Slide bai giang mon vat ly dai cuong 2 cua tac gia do ngoc uan

TopTaiLieu.Com | Chia S Ti Liu Min Phớ

Bi giảng Vật lý đại cơng
Tác giả: PGS. TS Đỗ Ngọc Uấn
Viện Vật lý kỹ thuật
Trờng ĐH Bách khoa H nội


TopTaiLieu.Com | Chia S Ti Liu Min Phớ

Ti liệu tham khaỏ:
1. Physics Classical and modern
Frederick J.
Keller, W. Edward Gettys,
Malcolm J. Skove
McGraw-Hill, Inc. International Edition 1993.
2. R. P. Feymann
Lectures on introductory Physics
3. I. V. Savelyev
Physics. A general course, Mir Publishers 1981
4. Vật lý đại cơng các nguyên lý v ứng dụng,
tập I, II, III. Do Trần ngọc Hợi chủ biên


TopTaiLieu.Com | Chia Sẻ Tài Liệu Miễn Phí

C¸c trang Web cã liªn quan:
/> />Bμi gi¶ng cã trong trang:

Vμo §μo t¹o ->Bμi gi¶ng VL§CII
load bμi gi¶ng vÒ in thμnh tμi liÖu cÇm tay,

khi nghe gi¶ng ghi thªm vμo!


TopTaiLieu.Com | Chia S Ti Liu Min Phớ

Ti liệu học : Vật lý đại cơng: Dùng cho khối
các trờng ĐH kỹ thuật công nghiệp (LT&BT)
Tập II: Điện, Từ, Dao động & sóng.
ắ Cách học: Lên lớp LT; mang theo ti liệu cầm
tay, nghe giảng, ghi thêm vo ti liệu.
Về nh: Xem lại bi ghi, hiệu chỉnh lại cùng ti
liệu -> Lm bi tập.
Lên lớp BT bắt đầu từ tuần 2: SV lên bảng,
thầy kiểm tra vở lm bi ở nh.
Điểm QT hệ số 0,3 gồm điểm kiểm tra giữa kỳ
+ Điểm chuyên cần; Nếu nghỉ 2,3 buổi trừ 1
điểm, nghỉ 4,5 buổi trừ 2 điểm.


TopTaiLieu.Com | Chia S Ti Liu Min Phớ

Thí nghiệm: Đọc ti liệu TN trớc, kiểm tra
xong mới đợc vo phòng TN, Sau khi đo đợc
số liệu phải trình thầy v đợc thầy chấp nhận.
Đợt 1: từ tuần 3 (22/2/10)
Ti liệu: Liên hệ BM VLDC tầng 2 nh D3.
Hon chỉnh bi ny mới đợc lm tiếp bi sau
Cuối cùng phải bảo vệ TN
Nếu SV không qua đợc TN, không đợc dự
thi.

Thi: 15 câu trắc nghiệm (máy tính chấm) + 2
câu tự luận, rọc phách (thầy ngẫu nhiên chấm)
Mỗi ngời 1 đề . Điểm thi hs 0,7
Điểm quá trình hệ số 0,3.


TopTaiLieu.Com | Chia Sẻ Tài Liệu Miễn Phí

Ch−¬ng 1
Tr−êng tÜnh ®iÖn


TopTaiLieu.Com | Chia S Ti Liu Min Phớ

1. Những khái niệm mở đầu:
Hiện tợng nhiễm điện do cọ xát
Điện tích nguyên tố: điện tử -e=-1,6.10-19C,
me=9,1.10-31kg; Proton: +e, mp=1,67.10-27kg
Mất điện tử nhiễm điện dơng: thuỷ tinh
Nhận điện tử nhiễm điện âm: lụa
Định luật bảo ton điện tích: Tổng đại số điện
tích của hệ cô lập l không đổi.
Phân loại vật: Dẫn điện, điện môi, Bán dẫn ->
các thuyết:
Khí điện tử tự do áp dụng cho kim loại
Lý thuyết vùng năng lợng áp dụng cho TThể


