Giải vật lí 11 bài 3: Điện trường và cường độ điện trường. Đường sức điện

Giải câu 1: Điện trường là gì ?...

Điện trường là gì ?

Điện trường là một dạng vật chất (môi trường) đặc biệt bao xung quanh hạt mang điện tích và gắn liền với điện tích đó. Điện trường là môi trường truyền tương tác điện.

Giải câu 2: Cường độ điện trường là gì...

Cường độ điện trường là gì ? Nó được xác định như thế nào ? Đơn vị cường độ điện trường là gì ?

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.

$E = \frac{F}{q}$

 Trong đó E là độ lớn của cường độ điện trường (N/C).

Ngoài ra, đơn vị của cường độ điện trường còn là V/m.

Giải câu 3: Vectơ cường độ điện trường là gì...

Vectơ cường độ điện trường là gì ? Nêu những đặc điểm của vectơ cường độ điện trường tại một điểm ?

Vecto cường độ điện trường:

• Phương, chiều trùng với phương, chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử q dương;
• $\overrightarrow{E}$ cùng phương cùng chiều với $\overrightarrow{F}$ nếu q dương.
• $\overrightarrow{E}$ cùng phương ngược chiều với $\overrightarrow{F}$ nếu q âm.
• Độ dài biểu diễn độ lớn của cường độ điện trường theo một tỉ lệ xích nào đó.

Đặc điểm của vecto cường độ điện trường tại điểm M:

• 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: $E = \frac{F}{q} = k.\frac{Q}{r^{2}}$ với $k = 9.10^{9}$.

Giải câu 4: Viết công thức tính và nêu những...

Viết công thức tính và nêu những đặc điểm  của cường độ điện trường của một điện tích điểm.

Vectơ cường độ điện trường $\overrightarrow{E}$ gây bởi điện tích điểm q tại điểm M:

$E = \frac{F}{q} = k.\frac{Q}{r^{2}}$ với $k = 9.10^{9}$.

Đặc điểm:

• Phương, chiều trùng với phương, chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử q dương;
• $\overrightarrow{E}$ cùng phương cùng chiều với $\overrightarrow{F}$ nếu q dương.
• $\overrightarrow{E}$ cùng phương ngược chiều với $\overrightarrow{F}$ nếu q âm.
• Độ dài biểu diễn độ lớn của cường độđiện trường theo một tỉ lệ xích nào đó.

Giải câu 5: Cường độ điện trường của một hệ...

Cường độ điện trường của một hệ điện tích điểm được xác định thế nào?

Bạn đọc tham khảo nội dung kiến thức trọng tâm tại đây.

Giải câu 6: Phát biểu nguyên lí chồng chất điện...

Phát biểu nguyên lí chồng chất điện trường.

Nguyên lí chồng chất điện trường: Các điện trường $\overrightarrow{E_{1}}$, $\overrightarrow{E_{2}}$ 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 $\overrightarrow{E}$:

$\overrightarrow{E} = $\overrightarrow{E_{1}} + \overrightarrow{E_{2}}$$.

Vecto $\overrightarrow{E}$ tổng hợp theo quy tắc hình bình hành.

Giải câu 7: Nêu định nghĩa và đặc trưng của...

Nêu định nghĩa và đặc trưng của đường sức điện.

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

Đặc điểm:

• Qua mỗi điểm trong điện trường có một đường sức điện và chỉ một mà thôi.
• Đường sức điện là những đường có hướng. Hướng của đường sức điện  tại một điểm là hướng của vecto cường độ điện trường tại điểm đó.
• Đường sức điện của điện trường tĩnh điện là đường không khép kín, đi ra từ điện tích dương kết thúc ở điện tích âm.
• Số đường sức đi qua một điện tích nhất định đặt vuông góc với đường sức tại điểm mà ta xét tỉ lệ với cường độ điện trường tại điểm đó.

Giải câu 8: Điện trường đều là gì?...

Điện trường đều là gì?

