Top 18 # Xem Nhiều Nhất Định Lý Gauss Cho Điện Trường / 2023 Mới Nhất 12/2022 # Top Like | Sieuphampanorama.com

Lý Thuyết Điện Trường Và Cường Độ Điện Trường / 2023

ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN 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 (hình 3.1)

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 (Hình 3.2). 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 q 1, q 2,… khác nhau tại một điểm thì:

(dfrac{F_{1}}{q_{1}}=dfrac{F_{2}}{q_{2}}=…)

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 (frac{F}{q}) 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=dfrac{F}{q}) (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 (overrightarrow{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:

6. Nguyên lí chồng chất điện trường

Giả sử có hai điện tích điểm Q­1­ và Q 2­ gây ra tại điểm M hai vec tơ cường độ điện trường (overrightarrow{E_{1}}) và (overrightarrow{E_{2}}).

Nguyên lí chồng chất điện trường: Các điện trường E1 và E2 đồng thời tác dụng lực điện lên điện tích q một cách độc lập với nhau. Cường độ điện trường tại một điểm bằng tổng hợp của (overrightarrow{E_{1}}) và (overrightarrow{E_{2}}).

(overrightarrow{E}=overrightarrow{E_{1}}+overrightarrow{E_{2}}) (3.3)

Các vectơ cường độ điện trường tại một điểm được tổng hợp theo quy tắc hình bình hành.

III. Đường sức điện 1. Hình ảnh các đường sức điện

Người ta chứng minh được rằng, các hạt nhỏ đã bị nhiễm điện và nằm dọc theo phương của lực điện. Tập hợp các hạt nhỏ sẽ nằm dọc theo những đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm nằm theo phương của vectơ cường độ điện trường tại đó. Mỗi đường đó gọi là một đường sức điện.

2. Định nghĩa

Đường sức điện là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó. Nói cách khác, đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng dọc theo nó.

3. Các đặc điểm của đường sức điện

+ Qua mỗi điểm trong điện trường có một và chỉ một đường sức điện mà thôi.

+ Đường sức điện là những đường có hướng. Hướng của đường sức điện tại một điểm là hướng của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó.

+ Đường sức điện của điện trường tĩnh điện là đường không khép kín. Nó đi ra điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm.

+ Tuy các đường sức từ là dày đặc nhưng người ta chỉ vẽ một số ít đường theo quy tắc sau : Số đường sức đi qua một điện tích nhất định đặt vuông góc với đường sức điện tại điểm mà ta xét thì tỉ lệ với cường độ điện trường tại điểm đó.

4. Điện trường đều

Điện trường đều là điện trường mà vectơ cường độ điện trường tại mọi điểm đều có cùng phương, cùng chiều, và cùng độ lớn; đường sức điện là những đường thẳng song song cách đều.

Điện trường trong một điện môi đồng chất nằm ở giữa hai bản kim loại phẳng đặt song song với nhau và điện tích bằng nhau, trái dấu là một điện trường đều.

chúng tôi

Điện Trường Và Cường Độ Điện Trường, Trắc Nghiệm Vật Lý Lớp 11 / 2023

A.LÍ THUYẾT

I.Điện trường

1. Khái niệm và tính chất

– Điện trường là môi trường tồn tại xung quanh điện tích, có khả năng tác dụng lực điện lên điện tích khác đặt trong nó

2.Cường độ điện trường

– 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.

Trong đó: E: cường độ điện trường tại điểm mà ta xét (V/m).

F: lực điện tác dụng lên điện tích thử ( N)

q: điện tích thử (C)

-Mối quan hệ lực và cường độ điện trường

q < 0 : cùng phương, ngược chiều với.

– Cường độ điện trường của một điện tích điểm

+ Điểm đặt: Tại điểm đang xét

+ Phương: đường nối M và Q

Hướng vào Q nếu Q <0

– Biểu diễn:

– Phát biểu: Các điện trường đồng thời tác dụng lực điện lên điện tích q một cách độc lập với nhau và điện tích q chịu tác dụng của điện trường tổng hợp

Các vecto cường độ điện trường tại một điểm được tổng hợp theo quy tắc hình bình hành.