TopTaiLieu.Com | Chia S Ti Liu Min Phớ

2. Định luật Culông

1 | q1q 2 |
F1 = F2 =
4 0 r 2 r

r
E=

q
r
3. Khái niệm về điện trờng,
2
Véc tơ cờng độ điện trờng
r
4
r

0
n r
r
Nguyên lý chồng chất
E = Ei
điện trờng
i =1
r
r
r
p
=

q
l
Lỡng cực điện
e r
r
p
r
EN =

2p e
3
4 0 r

EM =

e

4 0 r

3

4.1. Đờng sức điện trờng
Đặc điểm: Đờng sức của trờng tĩnh điện l các
đờng hở


TopTaiLieu.Com | Chia Sẻ Tài Liệu Miễn Phí

2. §Þnh luËt Cul«ng 2.1. §Þnh luËt Cul«ng
ch©n kh«ng

r
r
r q1q2>0 r trong
r
q
q
r
r12
F10
1
2
12
F20 F20 = k
2
r
q1
q2
r

r
F10

r
r21

q1

q2

q1q2<0 r

r r
q1 F10 F

20

q2

2
C
ε 0 = 8,86.10 −12
Nm 2

H»ng sè ®iÖn m«i

r
F20

r
r
q1q 2 r21
F10 = k 2
r
r
q1q 2
F10 = F20 = k 2
r
2
1
9 Nm
k=

= 9.10
2
4πε 0
C

1 | q1q 2 |
F10 = F20 =
4πε 0 r 2


TopTaiLieu.Com | Chia S Ti Liu Min Phớ

ĐL Culông: Lực tơng tác giữa hai điện tích
có phơng nằm trên đờng nối hai điện tích, l
lực hút nhau nếu hai điện tích trái dấu v đẩy
nhau nếu cùng dấu, có độ lớn tỷ lệ với độ lớn
tích giữa hai điện tích đó v tỷ lệ nghịch với bình
phơng khoảng cách giữa hai điện tích đó
2.2. Định luật Culông trong môi trờng
1 | q1q 2 |
F1 = F2 =
4 0 r 2

- Độ điện thẩm hay hằng số điện môi tỷ đối


☛ §é ®iÖn thÈm hay h»ng sè ®iÖn m«i tû ®èi ε
cña mét sè chÊt:
Ch©n kh«ng 1
Kh«ng khÝ

1,0006
Thuû tinh
5 ÷ 10
H2O
81
DÇu c¸ch ®iÖn 1000
TopTaiLieu.Com | Chia Sẻ Tài Liệu Miễn Phí

☛ Lùc Cul«ng do hÖ ®iÖn tÝch ®iÓm q1, q2, ..., qn
t¸c dông lªn ®iÖn tÝch ®iÓm q0 :
n r
r r r
r
F = F1 + F2 + ... + Fn = ∑ Fi
i =1


TopTaiLieu.Com | Chia S Ti Liu Min Phớ

3. Khái niệm về điện trờng, Véc tơ cờng độ
điện trờng
3.1. Khái niệm về điện trờng:
Tơng tác giữa hai điện tích điểm xảy ra nh
thế no?
Thuyết tác dụng xa: Tức thời, không thông
qua môi trờng no cả ->Sai
Thuyết tác dụng gần: Quanh điện tích có môi
trờng đặc biệt->điện trờng lan truyền với c->
vận tốc tơng tác giới hạn
->điện trờng của điện tích ny tác dụng lực

lên điên tích kia


TopTaiLieu.Com | Chia S Ti Liu Min Phớ

r
3.2. Véc tơ cờng độ điện trờng
q0 F
Định nghĩa:Véc tơ cờng độ điện

trờng tại một điểm l đại lợng
có giá trị bằng lực tác dụng của q r Fr
r
E=
điện trờng lên một đơn vị điện r
q0
tích dơng đặt tại điểm đó
V M r
Thứ nguyên: ( )
r
E
r
m
q
r
Véc tơ cờng độ điện trờng
E=
2
r
gây ra bởi điện tích

