Xem mẫu
- ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP. HỒ CHÍ MINH
VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 2
ĐIỆN & TỪ
- ĐIỆN TRƯỜNG TĨNH
CHƯƠNG I:
TRONG CHÂN KHÔNG
ĐIỆN TÍCH
I.
ĐỊNH LUẬT COULOMB
II.
ĐIỆN TRƯỜNG
III.
ĐIỆN THẾ
IV.
LƯỠNG CỰC ĐIỆN
V.
ĐIỆN THÔNG-ĐỊNH LÝ GAUSS
VI.
ỨNG DỤNG ĐỊNH LÝ GAUSS
VII.
- I. ĐIỆN TÍCH
• Có 2 loại:
+ Điện tích âm () và điện tích dương (+)
+ Hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, ngược
dấu sẽ hút nhau.
+ Gọi q là điện tích của 1 vật nào đó thì ta nói
điện tích của vật q=ne
n: số điện tích có trong vật, e=1,60x1019C
- I. ĐIỆN TÍCH
+ Gọi n1: số điện tích + Trong một vật nào đó
n2: số điện tích –
=> q=(n1n2)e
+ Nếu n1=n2 =>q=0: Vật trung hòa điện tích
+ Nếu n1≠n2 =>q≠0: Vật mang điện
- II. ĐỊNH LUẬT COULOMB
+Phương: đường nối 2 điện tích
+Chiều: Lực đẩy: 2 điện tích cùng dấu
Lực hút: 2 điện tích trái dấu
+Độ lớn:
r
qq F21 F12
F = k 1 22 (N )
r
q1 q2
9 Nm
2
1 q1.q2>0
k = 9.10 2 =
C 4πε
0
F21 F12
q1 q2
q1.q2
- II. ĐỊNH LUẬT COULOMB
+Nếu điện tích phân bố liên tục:
q 0 dq r
dF = k 2
Áp dụng định luật coulomb ta có:
rr
q dq
∫r
F= dF
k 0 2 er
r
(C )
q0
dq
- III. ĐIỆN TRƯỜNG
Là môi trường đặc trưng cho sự tương tác giữa các
•
điện tích với nhau.
1. Cường độ điện trường E
Xét điện trường gây ra bởi điện tích điểm q, đặt điện tích thử qt
trong vùng điện trường này
r
qq
Ta có: F = k t er
F
q qt
r2
Biểu thức điện
q
hay: F = qt k 2 er trường
r
q F V
F = qt E
E = k 2 er
Đặt thì E=
r qt m
- III. ĐIỆN TRƯỜNG
q
E = k 2 er
r
Vậy:
Chỉ phụ thuộc:
E
+ Điện tích q
+ Khỏang cách từ q đến điểm khảo sát
- III. ĐIỆN TRƯỜNG
2. Tính cường độ điện trường
Cho một điện tích điểm
a.
n
E = ∑ Ei
M
r1
q1
r2
i =1
q2
rn
qn
- III. ĐIỆN TRƯỜNG
b. Cho đường phân bố điện tích liên tục
Mật độ điện dài λ : lượng điện tích có trên 1 đơn vị chiều dài:
∆q dq
λ = lim =
∆s ds dF
λ
∆s → 0
dq
dE = k 2 er = k λds er
r
r q0
r2 dq
λds
Đây là phương trình cơ
E = ∫ k 2 er bản
r
(c)
(c)
- III. ĐIỆN TRƯỜNG
c. Cho một mặt phẳng phân bố điện tích đều.
Mật độ mặt σ : lượng điện tích có trong một đơn vị diện tích
()
dq C
σ= 2
ds m
σds
dq M
dE = k 2 e r = k 2 e r r dE
dq
r r
σds
E = ∫ k 2 er ds
(S) r σ
- III. ĐIỆN TRƯỜNG
c. Cho một khối phân bố điện tích.
Mật độ điện khối: là mật độ điện tích có trong một đơn vị thể tích.
()
dq C
ρ= ⇒ dq = ρdv
m3
dv
M
r dE
∫)ρdv
⇒q=
(
V
dq = ρdv = ρ 4πr 2 dr
R
⇒ q = ρ 4π ∫ r 2 dr
0
ρdv
ρdv
dq
dE = k 2 e r = k 2 e r E = ∫ k 2 er
hay
r r r
v
- III. ĐIỆN TRƯỜNG
3. Đường sức của điện trường
Đường sức của iện trường là một đường cong sao cho nó tiếp
đ
xúc với vectơ tại mọi điểm
E
Tính chất:
Mật độ đường sức biểu thị sức mạnh của điện trường. Mật độ dày thì
–
điện trường sẽ lớn.