-Xét trường hợp tại điểm đang xét chỉ có 2 cường độ điện trường

+

+

+

+

+

+ Nếu

II.Đường sức điện

1.Định nghĩa

Qua mỗi điểm trong điện trường có một đường sức điện

Các đường sức điện là những đường cong hở đi ra từ hạt dương, kết thúc ở vô cùng hoặc hạt âm.

Các đường sức điện mau ở những nơi có điện trường mạnh và ngược lại.

3. Điện trường đều

Điện trường đều là điện trường mà vecto cường độ điện trường tại mọi điểm đều có cùng phương chiều và độ lớn; đường sức điện là những đường thẳng song song cách đều.

DẠNG 1: ĐIỆN TRƯỜNG DO MỘT ĐIỆN TÍCH ĐIỂM GÂY RA

PHƯƠNG PHÁP 1. Cường độ điện trường gây ra bởi điện tích điểm Q tại điểm cách nó một khoảng r có đặc điểm:

+ Điểm đặt : tại điểm đang xét

+ Phương : Nằm trên đường thẳng nối Q và M

+ Độ lớn :

2. Kỹ năng cần luyện:

– Cách nhận xét đại lượng nào phụ thuộc vào đại lượng nào.

– Các phương pháp để giải bài toán nhiều trường hợp (Dưới 2 dạng tự luận và trắc nghiệm)

DẠNG 2: ĐIỆN TRƯỜNG DO NHIỀU ĐIỆN TÍCH ĐIỂM GÂY RA

Phương pháp Bài toán 1. Xác định hợp lực điện tác dụng lên 1 điện tích.

Phương pháp: Các bước tìm hợp lực do các điện tích q 1; q 2; … sinh ra tại điểm O:

Bước 1: Xác định vị trí điểm đặt các điện tích (vẽ hình).

Bước 2: Tính độ lớn các lực E 01;E 02 …… , E no lần lượt do q 1 và q 2 tác dụng lên q o.

Bước 3: Vẽ hình các vectơ lực E 01;E 02 …… , E no lần lượt do q 1 và q 2 tác dụng lên q o.

Bước 3: Vẽ hình các vectơ lực E 01;E 02 …… , E no lần lượt do q 1 và q 2 tác dụng lên q o.

Các trường hợp đặc biệt:

+ Xác định phương chiều: dựa vào hình và áp dụng định luật hàm số sin/cos

2. Tính lực điện tác dụng lên một điện tích khi đã biết cường độ điện trường

+ Điểm đặt: tại điểm đặt điện tích q;

+ Phương: trùng phương với vector cường độ điện trường ;

+ Giải phương trình về điều kiện độ lớn: E 1 = E 2 (2)

+ (1) rút ra điều kiện về dấu hoặc vị trí đặt điện tích

Bài toán 4. Bài toán biện luận: Tìm điều kiện để E đạt giá trị max hoặc min

+ Lập biểu thức của E theo đại lượng cần tìm điều kiện

+ Áp dụng toán học vào để khảo sát:

– Lập luận tử mẫu

– Các bất đẳng thức thường gặp như côsi….

DẠNG 3: ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG

1. Trở lại áp dụng phương pháp động lực học:

– Chỉ ra các lực tác dụng (biểu diễn, tính độ lớn hoặc viết biểu thức)

– Áp dụng định luật I (nếu là điều kiện cân bằng):

Áp dụng định luật II (nếu là chuyển động có gia tốc:)

– Khử dấu vectơ:

+ Cách 1: Chiếu

+ Cách 2: Dùng hình

2. Có thể dùng định lý động năng

Bài 3. Điện Trường Và Cường Độ Điện Trường. Đường Sức Điện / 2023

BÀI 3: Tiết 3-4 : ĐIỆN TRƯỜNG VÀ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN .

TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI TỔ : LÍ – KCNCÁC BƯỚC LÊN LỚP

I. KIỂM TRA BÀI CŨ II. NỘI DUNG BÀI MỚI III.CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ. I. KIỂM TRA BÀI CŨ .Phát biểu và viết biểu thức định luật Cu-Lông ? Biểu diễn bằng hình vẽ cho sự tương tác của hai điện tích cùng dấu và khác dấu ? D. Không so sánh được II. NỘI DUNG BÀI MỚI 1. ĐIỆN TRƯỜNG a. Môi trường tương tác điện : Môi trường đó là điện trường b. Điện trường + Định nghĩa : SGK. + Tính chất : Tác dụng lực lên các điện tích khác đặt trong nó . 2.CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG a. khái niêm : là đại lượng đặc trưng cho sự mạch hay yếu của điện trường tại một điểm . A. KIẾN THỨC CƠ BẢN (ghi bảng )

d. Đơn vị : E (V/m ) e. Cường độ điện trường của một điện tích điểm + Điểm đặt : Tại M (tại điểm đang xét ) + Phương : là đường thẳng OM. + Chiều: f. Nguyên lí chồng chất điện trường

3. ĐƯỜNG SỨC ĐIỆN a. Hình ảnh các đường sức : Hình 3.5 b. Định nghĩa : là đường có hướng vẽ trong điện trường sao cho hướng của tiếp tuyến tại bất kì điểm nào trên đường này đều trùng với hướng của véctơ cđđt tai điểm đó c. Hình dạng đường sức của một số điện trường d. Các đặc điểm của đường sức + Qua mỗi điểm của điện trường chỉ có một đường sức điện + Chiều của đường sức là chiều của vectơ cđđt + Các đường sức không khép kín , nó đi ra từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm + Nơi các đường sức điện thưa : điện trường yếu + Nơi các đường sức điện dày (sát nhau ): điện trường mạch e. Điện trường đều + Định nghĩa : Có hướng và độ lớn bằng nhau tại mọi điểm + Đặc điểm : Có các đường sức là những đường thẳng song và cách đều nhau . B. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH. 1. ĐIỆN TRƯỜNG

a. Môi trường tương tác điện : C1 :Xem hình vẽ sau : Nếu hút hết không khí ra thì lực hút giữa hai quả cầu sẽ như thế nào ?

b. Điện trường :

.

B. Chiều của đường sức là chiều của véc tơ cường độ điện trường .

C. Đường sức của điện trường tĩnh là đường cong không khép kín .

D. Qua bất kì điểm nào trong điện trường ta có thể vẽ được một hoặc nhiều đường sức . Câu 3 : Phát biểu nào sau đây là sai ? Câu 4: Một điện tích thử q đặt tại điểm có cường độ điện trường 0,16 V/m . Độ lớn của điện tích thử q là Câu 5: Cho hai điện tích q1 = 8.10-6C , q2 = – 8.10-6 C đặt tại hai điểm A và B cách nhau 6 cm trong không khí . Cường độ điện trường do hai điện tích gây ra tại trung điểm của AB là

Tóm Tắt Lý Thuyết Và Ví Dụ Dòng Điện Trong Các Môi Trường Khác / 2023

Tóm tắt định nghĩa và công thức cơ bản về dòng điện trong các môi trường: kim loại, bán dẫn, điện phân, chất khí và chân không sau đó tài liệu còn giới thiệu các bài tập tự luận có lời giải chi tiết giúp bạn đọc hiểu kỹ và nắm vững kiến thức hơn.

TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ VÍ DỤ DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG KHÁC

– Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các êlectron tự do.

– Trong chuyển động, các êlectron tự do luôn va chạm với các ion ở nút mạng và truyền một phần động năng cho chúng. Sự va chạm này là nguyên nhân gây ra điện trở của dây dẫn kim loại.

– Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn (I=neSoverline{v})

trong đó n: mật độ êlectron tự do.

(overline{v}): vận tốc trung bình của chuyển động có hướng của các e.

S: tiết diện dây dẫn.

– Điện trở dây dẫn: (R=frac{1}{nemu _{e}}.frac{1}{S}=rho frac{l}{S})

(mu _{e}) là độ linh động của êlectron tự do trong kim loại làm dây dẫn.

(rho): điện trở suất của kim loại (đơn vị Wm).

+ Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất.

(rho =rho _{0}left [ 1+alpha (t-t_{0}) right ])

– Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương về catốt, ion âm và êlectron về anốt.

– Khi cường độ điện trường trong chất khí đủ mạnh thì xảy ra sự ion hóa do va chạm cho số điện tích tự do (ion và êlectron) trong chất khí tăng lên rất nhanh.

