Vật lý đại cương chương 1 trường tĩnh điện

• Điện tích của một chất điểm gọi là điện tích điểm.. Hệ điện tích điểm: Nguyên lý chồng chất điện trường: E ... a/ Xác định vectơ cường độ điện trường tại điểm M nằm trên trung trực

1.2 Điện trường

1.3 Đường sức điện trường – Điện thông

1.4 Định lý Ostrogradski – Gauss (O – G)

1.5 Công của lực điện trường

– Điện thế, hiệu điện thế

1.6 Liên hệ giữa cường độ điện

trường và điện thế

1.7 Lưỡng cực điện

• Có hai loại điện tích: dương (+) và âm (-)

• Điện tích có giá trị nhỏ nhất gọi là điện tích nguyên

tố:

• Điện tích của một vật nhiễm điện :

•Giá trị tuyệt đối của điện tích được gọi là điện lượng

• Điện tích của một chất điểm gọi là điện tích điểm

• Hệ cô lập thì điện tích của hệ được bảo toàn

TƯƠNG TÁC ĐIỆN – ĐỊNH LUẬT BTĐT

Điện tích, định luật bảo toàn điện tích:

•Bề mặt trái đất được xem như

là một nguồn vô tận để giữ

điện tích  nối một vật nhiễm

BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH

+1C -2C

Thí dụ: 2 quả cầu kim loại

được tích điện +1C và –2C

Nếu chúng ta nối 2 quả cầu trên

bằng một sợi dây kim loại thì sự

phân bố điện tích như thế nào

trên 2 quả cầu?

Vật dẫn điện là những vật trong đó các electron

có thể dịch chuyển tự do bên trong nó

Vật cách điện là những vật trong đó các điện tích không dịch chuyển tự do bên trong nó

Năm 1785

1.1 Tương tác điện – Định luật Coulomb

Charles Coulomb

French physicist (1736-1806)

1.1 Tương tác điện – Định luật Coulomb

Trong các môi trường khác:

Nguyên lý tổng hợp các lực tĩnh điện:

r

r r

q

q k

……… lên điện tích khác đặt trong nó

: vectơ CĐĐT tại điểm M gây ra bởi Q , đơn vị: ……

q



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

Chiều:

hướng …… Q, nếu Q < 0 hướng …… Q, nếu Q > 0

Cường độ điện trường một số trường hợp

Gần bề mặt rum của máy photocopy 105 N/C

Điện trường đánh thủng điện môi là

không khí

3×106 N/C

Điện trường trên quỹ đạo của electron

trong nguyên tử hidro

5×1011 N/C

Điện trường trên bề mặt của hạt nhân

Urani

3×1021 N/C

Hệ điện tích điểm:

Nguyên lý chồng chất điện trường:

E 

1.2 Điện trường

B cách nhau một khoảng 2a

a/ Xác định vectơ cường độ điện trường tại điểm M nằm trên trung trực của đoạn AB cách AB một khoảng x

Sự phân bố điện tích trên các vật mang điện:

Mật độ điện dài: Mật độ điện mặt: Mật độ điện khối:

1.2 Điện trường

Ứng dụng: Tính cường độ điện trường gây bởi dây dẫn vô hạn tích điện đều (λ>0) tại điểm M cách sợi dây một khoảng h

Ứng dụng: Tính cường độ điện trường gây bởi đĩa tròn phẳng tích điện đều

1.3 Đường sức điện trường – Điện thông

tiếp tuyến với nó ở mỗi điểm trùng với phương của tại điểm đó

chiều của đường sức là chiều của

Định nghĩa: Đường sức điện trường là đường

vẽ trong điện trường sao cho:

Tính chất:

Qua bất kỳ một điểm nào trong điện

trường cũng vẽ được một đường sức

Các đường sức ………

Đường sức của điện trường tĩnh ………,

đi ra từ điện tích dương, đi vào điện tích âm

Qui ƣớc vẽ:

Mật độ các đường sức tỉ lệ với …………của

nơi nào điện trường mạnh thì đường sức sẽ …… nơi nào điện trường yếu thì đường sức sẽ ……… điện trường đều thì các đường sức ………

………

1.3 Đường sức điện trường – Điện thông

Hình ảnh hệ đường sức điện trường (điện phổ) :

Hình ảnh hệ đường sức điện trường (điện phổ) :

Mặt phẳng tích điện

Ống trụ tích điện

1.3 Đường sức điện trường – Điện thông

Sự gián đoạn của đường sức điện trường

E …………tại biên giới 2 môi trường

D

vectơ cảm ứng điện

, đơn vị:

D không phụ thuộc vào môi

trường nên phổ các đường cảm

ứng là



D  E

D 

Thông lƣợng của vectơ CĐĐT (điện thông) :

(S)

gửi qua diện tích dS là đại lượng

có giá trị bằng :

Điện thông gửi qua toàn bộ diện tích S:

Thông lượng cảm ứng điện hay điện dịch thông:

(Đơn vị : …) (Đơn vị:………)

a / 0

+q

-q

(S)

E E  d S 

i E

Ứng dụng định lý O-G:

Bước 1: Chọn mặt Gauss (S) là mặt trụ có 2 đáy //, cách đều mặt phẳng σ và chứa điểm khảo sát M

Bước 2: Thông lượng điện trường gởi qua mặt Gauss là:

_ Tổng điện tích chứa trong mặt Gauss:







) S (

xungquanh

S d E S

d E S

d

dS E dS

E 0

đáy đáy

đáy

ES 2 dS

E 2 dS

E

S ES

1.5 Công của lực điện trường – Điện thế, hiệu điện thế

N

đường cong kín

Điện tích đặt trong điện trường sẽ mang

1.5 Công của lực điện trường – Điện thế, hiệu điện thế

Thế năng của một điện tích trong điện trường

Wt: Thế năng của điện tích điểm q0 đặt trong điện trường của điện tích điểm q

1.5 Công của lực điện trường – Điện thế, hiệu điện thế

Điện thế gây ra bởi:

B trong không khí Tính điện thế tại M cách A, B lần

lượt là 10 cm, 20cm Chọn gốc điện thế ở vô cùng

1.5 Công của lực điện trường – Điện thế, hiệu điện thế

Mặt đẳng thế : là quỹ tích của những điểm trong

không gian có ………… điện thế

1.5 Công của lực điện trường – Điện thế, hiệu điện thế

Tính chất của mặt đẳng thế

Công của lực điện khi dịch chuyển điện tích q0 từ

điểm M đến điểm N trên mặt đẳng thế ………….:

(VM = VN):

A  q (V  V )  0

Tại mỗi điểm vectơ cường độ điện trường

………… với mặt đẳng thế đi qua điểm đó

Qua một điểm bất kì nào đó của điện trường cũng

có thể xác định được mặt đẳng thế, các mặt đẳng thế ………

1.5 Công của lực điện trường – Điện thế, hiệu điện thế

Vectơ cường độ điện trường luôn luôn

1.6 Liên hệ giữa cường độ điện trường và điện thế

Ví dụ : Điện thế của một điện trường có dạng:V(x,y,z)=a(x2 + y2 + z2),với a=const>0 Xác định CĐĐT tại điểm M(x,y,z) Những mặt đẳng thế có dạng như thế nào?

Cường độ điện trường:

E 

x

V E

1.6 Liên hệ giữa cường độ điện trường và điện thế

r r

3

kp E

r

 

_ Cường độ điện trường gây ra bởi lưỡng cực điện:



2kp E

Lưỡng cực điện đặt trong điện trường ngoài

+ _