Nêu đặc điểm của vectơ cường độ điện trường

Câu hỏi: Nêu đặc điểm của vectơ cường độ điện trường

Trả lời: 

Những đặc điểm của vectơ cường độ điện trường tại một điểm :

Điểm đặt: Tại M.

– Phương: đường nối M và Q

– Chiều: Hướng ra xa Q nếu Q > 0

Hướng vào Q nếu Q <0

– Độ lớn: E=Fq=k|Q|r²   với  k = 9.10⁹        

Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm về điện trường nào !

I. Điện trường

1. Môi trường truyền tương tác điện 

Giả sử ta đặt hai quả cầu điện tích trái dấu trong một bình kín rồi hút hết không khí ra. Ta đã biết, lực hút của hai quả cầu không những yếu đi mà lại mạnh lên. Như vậy phải có một môi trường nào đó truyền tương tác điện giữa hai quả cầu. Môi trường đó là điện trường.

2. Điện trường

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 các điện tích khác đặt trong nó.

Nơi nào có điện tích thì xung quanh điện tích đó có điện trường.

Một điện tích Q nằm tại một điểm trong không gian sẽ gây ra xung quanh nó một điện trường. Một điện tích q nằm trong điện trường đó sẽ bị Q tác dụng một lực điện và ngược lại, q cũng tác dụng lên Q một lực đối 

II. Cường độ điện trường

1. Khái niệm cường độ điện trường

Giả sử có một điện tích điểm Q nằm tại điểm O. Điện tích này tạo ra một điện trường xung quanh nó. Để nghiên cứu điện trường của Q tại điểm M, ta đặt tại đó một điện tích điểm q, gọi là điện tích thử và xét lực điện tác dụng lên q. Theo định luật Cu-lông, q càng nằm xa Q thì lực điện càng nhỏ. Ta nói điện trường tại các điểm càng xa Q càng yếu. Vì thế cần phải xây dựng một khái niệm đặc trưng cho sự mạnh, yếu của điện trường tại một điểm. Khái niệm đó là cường độ điện trường.

2. Định nghĩa.

Thực nghiệm chứng tỏ rằng lần lượt các điện tích thử q₁, q₂,… khác nhau tại một điểm thì:

F₁q₁ = F₂q₂ = ...

Ta có thể thấy độ lớn của lực điện tác dụng lên điện tích thử q = +1C để đặc trưng cho cường độ điện trường tại điểm mà ta xét. Tuy nhiên theo công thức (1.1), độ lớn F của lực điện tỉ lệ thuận với q, nên thương số  Fq chính là độ lớn của lực điện tác dụng lên điện tích 1C. Do đó, ta sẽ lấy thương số này làm số đo của cường độ điện trường. Vậy  ta có định nghĩa sau:

Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường tại điểm đó. Nó được xác định bằng thương số của độ lớn lực điện F tác dụng lên một điện tích thử q (dương) đặt tại điểm đó và độ lớn của q.

E = Fq              (3.1)        

3. Vectơ cường độ điện trường

Vì lực F là đại lượng vectơ, còn điện tích q là đại lượng vô hướng, nên cường độ điện trường E cũng là một đại lượng vectơ.

Cường độ điện trường được biểu diễn bằng một vectơ gọi là vectơ cường độ điện trường. Từ công thức (3.1), ta có:

Vectơ cường độ điện trường vecto E có:

+ Phương và chiều trùng với phương và chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử q dương.

+ Chiều dài (môđun) biểu diễn độ  lớn của cường độ điện trường theo một tỉ lệ xích nào đó.

4. Đơn vị đo cường độ điện trường.

Đơn vị đo cường độ điện trường là Vôn trên mét (kí hiệu là V/m).

5. Công thức tính cường độ điện trường tại một điện tích điểm

Công thức tính cường độ điện trường tại một điện tích điểm Q:

E = Fq = k.|Q|ε.r₂ (3.2)

III. Các dạng bài tập và ví dụ minh họa

Dạng 1: Xác định cường độ điện trường tại một điểm do một điện tích điểm gây ra. 

Phương pháp: Vận dụng kiến thức: Vectơ cường độ điện trường do điện tích điểQ gây ra tại một điểm cách nó một đoạn r có:

+ Điểm đặt: tại điểm đang xét.

+ Phương: là đường thẳng nối điện tích điểm và điểm đang xét.

+ Chiều: hướng vào Q nếu Q < 0; hướng xa Q nếu Q > 0.

+ Độ lớn: E.

Dạng 2: Xác định cường độ điện trường tổng hợp tại một điểm do hệ điện tích điểm gây ra.

Phương pháp:

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

+ Cách 1: Dùng phương pháp hình chiếu.

+ Cách 2: Dùng phương pháp cộng vectơ theo quy tắc hình bình hành (tiến hành cho từng cặp cho đến khi hết).

Dạng 3: Tìm vị trí cường độ điện trường tổng hợp triệt tiêu. 

Phương pháp:

Điểm có điện trường triệt tiêu phải thỏa mãn điều kiện.

Trường hợp chỉ có hai điện tích gây điện trường: Tìm vị trí để cường độ điện trường tổng hợp triệt tiêu:

+ Trường hợp 2 điện tích cùng dấu.

+ Trường hợp 2 điện tích trái dấu.

Dạng 4: Cân bằng của điện tích trong điện trường. 

Phương pháp: Để điện tích nằm cân bằng trong điện trường thì hợp lực tác dụng lên điện tích đó phải bằng 0.