– Tia lửa điện và hồ quang điện là hai dạng phóng điện trong không khí ở điều kiện thường. Cơ chế của tia lửa điện là sự ion hóa do va chạm khi cường độ điện trường trong không khí lớn hơn 3.10 5 V/m.

– Dòng điện trong chân không là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron bứt ra từ catốt bị nung nóng.

– Dòng điện trong chân không chỉ chạy theo một chiều nhất định từ anốt (cực dương) sang catôt (cực âm).

– Dòng điện trong bán dẫn tinh khiết là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron tự do và lỗ trống.

– Có thể pha thêm tạp chất vào bán dẫn tinh khiết để tạo thành bán dẫn loại n (hạt mang điện cơ bản là lỗ trống).

– Lớp tiếp xúc giữa hai loại bán dẫn p và n (lớp tiếp xúc p – n) có tính dẫn điện chủ yếu theo một chiều nhất định từ p sang n.

Bài 1. Một dây dẫn bằng đồng, đường kính tiết diện là d = 1mm, có dòng điện cường độ I = 2A chạy qua. Cho biết mật độ êlectron tự do là n = 8,45.10 28 êlectron/m 3. Hãy tính vận tốc trung bình của các êlectron trong chuyển động có hướng của chúng.

Ta có cường độ dòng điện (I=neSoverline{v}) (rightarrow overline{v}=frac{I}{neS}=frac{I}{n_{0}pi frac{d^{2}}{4}e}=1,9.10^{-4}m/s)

Bài 1. Đồng có nguyên tử khối 63,5 ; khối lượng riêng 8,9 g/cm 3 và điện trở suất 1,6.10–8. Hãy tính

a) Mật độ êlectron tự do của đồng (coi mỗi nguyên tử đồng giải phóng một êlectron tự do).

b) Độ linh động của êlectron tự do trong kim loại đồng.

Bài 2. Cho biết quãng đường tự do trung bình của một êlectron trong không khí ở áp suất thường là (lambda =5.10^{-6}m) Xác định cường độ điện trường trong đó có thể xảy ra sự ion hóa do va chạm. Biết rằng muốn thực hiện được sự ion hóa do va chạm thì êlectron phải có năng lượng khoảng (q_{e}) = 2,4.10–20 J. Điện tích của êlectron

Bài 3. Một dây đồng có điện trở ở 50 oC. Hỏi điện trở dây ở nhiệt độ 100 oC là bao nhiêu. Biết hệ số nhiệt điện trở của đồng là 0,004K–1.

Xét 1 mol nguyên tử đồng có N A = 6,022.10 23 nguyên tử và khối lượng m = 63,5 g

Thể tích của 1 mol nguyên tử là (V=frac{m}{D}rightarrow V=frac{63,5}{8,9.10^{6}}=7,13.10^{-6}m^{3})

Nếu mỗi nguyên tử đồng giải phóng một êlectron tự do thì mật độ êlectron tự do của đồng là

(n=frac{6,022.10^{23}}{7,13.10^{-6}}=8,45.10^{28}(frac{electron}{m^{3}}))

Từ công thức (rho =frac{1}{nemu _{e}})

Độ linh động của êlectron tự do trong kim loại đồng

(mu _{e}=frac{1}{rho ne}=frac{1}{1,6.10^{-8}.8,5.10^{28}.1,6.10^{-19}}=4,6.10^{-3})

Khi êlectron chuyển động trong điện trường thì dưới tác dụng của lực điện trường, êlectron sẽ nhận năng lượng có giá trị bằng (W=begin{vmatrix} q end{vmatrix}Es)

Giữa hai lần va chạm, êlectron chuyển động được quãng đường

(s=lambda rightarrow E=frac{W}{begin{vmatrix} q end{vmatrix}lambda }=frac{2,4.10^{-20}}{1,6.10^{-19}.5.10^{-6}}=0,3.10^{5}V/m)

(R_{0}=37Omega ;t_{0}=50^{0}C)

(t=100^{0}C;alpha =0,004K^{-1})

Có (R=rho frac{l}{S}); khi nhiệt độ tăng điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất nên điện trở kim loại cũng tăng theo quy luật (R=R_{0}left [ 1+alpha (t-t_{0}) right ])

Vậy R = 37(1+0,004(100-50)) = 44,4(Omega)