Lý thuyết Điện trường (Chân trời sáng tạo 2024) Vật lí 11

Lý thuyết Vật Lí lớp 11 Bài 12: Điện trường

A. Lý thuyết Điện trường

1. Cường độ điện trường

Khái niệm điện trường

Điện trường là dạng vật chất bao quanh điện tích và truyền tương tác giữa các điện tích. Tính chất cơ bản của điện trường là tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó.

Cường độ điện trường

- Cường độ điện trường do điện tích Q sinh ra tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho điện trường về mặt tác dụng lực tại điểm đó. Đây là một đại lượng vecto và được xác định bởi biểu thức: $\overrightarrow{E}=\frac{\overrightarrow{F}}{q}$

Với $\overrightarrow{F}$ là lực do điện tích Q tác dụng lên một điện tích q đặt tại điểm đó.

Đơn vị cường độ điện trường là vôn trên mét (V/m).

- Độ lớn của cường độ điện trường là: $E=\frac{F}{q}$

2. Cường độ điện trường của điện tích điểm

Cường độ điện trường gây ra bởi điện tích điểm

Cường độ điện trường của một điện tích điểm: Q > 0 và Q < 0

Cường độ điện trường do điện tích điểm Q gây ra tại một điểm M cách điện tích một đoạn r trong chân không có phương nằm trên đường thẳng nối điện tích và điểm M, có chiều hướng ra xa điện tích nếu Q > 0 và hướng lại gần điện tích nếu Q < 0, có độ lớn là

$E=k\frac{\left|Q\right|}{r^2}$

Lưu ý:

- Cường độ điện trường do điện tích Q gây ra tại một điểm trong môi trường điện môi sẽ giảm e lần so với điểm trong chân không: $E=k\frac{\left|Q\right|}{\epsilon r^2}$

- Xét hệ có n điện tích điểm Q1, Q2, …,Qn. Cường độ điện trường do mỗi điện tích điểm gây ra tại điểm M là $\overrightarrow{E_1};\overrightarrow{E_2};...;\overrightarrow{E_n}$. Khi đó, cường độ điện trường tổng hợp tại điểm M là: $\overrightarrow{E_m}=\overrightarrow{E_1}+\overrightarrow{E_2}+...+\overrightarrow{E_n}$

3. Đường sức điện

Điện phổ

Hình ảnh của điện phổ

Khái niệm đường sức điện

Đường sức điện là đường mô tả điện trường sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm bất kì trên đường cũng trùng với phương của vecto cường độ điện trường tại điểm đó.

Đường sức điện có các đặc điểm sau:

+ Tại mỗi điểm trong điện trường chỉ có một đường sức điện đi qua. Số lượng đường sức điện qua một đơn vị diện tích vuông góc với đường sức tại một điểm trong không gian đặc trưng cho độ mạnh yếu của điện trường tại điểm đó.

+ Các đường sức điện là những đường cong không kín. Đường sức điện phải bắt đầu từ một điện tích dương (hoặc ở vô cực) và kết thức ở một điện tích âm (hoặc ở vô cực).

Khái niệm điện trường đều

Điện trường đều là điện trường có vecto cường độ điện trường tại mọi điểm đều bằng nhau. Điện trường đều có các đường sức điện song song, các đều nhau.

B. Trắc nghiệm Điện trường

Câu 1. Tại một điểm có 2 cường độ điện trường thành phần vuông góc với nhau và có độ lớn là 6000 V/m và 8000V/m. Độ lớn cường độ điện trường tổng hợp là

A. 10000 V/m.

B. 7000 V/m.

C. 5000 V/m.

D. 6000 V/m.

Câu 2. Một điện tích - 2.10-6 C đặt trong chân không sinh ra điện trường tại một điểm cách nó 1m có độ lớn và hướng là

A. 18000 V/m, hướng về phía nó.

B. 18000 V/m, hướng ra xa nó.

C. 9000 V/m, hướng về phía nó.

D. 9000 V/m, hướng ra xa nó.

Câu 3. Một điện tích 2.10-6 C đặt trong chân không sinh ra điện trường tại một điểm cách nó 1m có độ lớn và hướng là

A. 18000 V/m, hướng về phía nó.

B. 18000 V/m, hướng ra xa nó.

C. 9000 V/m, hướng về phía nó.

D. 9000 V/m, hướng ra xa nó.

Câu 4. Cho 2 điện tích điểm q1 = 5.10-9 C; q2 = 5.10-9 C lần lượt đặt tại 2 điểm A, B cách nhau 10 cm trong chân không. Xác định cường độ điện trường tại điểm M nằm tại trung điểm của AB ?

A. bằng 0.

B. 9000 V/m hướng về phía điện tích dương.

C. 9000 V/m hướng về phía điện tích âm.

D. 9000 V/m hướng vuông góc với đường nối hai điện tích.

Câu 5. Cho 2 điện tích điểm q1 = 5.10-9 C; q2 =5.10-9 C lần lượt đặt tại 2 điểm A, B cách nhau 10 cm trong chân không. Xác định cường độ điện trường tại điểm M nằm tại trung điểm của AB ?

A. 9000 V/m hướng về phía điện tích dương.

B. 9000 V/m hướng về phía điện tích âm.

C. bằng 0.

D. 9000 V/m hướng vuông góc với đường nối hai điện tích.

Câu 11. Trong chân không đặt cố định một điện tích điểm Q=2⋅10−13C. Cường độ điện trường tại một điểm M cách Q một khoảng 2 cm có giá trị bằng

A. 2,25 V / m.

B. 4,5 V / m.

C. 2,25.10−4 V/m.

D. 4,5⋅10−4 V/m.

Câu 12. Trong chân không đặt cố định một điện tích điểm Q. Một điểm M cách Q một khoảng r. Tập hợp những điểm có độ lớn cường độ điện trường bằng độ lớn cường độ điện trường tại M là

A. mặt cầu tâm Q và đi qua M.

B. một đường tròn đi qua M.

C. một mặt phẳng đi qua M.

D. các mặt cầu đi qua M.