Bài giảng vật lý đại cương 1 chương 6 trường tĩnh điện

CHƯƠNG VI TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN I Điện tích • Thực nghiệm đã các nhận trong tự nhiên chỉ có hai loại điện tích dương và âm Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau Điện tích nguyên tố là[.]

CHƯƠNG VI TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN I Điện tích • Thực nghiệm nhận tự nhiên có hai loại điện tích dương âm Các điện tích dấu đẩy nhau, trái dấu hút nhau.Điện tích nguyên tố điện tích nhỏ biết tự nhiên, có độ lớn e = 1,6.10-19C Proton mang điện tích ngun tố dương, cịn electron mang điện tích ngun tố âm • Vật mang điện tích dương hay âm vật hay nhận thêm electron so với lúc vật không mang điện Điện tích mang vật có cấu tạo gián đoạn ln số ngun lần điện tích ngun tố 1.Sự phân bố điện tích: Trong phần lớn tượng vĩ mơ, điện tích coi phân bố liên tục không gian mà không để ý đến tính gián đoạn chúng dQ a) Mật độ điện tích dài:   dl dQ b) Mật độ điện tích mặt:   dS dQ c) Mật độ điện tích khối:   d Định luật bảo tồn điện tích: Tổng đại số điện tích hệ cô lập không đổi II Định luật Coulomb: định luật tương tác hai điện tích điểm đứng yên   N q1q2  e M F F e12 21 F 12  k e 21 12 r  q1q2  F 21  k e21 r ĐT trái dấu q2 F21 ĐT dấu C   ,86 10 , hay ( F / m ) N m N m k  10 4 C q1 q F12  F21  k Độ lớn r  12 12 F12 II Điện trường 1.Khái niệm ĐT: vật mang điện đứng yên tạo khoảng khơng gian xung quanh dạng vật chất gọi trường tĩnh điện hay gọi tắt điện trường Một tính chất điện trường điện tích đặt điện trường bị điện trường tác dụng lực 2 Vectơ cường độ điện trường a) ĐN: Vectơ CĐĐT điểm M ĐT F E q0 F lực tác dụng lên điện tích thử q0 đặt M Vectơ CĐĐT đại lượng đặc trưng cho ĐT mặt tác dụng lực, đơn vị V/m N/C b) Vectơ CĐĐT gây điện tích điểm Xác định vectơ CĐĐT điện tích điểm q gây điểm M cách r Ta tưởng tượng đặt M điện tích thử q0 Lực tác dụng điện tích q lên điện tích q0 là:    kqq   F  kq F  er , E   er q0  r   r er M q er vectơ đơn vị hướng từ điện tích q đến M Cường độ ĐT: E  k q r q>0 M E q> l Giải: Theo NLCCĐT: E  E  E Tại điểm A, ta có EA  E  E Gọi r khoảng cách từ A đến tâm O LC     k q q  EA     l 2  l 2 r   r     2  2  B α r1 r r2 α -q A O +q 2  l  l  r     r    kq   2  2   2     l l     r   r    2      Vì r >> l/2 nên: k ql kp e EA   3  r r Tại điểm B, ta có r1 = r2 kq nên: E  E  r1  E Theo qui tắc tổng hợp  vectơ ta thấy song song ngược chiều với l nên: E = E+cosα + E-cosα l kql Trong đó: cos   E r1 r1 l r1  r   r Vì r >> l nên: kp kql Do đó: E  e r r k pe Vì E  l nên viết: E   r b) Điện trường gây sợi dây thẳng tích điện mật độ điện dài λ > điểm cách sợi dây đoạn a Trên sợi dây ta lấy phần tử chiều dài dy VCB cách chân đường thẳng góc MH khoảng y, mang điện tích dq = λdy kdq k  dy dE   r r E   d E   d Ex  d Ey y r H a α( M x ( E x   d E x  Ex   dEx   dE.cos E y   d E y  Ey   dEy   dE.sin a r ; y  atg   cos  a k dy  d   dE  d a cos  2 k k Ex  cos  d   (sin   sin  )   a 1 a 2 k k Ey  sin  d   (cos   cos  )  a 1 a * Trường hợp H nằm đoạn dây: 2 k k Ex  cosd  (sin2  sin1)  a 1 a 2 k k Ey  sind  (cos1  cos2 )  a 1 a * Trường hợp hai đầu dây dài vô cùng: H E x E y k  a  M c) Điện trường gây sợi dây thẳng tích điện mật độ điện dài λ > điểm nằm đường kéo dài sợi dây cách đầu gần sợi dây đoạn a Chọn gốc M, ta lấy phần tửVCB dx có tọa độ x mang điện tích dq = λdx xem điện tích điểm, vectơ CĐĐT phần tử gây M có phương chiều hình vẽ có độ lớn x kdq k  dx a L dE   2 x x M   k E   d E  E   dE   a L  a dx x k  1  E     a aL d) Một đoạn dây thẳng tích điện với mật độ điên dài λ uốn thành cung tròn AB tâm O bán kính R với góc mở  Xác định vectơ CĐĐT tâm O cung ... q1q2  e M F F e12 21 F 12  k e 21 12 r  q1q2  F 21  k e 21 r ĐT trái dấu q2 F 21 ĐT dấu C   , 86 10 , hay ( F / m ) N m N m k  10 4 C q1 q F12  F 21  k Độ lớn r  12 12 F12... II Điện trường 1. Khái niệm ĐT: vật mang điện đứng yên tạo khoảng không gian xung quanh dạng vật chất gọi trường tĩnh điện hay gọi tắt điện trường Một tính chất điện trường điện tích đặt điện trường. ..I Điện tích • Thực nghiệm nhận tự nhiên có hai loại điện tích dương âm Các điện tích dấu đẩy nhau, trái dấu hút nhau .Điện tích ngun tố điện tích nhỏ biết tự nhiên, có độ lớn e = 1, 6 .10 -19 C