Bài giảng điện tử Vật lý đại cương 4TC

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.41 MB, 13 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

CHƯƠNG 5

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

§1. ĐỊNH LUẬT CULƠNG

1. Một số khái niệm

- Điện tích điểm;

- Tương tác tĩnh điện.

2. Định luật Culông trong

môi trường

ĐIỆN
TRƯỜNG

k = 1/(4



0

) = 9.10

9 Nm

2 /C

2 ,



0

= 8,846.10

-12

C

2 /Nm

2

Định luật 
Culông
Định luật

Culông

Điện trường
Điện trường

Phương pháp 
tổng quát xác

định CĐĐT
Phương pháp 
tổng quát xác

định CĐĐT

Tính chất thế 
của TTĐ
Tính chất thế

của TTĐ
Vectơ điện 
cảm, định lý

O-G
Vectơ điện 
cảm, định lý

O-G

q

Q

q

Q

r

F



F'



F



F'



2 r

Qq

k

F







0

: Hằng số điện



: Hằng số điện

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

§2. ĐIỆN TRƯỜNG

1. Khái niệm điện trường

Định luật 
Culơng
Định luật

Culông

Điện trường
Điện trường

Phương pháp 
tổng quát xác

định CĐĐT

Phương pháp 
tổng quát xác

định CĐĐT

Tính chất thế 
của TTĐ
Tính chất thế

của TTĐ
Vectơ điện 
cảm, định lý

O-G
Vectơ điện 
cảm, định lý

O-G
ĐIỆN
TRƯỜNG

ĐIỆN
TRƯỜNG

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

2. Vectơ cường độ điện trường

- Định nghĩa:

- Đơn vị: V/m

- Ta có

- Ý nghĩa CĐĐT: Là đại lượng đặc trưng cho

điện trường về phương diện tác dụng lực.

E

F

E

F

E

q

F











khi q > 0

khi q < 0

Định luật

Culông
Định luật

Culông

Điện trường
Điện trường

Phương pháp 
tổng quát xác

định CĐĐT
Phương pháp 
tổng quát xác

định CĐĐT

Tính chất thế 
của TTĐ
Tính chất thế

của TTĐ
Vectơ điện 
cảm, định lý

O-G
Vectơ điện 
cảm, định lý

O-G
ĐIỆN
TRƯỜNG

ĐIỆN
TRƯỜNG

là vectơ cường độ điện

trường, là lực điện trường

tác dụng lên điện tích điểm q.

F



</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

§3. PHƯƠNG PHÁP TỔNG QT XÁC ĐỊNH

VECTƠ CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG

1. Cường độ điện trường của điện tích điểm

+ ĐĐ: Tại điểm xét;

+ P: Đường thẳng nối điện tích với điểm xét;

+ C: Hướng ra xa điện tích nếu Q > 0 và hướng vào

điện tích nếu Q < 0;

+ Đl:

Định luật 
Culông

Định luật

Culông

Điện trường
Điện trường

Phương pháp 
tổng quát xác

định CĐĐT
Phương pháp 
tổng quát xác

định CĐĐT

Tính chất thế 
của TTĐ
Tính chất thế

của TTĐ
Vectơ điện 
cảm, định lý

O-G
Vectơ điện 
cảm, định lý

O-G
ĐIỆN

TRƯỜNG

ĐIỆN
TRƯỜNG

2 r

Q

k

q

F

E

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

2. Sử dụng nguyên lý chồng chất điện trường

a) Nhiều điện tích điểm

- Xét từng điện tích điểm: Biểu diễn phương, chiều

trên hình vẽ và tính độ lớn từng vectơ CĐĐT.

- Sử dụng nguyên lý chồng chất điện trường:

Ví dụ: Hình bên biểu diễn chồng chất của 2 vectơ

CĐĐT.