Hai đường sức không bao giờ cắt nhau
E – Đường sức xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm (hayơ ̉
E
vô cùng).
– Không phải là đường cong khép kín
– Đường sức của một hệ nếu ở khoảng cách xa thì xem như đường sức
của một điện tích điểm với điện tích của hệ tập trung tại tâm của hệ điện
tích đó.
– Có tính chất đối xứng.
- III. ĐIỆN TRƯỜNG
3. Đường sức của điện trường
Đường sức của điện tích Đường sức của điện tích
điểm dương điểm âm
- III. ĐIỆN TRƯỜNG
3. Đường sức của điện trường
Đường sức của 2 điện tích
- IV. ĐIỆN THẾ
1. Công của lực điện trường
Môt điện tich Q đặt trong không gian, gây ra xung quanh no một điện
̣ ́ ́
trương. Xet Một điện tich thử q đặt trong điện trường nay
̀ ́ ́ ̀
Điên tich q se chiu tac dung cua lực điện trường cua Q: F = qEQ
• ̣́ ̃ ̣ ́ ̣ ̉ ̉
Khi q di chuyên từ A đến B trong điện trường thi lực điện se thức
• ̉ ̀ ̃
hiên một công A.
̣
Công cua lực điện trường khi q di chuyển từ A đến B la:
• ̉ ̀
B u uu
B u uu
A = ∫ F .ds => A = q ∫ E.ds
B
A A
F u uu
u uu
B B
( ) ( )
Q
A = q ∫ E.ds.cos E , dr = q ∫ k 2 .ds.cos E , ds
rB
ds
r
A A
r
1 1
B
Q
A rA
A = q∫ k .dr = kqQ − ÷
r2 rA rB
A
- IV. ĐIỆN THẾ
Công của lực điện trường
1.
Vây ta có công lực điên khi q di chuyên từ A đên B la:
̣ ̣ ̉ ́ ̀
Q Q
= q −
AA→ B ÷
4πε 0 rA 4πε 0 rB
Kêt qua nay chứng to công cua lực điện trường không phu thuộc
• ́ ̉̀ ̉ ̉ ̣
vao hinh dang qui đao đường đi ma chi phu thuộc vao vi tri điểm
̀ ̀ ̣ ̣̃ ̀ ̉ ̣ ̀ ̣́
đâu va điểm cuối cua đường đi.
̀ ̀ ̉
• Nêu đường đi la khep kin thi lực điện trường không sinh công.
́ ̀ ́ ́ ̀
r1=r2 =>A=0 hay ∫) Fds = 0 ⇔ (∫)QEds = 0
(c c
⇔ ∫ Eds = 0 Trường thế
- IV. ĐIỆN THẾ
2. Thế năng điện
Q Q
AA→ B
Tư phần công cua lực điện trường ta co: = q −
̀ ̉ ́ ÷
4πε 0 rA 4πε 0 rB
AA→ B = −∆W = WA − WB
Q
Hai biêu thức nay cho ta một cach logic đặt : WA = + hangso
̉ ̀ ́
4πε 0 rA
Q
WB = + hangso
4πε 0 rB
• Goi la thế năng điện tai điểm A va B trong điện trường do điện tich
̣̀ ̣ ̀ ́
điêm Q gây ra.
̉
• Thông thương ta chon gốc thế năng ở vô cung bằng không, hay điện
̀ ̣ ̀
thê cua mặt đất bằng không.
́̉
Q
Chú ý: = q
AA→∞ ÷
4πε 0 rA
- IV. ĐIỆN THẾ
2. Thế năng điện
Nếu có một hệ điện tích điểm thì thế năng điện :
qi
W = Q∑ k M2
ri
q1
ds
q2
Q
qn
M1
- IV. ĐIỆN THẾ
3. Điện thế M
r
qt
Xét tỉ số: W q q
=
q t 4πε 0 r
=> Chỉ phụ thuộc q,r: Gọi là điện thế tại điểm M
Ký hiệu: Đơn vị điện thế trong hệ SI: Volt
W q
V= =k = const
qt r
Thế năng điện: q: điện tích tại điểm có điện thế V
W = qV
Xét 2 vị trí có điện thế V1 & V2: Công để điện tích di chuyển từ V1>V2:
A = q(V1 − V2 )
q
V2
V1
U = V1 − V2
Và :Hiệu điện thế
nguon tai.lieu . vn