điểm
4
r

0
r

r
F=

qq 0 r
2
4 0 r r

|q |
E=
2
4 0 r


TopTaiLieu.Com | Chia Sẻ Tài Liệu Miễn Phí

VÐc t¬ c−êng ®é ®iÖn tr−êng g©y ra bëi hÖ
q
r
2
®iÖn tÝch ®iÓm
F2
q
⊕

1
n r
M
r r r
r
qi ⊕
r
⊕
r
F = F1 + F2 + ... + Fn = ∑ Fi
q
Fi 0 F
r
∑ Fi
n

i =1

r
r
n
n r
r
F
F
E=
= i=1 = ∑ i = ∑ E i
q0
q0
i =1 q 0

i =1

1

n r
r
E = ∑ Ei
i =1

...t¹i M b»ng tæng c¸c vÐc t¬ c−êng ®é ®iÖn
tr−êng g©y ra bëi c¸c ®iÖn tÝch ®iÓm t¹i ®iÓm
®ã
-> nguyªn lý chång chÊt ®iÖn tr−êng


TopTaiLieu.Com | Chia S Ti Liu Min Phớ

Véc tơ cờng độ điện trờng gây ra bởi vật
mang điện tích
dq

r
r
r
dq
r
E=
dE = 40 r 2 r
Ton bộ vật
tbv

dqi

r
r

M r

r
drEi
ri
dE
Trong trờng hợp cụ thể phải xác định phơng
v chiều bằng hình vẽ, tích phân chỉ xác định
giá trị của E
Dây:(C/m)
Mặt:(C/m2) Khối:(C/m3)
dq= dl
dq=
dS
dq=
dV
r
r
r

r
E=

r

dS r r
dV r
dl r E
=
E=
2
2
40 r 2 r
r
r




4
r
4
r
0
0
tbv
tbv
tbv


r
r E2 α
E r
M
E1

TopTaiLieu.Com | Chia Sẻ Tài Liệu Miễn Phí

3.3. ThÝ dô
r
r
•L−ìng cùc ®iÖn p e = q l
r r
r
E = E1 + E 2

r1 r r 2
r
l

E=2E1cosα

q
l
ql
E=2
=
2
3
2
r
4 πε 0 εr1 1 4 πε 0 εr1

-q

r
EN =

2

l
r >> l ⇒ r1 = r +
≈r
4
2

pe
E=
3
4πε 0 εr

r
EM

α

r
⊕q • N
r

2p e
3
4πε 0 εr

p e = ql

r
pe
=−
3
4πε 0 εr

E ~ m«men l−ìng cùc ®iÖn pe


TopTaiLieu.Com | Chia Sẻ Tài Liệu Miễn Phí

•T¸c dông ®iÖn tr−êng ®Òu lªn l−ìng cùc ®iÖn
+q r
r r
r
F r r r r
θ
r μ = l × F = l × qE 0 = q l × E 0
E0
l
r
r
r r
F' -q
μ = pe × E0
μ=qlE0sinθ
•VÐc t¬ c−êng ®é ®iÖn tr−êng g©y ra bëi d©y dÉn
v« h¹n tÝch ®iÖn ®Òu

λdx
E = ∫ dE n = ∫
cos α
2
2
4πε 0 ε( x + r )
+ dq=λdx
tbd
tbd
+ x α M r cos 2 α = r 2 /( x 2 + r 2 ) dx = rdα
dE n
2
cos α
+ r r r
π/2
dE // dE
λ
|λ |
+
E=

∫ cos αdα

4πε 0 εr −π / 2

E=

2πε 0 εr

TopTaiLieu.Com | Chia Sẻ Tài Liệu Miễn Phí

• VÐc t¬ c−êng ®é ®iÖn tr−êng g©y ra bëi ®Üa
dϕ
trßn ph¼ng tÝch ®iÖn ®Òu
r
ϕ
r
d
E
2 r
M
R
E h
dE
dx
x
r
x r
α dE dE=2dE cosα
1
1
h
cos α =