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

Giải câu 9: Đại lượng nào sau đây không liên quan...

Đại lượng nào sau đây không liên quan đến cường độ điện trường của điện tích điểm Q tại một điểm

A. Điện tích Q.

B. Điện tích thử q.

C. Khoảng cách r từ Q đến q.

D. Hằng số điện môi của môi trường.

Chọn đáp án B.

Giải thích: Bạn đọc tam khảo nội dung kiến thức trọng tâm tại đây.

Giải câu 10: Đơn vị nào sau đây là đơn vị...

Đơn vị nào sau đây là đơn vị đo cường độ điện trường?

A. Niu-tơn.

B. Cu-lông.

C. Vôn nhân mét.

D. Vôn trên mét.

Chọn đáp án D.

Giải câu 11: Tính cường độ điện trường và vẽ...

Tính cường độ điện trường và vẽ vectơ cường độ điện trường do một điện tích điểm $+4.10^{-8}$ C gây ra tại một điểm cách nó 5cm trong chân không.

Cường độ điện trường là: $E = k.\frac{Q}{r^{2}} = 9.10^{9}.$\frac{4.10^{-8}}{5.10^{-2}}$ (N/C).

Giải câu 12: Hai điện tích điểm $q_{1} = 3.10^{-8}$ C và $q_{2} = -4.10^{-8}$ C...

Hai điện tích điểm $q_{1} = 3.10^{-8}$ C và $q_{2} = -4.10^{-8}$ C đặt cách nhau 10 cm trong không khí. Hãy tìm các điểm mà tại đó cường độ điện trường bằng không. Tại các điểm đó có điện trường không?

Để $\overrightarrow{E} = 0$ thì $\overrightarrow{E_{1M}}$ = - $\overrightarrow{E_{2M}}$ trong đó $\overrightarrow{E_{1M}}$ và $\overrightarrow{E_{1M}}$ lần lượt là các vecto cường độ điện trường gây ra bởi hai điện tích q₁  và q_{2 .}

$\Rightarrow $ $\overrightarrow{E_{1M}}$, $\overrightarrow{E_{2M}}$ cùng phương, ngược chiều.

$\Rightarrow $ M nằm trên đường thẳng nối 2 điện tích điểm, nằm bên ngoài và lệch về phía A (hình).

$\Rightarrow $ $k.\frac{q_{1}}{r_{1}^{2}}$ = $k.\frac{q_{2}}{r_{2}^{2}}$.

$\Leftrightarrow $ $\left | \frac{q_{1}}{q_{2}} \right | = (\frac{x}{d + x})^{2} = \frac{3}{4}$.

$\Leftrightarrow $ x = 64,6 (cm).

Giải câu 13: Hai điện tích điểm A và B cách nhau...

Hai điện tích điểm A và B cách nhau 5cm trong chân không có hai điện tích $q_{1} = +16.10^{-8}$ C và $q_{2} = - 9.10^{-8}$ C. Tính cường độ điện trường tổng hợp và vẽ vectơ cường độ điện trường tại điểm C nằm cách A một khoảng 4cm và cách B một khoảng 3cm.

Vì tam giác ABC vuông tại C, nên $\overrightarrow{E}$ có phương, chiều như hình vẽ

Độ lớn của vecto cường độ điện trường do hai điện tích gây ra tại C là:

$E_{1} = k.\frac{q_{1}}{r_{1}^{2}} = 9.10^{9}.\frac{16.10^{-8}}{(4.10^{-2})^{2}} = 9.10^{5}$. (V/m).

$E_{2} = k.\frac{q_{2}}{r_{2}^{2}} = 9.10^{9}.\frac{-9.10^{-8}}{(3.10^{-2})^{2}} = 9.10^{5}$ (V/m).

Độ lớn của vecto cường độ điện trường tại C là: $E = \sqrt{\overrightarrow{E_{1}}^{2} + \overrightarrow{E_{2}}^{2}} = \sqrt{2}E_{1} = 9\sqrt{2}.10^{5}$ (V/m).