Lý thuyết Điện trường và cường độ điện trường. Đường sức điện hay, chi tiết nhất - Vật Lí lớp 11

Lý thuyết Điện trường và cường độ điện trường. Đường sức điện hay, chi tiết nhất

Tài liệu Lý thuyết Điện trường và cường độ điện trường. Đường sức điện hay, chi tiết nhất Vật Lí lớp 11 sẽ tóm tắt kiến thức trọng tâm về Điện trường và cường độ điện trường. Đường sức điện từ đó giúp học sinh ôn tập để nắm vứng kiến thức môn Vật Lí lớp 11.

A. Tóm tắt lý thuyết

1. Điện trường:

Điện trường là một dạng vật chất (môi trường) bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó.

2. Cường độ điện trường:

• Đinh nghĩa: Cường độ điện trường tại 1 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.

trong đó E→ là vecto cường độ điện trường (đơn vị: N/C hoặc V/m)

• Điện trường do điện tích điểm Q gây ra:

• Nguyên lí chồng chất điện trường:

Các điện trường đồng thời tác dụng lực điện lên điện tích q một cách độc lập với nhau và điện tích q chịu tác dụng của từ trường tổng hợp :

Các vecto cường độ điện trường tại một điểm được tổng hợp theo quy tắc hình bình hành.

3. Đường sức điện:

• Định nghĩa: đường sức điện là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó 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.

• Hình dạng của một số đường sức điện

Đường sức điện trong điện trường của 1 điện tích dương

Đường sức điện trong điện trường của 1 điện tích âm

Đường sức điện trong điện trường của 2 điện tích dương cùng độ lớn

Đường sức điện trong điện trường của 1 điện tích dương và 1 điện tích âm cùng độ lớn

• Các đặc điểm của đường sức điện

- 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 những đường không khép kín. Nó đi ra từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm. Trong trường hợp chỉ có 1 điện tích thì các đường sức đi từ điện tích dương ra vô cực hoặc từ vô cực về điện tích âm.

- Số đường sức đi qua một diện tích nhất định đặt vuông góc với đường sức điện tại điểm mà ta đang xét thì tỉ lệ với cường độ điện trường tại điểm đó.

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

B. Kỹ năng giải bài tập

- Xác định điện trường do từng điện tích gây ra tại điểm đang xét.

- Áp dụng nguyên lý chồng chất và quy tắc hình bình hành (nếu cần) để tìm điện trường tổng hợp.

C. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Điện trường là

A. môi trường không khí quanh điện tích.

B. môi trường chứa các điện tích.

C. môi trường bao quanh điện tích, gắn với điện tích và tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó.

D. môi trường dẫn điện

Hướng dẫn:

Chọn C.

Điện trường là môi trường bao quanh điện tích, gắn với điện tích và tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó.

Câu 2: Cường độ điện trường tại một điểm đặc trưng cho

A. thể tích vùng có điện trường là lớn hay nhỏ.

B. điện trường tại điểm đó về phương diện dự trữ năng lượng.

C. tác dụng lực của điện trường lên điện tích tại điểm đó.

D. tốc độ dịch chuyển điện tích tại điểm đó.

Hướng dẫn:

Chọn C.

Cường độ điện trường tại một điểm đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường lên điện tích tại điểm đó.

Câu 3: Véc tơ cường độ điện trường tại mỗi điểm có chiều

A. cùng chiều với lực điện tác dụng lên điện tích thử dương tại điểm đó.

B. cùng chiều với lực điện tác dụng lên điện tích thử tại điểm đó.

C. phụ thuộc độ lớn điện tích thử.

D. phụ thuộc nhiệt độ của môi trường.

Hướng dẫn:

Chọn B.

Véc tơ cường độ điện trường tại mỗi điểm có chiều cùng chiều với lực điện tác dụng lên điện tích thử tại điểm đó.

Câu 4: Nếu khoảng cách từ điện tích nguồn tới điểm đang xét tăng 2 lần thì cường độ điện trường

A. giảm 2 lần.              B. tăng 2 lần.

C. giảm 4 lần.              D. tăng 4 lần.

Hướng dẫn:

Chọn C.

Ta có:

⇒ khi r tăng 2 lần thì E giảm 4 lần.

