4=3nC, q2=q5=-5.9nC và q3=-3.1nC). Chọn mặt kín Gauss như hình vẽ. Tính điện thông gửi qua S:

A: =-6 x 10-9C/0= -678 Nm2/C

B: = x 10-9C/0= -1356 Nm2/C

C: =0

D: = x 10-9C/0= 328 Nm2/C


Bài 3. ĐIỆN THẾ


+ công nguyên tố (trong chuyển rời vô cùng nhỏ ds):

1. Công của lực điện trường

3 2

k Q k QdA q. r.ds q. ds.cos

r r

. . dA F ds qE ds

2

04MN

MN MN

qQ drA dA

r

+ trong chuyển rời từ M đến N

→ Lực điện trường tĩnh là lực thế.


+ Nx: công của lực điện trường không phụ thuộc vào hình

dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và

điểm cuối.

0 04 4

MN

M N

Q QA q

r r

2

04

N

M

r

MN

r

qQ drA

r

t

qQW k C

r

C: là hằng số phụ thuộc vào việc chọn mốc thế năng.

2. Thế năng của điện tích trong điện trường

W W MN tM tNA

+ Biểu thức:

r : là khoảng cách từ điện tích Q đến điểm khảo sát

+ Khi đó:


3. Điện thế

tW QV k

q r

W W MN tM tN M NA q V V+ Khi đó:

+ Điện thế do Q gây ra:


+ Điện thế của hệ điện tích điểm:

r : là khoảng cách từ điện tích Q đến điểm khảo sát

1 2 3

1

.....n

n i

i

V V V V V V

4. Hiệu điện thế

+ Hiệu điện thế giữa hai điểm MN là hiệu hai giá trị của

điện thế tại hai điểm M, N trong điện trường.

+ Ý nghĩa: đặc trưng cho khả năng thực hiện công của

lực điện trường giữa hai điểm khảo sát.


MNMN M N

AU V V

q


Cho hệ điện tích điểm như h.vẽ:q1 = +1.5 Cq2 = +2.5 Cq3 = -3.5 C.a = 8 m

b = 6 m.

a) Xác định điện thế tại P.

b) Gọi O là giao điểm của các đường chéo hình chữ nhật. Tính hiệu điện thế giữa OP.

Bài toán

1. Mặt đẳng thế

+ tập hợp các điểm trong điện trường có cùng điện thế

BÀI 4. LIÊN HỆ GIỮA CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG VÀ ĐIỆN THẾ


+ Xét hai mặt đẳng thế sát nhau

(I) và (II), điện thế có giá trị lần

lượt là V và (V + dV).

+ Giả sử điện tích q di chuyển từ điểm M thuộc (I) đến

điểm N trên (II) theo đường dr bất kỳ.

+ Công của lực điện trường là: dA q.E.dr (*)


2. Hệ thức liên hệ giữa E và V

+ Mặt khác:

M NdA q(V V ) q V (V dV) qdV (**)

+ So sánh (*) và (**) suy ra:

E.dr E.dr.cos dV


Kết luận 1: Vectơ cường độ điện trường luôn hướng theo

chiều giảm của điện thế.

Kết luận 2:


1 2.E r V V V

2 1r r r Với

Ôn tập: Phần ĐiỆN TỪ

V

5.1

5.12


ban up chuong 5

Documents