( h 2 + x 2 )1 / 2
dq=σdS=σxdxdϕ
σh
xdxdϕ
E = ∫ dE = ∫

2
2 3 / 2 ®Üa ph¼ng v« h¹n
2
πε
ε
(
h
+
x
)
0
tbd
tbd
π

σh
xdx
dϕ
E=
∫
2
2 3/ 2 ∫
2πε 0 ε 0 ( h + x ) 0
1
σ
E=
(1 −
)
2
2 1/ 2

2ε 0 ε
(1 + R / h )
R

R→∞
σ
E=
2ε 0 ε


TopTaiLieu.Com | Chia S Ti Liu Min Phớ

4. Điện thông
4.1. Đờng sức điện trờng l đờng cong m
tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó trùng với
phơng của véc tơ cờng độ điện trờng tại
điểm đó chiều của đờng sức điện trờng l
chiều của véc tơ cờng độ điện trờng
r
E3

r
E1

Tập hợp đờng sức của
r
E 2 điện trờng = điện phổ

r
E4

TopTaiLieu.Com | Chia S Ti Liu Min Phớ







Đặc điểm: Đờng sức của trờng tĩnh điện l các
đờng hở


TopTaiLieu.Com | Chia Sẻ Tài Liệu Miễn Phí

4.2. Sù gi¸n ®o¹n ®−êng søc
cña ®iÖn tr−êng
NÕu 2ε1 = ε2 gi¸n ®o¹n t¹i
biªn giíi hai m«i tr−êng
=>VÐc t¬ c¶m øng ®iÖn
r
r
D = ε 0 εE

D = ε 0 εE

§iÖn tÝch ®iÓm

r

r
q r
D=
2
4 πr r

|q |
D=
2
4 πr

ε1
ε2

⊕

Thø nguyªn
C/m2


TopTaiLieu.Com | Chia Sẻ Tài Liệu Miễn Phí

dS

4.3. Th«ng l−îng c¶m øng ®iÖn
/®iÖn th«ng
lμ ®¹i l−îng cã ®é lín b»ng sè
®−êng søc vÏ vu«ng gãc qua
diÖn tÝch

r
D

α

r
n dSn
r
r
dS = dS.n

r r
dΦ e = DdS = DdS cos α = D n dS = DdS n

qua diÖn tÝch S
r r
Φ e = ∫ dΦ e = ∫ DdS
S

S

r
n

r
n

mÆt kÝn
r
n

TopTaiLieu.Com | Chia S Ti Liu Min Phớ

5. Định lý ôxtrôgratxki-Gauox (Ô-G)
5.1. Góc khối: góc nhìn một diện tích từ một
r
điểm
r
dS = dS.n
dS
r
O
r

dS
cos
r
d =
d
2
n
r
dScos=dSn
Góc nhìn mặt cầu (pháp tuyến ra):
r
n

r
n

n'
r
Or r
' nn '

dSn
dS cos
=
= 2 = 4
2
r
r
S
S

Góc nhìn mặt cầu
r (pháp tuyến vo):
n

=-4


TopTaiLieu.Com | Chia Sẻ Tài Liệu Miễn Phí

5.2. §iÖn th«ng xuÊt ph¸t tõ ®iÖn tÝch ®iÓm q
r r
§iÖn th«ng qua dS dΦ e = DdS = DdS cos α

|q |

D=
2
4 πr

q
q
dΦ e =
dS cos α =
dΩ
2
4π
4 πr
r
§iÖn tÝch ®iÓm q trong mÆt kÝn S
dS
q
r
Φ e = ∫ dΦ e =
d
Ω
=
q
n
∫
4
π
S
S

q

§iÖn tÝch ®iÓm q ngoμi mÆt kÝn S
q
Φe =
( ∫ dΩ + ∫ dΩ )
4π S
S2
1
q
=
( ΔΣ − ΔΣ ) = 0
4π

r
n

S2
q
ΔΣ

r
n

S1


TopTaiLieu.Com | Chia S Ti Liu Min Phớ

5.3.Định lý ôxtrôgratxki-Gauox (Ô-G)
Điện thông qua mặt kín bất kỳ bằng tổng đại số

các điện tích chứa trong mặt kín ấy:
r r
qi Tổng đại số (dấu
e = DdS = q i
của
điện
tích)
i
S
5.4. Dạng vi phân định lý ôxtrôgratxki-Gauox
r r
r
r D x D y D z
DdS = divDdV divD = x + y + z
S
V

q i = dV
i

V

r
= divD

Phơng trình Poisson (Poát Xông)