Câu 5: Đường sức điện cho biết

A. độ lớn lực tác dụng lên điện tích đặt trên đường sức ấy.

B. độ lớn của điện tích nguồn sinh ra điện trường được biểu diễn bằng đường sức ấy.

C. độ lớn điện tích thử cần đặt trên đường sức ấy.

D. hướng của lực điện tác dụng lên điện tích điểm đặt trên đường sức ấy.

Hướng dẫn:

Chọn D.

Đường sức điện cho biết hướng của lực điện tác dụng lên điện tích điểm đặt trên đường sức ấy.

Câu 6: Trong các nhận xét sau, nhận xét nào không đúng với đặc điểm đường sức điện?

A. Các đường sức của cùng một điện trường có thể cắt nhau.

B. Các đường sức của điện trường tĩnh là đường không khép kín.

C. Hướng của đường sức điện tại mỗi điểm là hướng của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó.

D. Các đường sức là các đường có hướng.

Hướng dẫn:

Chọn A.

Tại mỗi điểm trong điện trường chỉ vẽ được duy nhất 1 đường sức điện đi qua nó nên các đường sức điện của điện trường không thể cắt nhau.

Câu 7: Điện trường đều là điện trường mà cường độ điện trường của nó

A. có hướng như nhau tại mọi điểm.

B. có hướng và độ lớn như nhau tại mọi điểm.

C. có độ lớn như nhau tại mọi điểm.

D. có độ lớn giảm dần theo thời gian.

Hướng dẫn:

Chọn B.

Điện trường đều là điện trường mà cường độ điện trường của nó có hướng và độ lớn như nhau tại mọi điểm.

Câu 8: Đặt một điện tích thử - 1μC tại một điểm, nó chịu một lực điện 1mN có hướng từ trái sang phải. Cường độ điện trường có độ lớn và hướng là

A. 1000 V/m, từ trái sang phải.

B. 1000 V/m, từ phải sang trái.

C. 1V/m, từ trái sang phải.

D. 1 V/m, từ phải sang trái.

Hướng dẫn:

Chọn B.

Do điện tích thử mang điện âm ⇒ E→ ngược chiều F→ ⇒ cường độ điện trường có hướng từ phải sang trái.

Độ lớn cường độ điện trường là:

Câu 9: Tại một điểm có 2 cường độ điện trường thành phần vuông góc với nhau và có độ lớn là 3000 V/m và 4000V/m. Độ lớn cường độ điện trường tổng hợp là

A. 1000 V/m.              B. 7000 V/m.

C. 5000 V/m.              D. 6000 V/m.

Hướng dẫn:

Chọn C.

Do 2 điện trường thành phần vuông góc nhau nên:

Câu 10: Có một điện tích Q = 5. 10^-9 C đặt tại điểm A trong chân không. Cường độ điện trường tại điểm B cách A một khoảng 10 cm

A. 4500 N/C              B. 4000 N/C

C. 3500 N/C              D. 3000 N/C

Hướng dẫn:

Chọn A.

Cường độ điện trường tại B là:

Câu 11: Cho hai điện tích q₁ = 4.10^-10C, q₂ = -4.10^-10C đặt tại A và B trong không khí, AB = a = 2 cm. Cường độ điện trường tại điểm N sao cho A, B, N tạo thành tam giác đều là:

A. 6000 N/C              B. 8000 N/C

C. 9000 N/C              D. 10000 N/C

Hướng dẫn:

Chọn C.

Ta có

Cường độ điện trường tại N được biểu diễn như hình.

⇒ E_N→ = E₁→ + E₂→

ABN là tam giác đều và có E₁ = E₂

⇒ E_N = 2.E₁.cos60^o = 9000 (N/C)

Câu 12: Điện trường giữa hai bản của một tụ điện phẳng đặt nằm ngang có cường độ điện trường 4900 V/m. Xác định khối lượng hạt bụi đặt trong điện trường này nếu nó mang điện tích q = 4.10^-10 C và đang ở trạng thái cân bằng. ( lấy g = 10 m/s²)

A. 0,196.10-6 kg              B. 1,96.10-6 kg

C. 1,69. 10-7 kg              D. 0,16.10-7 kg

Hướng dẫn:

Lực điện tác dụng lên điện tích q là: F = qE = 4.10^-10.4900 = 1,96.10^-6N

Trọng lực tác dụng lên hạt bụi một lực P = mg.

Hạt bụi đang ở trạng thái cân bằng nên F = P.

⇒ mg = 1,96.10^-6