Điện tích, định luật coulomb, điện trường (vật lý 2 SLIDE)

COPYRIGHT CPO Science Foundations of Physics BÀI BÀI  Điện tích – định luật bảo tồn điện tích  Định luật Coulomb  Điện trường ĐIỆN TÍCH ĐIỆN TÍCH  Có loại: + Điện tích âm (-) điện tích dương (+) + Hai điện tích dấu đẩy nhau, ngược dấu hút + Điện tích bị lượng tử hóa: q = ne -19 n: số điện tích có vật, e = 1,60x10 C ĐIỆN TÍCH + Gọi n1: số điện tích + n2: số điện tích – => q=(n1-n2)e + Nếu n1=n2 =>q=0: Vật trung hịa điện tích + Nếu n1≠n2 =>q≠0: Vật mang điện Định luật bảo tồn điện tích Hệ lập điện, tổng điện tích bảo toàn n åQ i =1 i = const Định luật Coulomb r r qq F12 = F21 = k er Nm k= = 9.109 4pe0 C2 C e0 = 8,86.10- 12 Nm2 Hằng số Coulomb Hằng số điện e Hằng số điện môi Bảng số điện môi Định luật Coulomb Hợp lực tác dụng lên điện tích q ur uu r uu r uu r F = F1 + F2 + + Fn Định luật Coulomb (+) q1 F2 F32 F12 (-) q2 (-) q3 Thông lượng điện trường  Thông lượng véc tơ điện trường gửi qua diện tích S ( Điện thông): đại lượng vô hướng xác định bởi: ur r φEmặt=phẳng E.chứa n.Skhung dây (chú ý ) S diện tích bị giới hạn khung dây vectơ cường độ điện trường, vectơ pháp tuyến - Điện thông đại lượng đại số - Đơn vị vơn.met (V.m) - Ý nghĩa hình học điện thông: Đặc trưng cho số đường sức điện gửi qua diện tích Điện thơng qua diện tích S, trị số tuyệt đối số đường sức điện gửi qua diện tích đặt vng góc với đường cảm ứng điện  Đặt : Thông lượng điện trường ur r S = n.S vectơ có phương vng góc với mặt (S) độ lớn diện tích S Khi đó: ur u r φE = E.S = E S cosα = En S α góc hợp vectơ En thành phần vectơ cường độ điện trường phương pháp tuyến với mặt S Trong hệ SI đơn vị N.m /C V.m Thơng lượng điện trường Hình θ < 90 = 90 > 90 Hướng mặt Song song với mặt Hướng vào mặt Dương Không Âm Thông lượng điện trường Biểu thức điện thơng gửi qua diện tích S φ= ∫ (S ) ur uu r E.ds Thơng lượng điện trường  Ví dụ: Một khối trụ có chiều dài vơ hạn bán kính R có trục trùng với trục Ox Vectơ điện trường miền = 200 (là vectơ đơn vị trục Ox) Tìm thơng lượng điện trường qua hai đáy mặt xung quanh d  d   1  d  2                    ĐỊNH LUẬT GAUSS Điện trường điện tích q gây vị trí mặt Gauss là: ur E E= q 4πε r uu r r ds = n.ds phương, chiều với φ = E ∫ ds = E.SGauss (S )  q q = E 4π r =  π r = ) ε ÷( πε r 0   Thông lượng điện trường chuyển qua mặt Gauss tỉ lệ với điện tích chứa mặt Gauss Với n điện tích ∫ (S ) ur uu r E.ds = ∑q i ( in ) i ε0 ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT GAUSS ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT GAUSS Một dây dài vơ hạn mang điện tích phân bố với mật độ điện dài λ > đặt khơng khí Tính điện trường điểm cách dây khoảng r ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT GAUSS Một cầu rỗng tâm O bán kính a, bán kính ngồi b, mang điện tích phân bố với mật độ điện tích khối ρ Tính điện trường khoảng cách r tính từ tâm trường hợp: r < a; a < r < b r > b   Giải s d  Chọn mặt Gauss mặt cầu tâm O, bán kính r Do đối xứng cầu,   hướng theo bán kính r   Q ∫S E.dS = ε Áp dụng định lý Gauss: Vì nên   E // dS Q E dS = ∫S ε0 ⇔ E 4πr = a b     Q ε0 a