Độ lớn:

E



E



E



Định luật

Culông
Định luật

Culông

Điện trường
Điện trường

Phương pháp 
tổng quát xác

định CĐĐT
Phương pháp 
tổng quát xác

định CĐĐT

Tính chất thế 
của TTĐ
Tính chất thế

của TTĐ
Vectơ điện 
cảm, định lý

O-G
Vectơ điện 
cảm, định lý

O-G

1 2

n

n i

i

E E

E

... E

E











ĐIỆN

TRƯỜNG

ĐIỆN
TRƯỜNG



2 2

1 2

2

1 2

cos ;

(

1 2

)

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

Q > 0

M

b) Vật tích điện

- Chia vật thành những phần tử cực kỳ nhỏ, mỗi

phần mang điện tích rất bé

dQ

. Chúng là những điện

tích điểm có điện tích

dQ.

- Xét điện tích điểm bất kỳ gây ra điện trường vi

phân . Ta xác định phương, chiều và độ lớn của

nó. Về mặt lý thuyết ta có thể làm cho những điện

tích vi phân cịn lại.

- Số vectơ CĐĐT vi phân cực kỳ lớn nên thay vì lấy

tổng bây giờ nguyên lý chồng chất trở thành tích

phân:

Định luật 
Culơng

Định luật

Culông

Điện trường
Điện trường

Phương pháp 
tổng quát xác

định CĐĐT
Phương pháp 
tổng quát xác

định CĐĐT

Tính chất thế 
của TTĐ
Tính chất thế

của TTĐ
Vectơ điện 
cảm, định lý

O-G
Vectơ điện 
cảm, định lý

O-G
ĐIỆN

TRƯỜNG

ĐIỆN
TRƯỜNG

Ob.

E







dE



dE



</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

§5. TÍNH CHẤT THẾ

CỦA TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN

1. Công của lực tĩnh điện

Định luật 
Culông
Định luật 
Culông
Điện trường
Điện trường
Phương pháp 
tổng quát xác

định CĐĐT
Phương pháp 
tổng quát xác

định CĐĐT

Tính chất thế 
của TTĐ
Tính chất thế

của TTĐ
Vectơ điện 
cảm, định lý

O-G
Vectơ điện 
cảm, định lý

O-G
ĐIỆN
TRƯỜNG
ĐIỆN
TRƯỜNG





N

M

N

M

N

M

MN

dA

F

d

s

q

E

d

s

A





s

d



+ Công của lực tĩnh điện khi

dịch chuyển điện tích khơng

phụ thuộc dạng đường đi, chỉ

phụ thuộc vào điểm đầu và

điểm cuối của đường đi đó.

+ Trường tĩnh điện là trường

lực thế (có thế năng).

+ Nếu đường cong dịch

chuyển là kín:

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

2. Định nghĩa điện thế

V

M

là điện thế tại M,

A

MO

là cơng dịch chuyển

điện tích q từ M về gốc O.

- Đơn vị: V (vôn)

- Ý nghĩa: Điện thế là đại lượng đặc trưng cho điện

trường về phương diện dự trữ năng lượng.

- Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N:

ở đây A

MN

là công dịch chuyển điện tích q từ M đến

N.

Định luật 
Culơng
Định luật

Culơng

Điện trường
Điện trường

Phương pháp 
tổng quát xác

định CĐĐT
Phương pháp 
tổng quát xác

định CĐĐT

Tính chất thế 
của TTĐ
Tính chất thế

của TTĐ
Vectơ điện 
cảm, định lý

O-G
Vectơ điện 
cảm, định lý

O-G
ĐIỆN
TRƯỜNG

ĐIỆN
TRƯỜNG

MN

M

N

A

U

V

q

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

3. Các biểu thức xác định điện thế trong điện

trường

-

Điện tích điểm: Chọn gốc ở vô cùng

V

M

= kQ/r

M

ở đây r

M

là khoảng cách từ điểm xét M đến điện tích (m).

Lưu ý: Tuyệt đối không dùng trị tuyệt đối cho Q khi tính V.

- Liên hệ dạng tích phân

Định luật

Culông
Định luật

Culông

Điện trường
Điện trường

Phương pháp 
tổng quát xác

định CĐĐT
Phương pháp 
tổng quát xác

định CĐĐT

Tính chất thế 
của TTĐ
Tính chất thế

của TTĐ
Vectơ điện 
cảm, định lý

O-G

Vectơ điện 
cảm, định lý

O-G
ĐIỆN
TRƯỜNG

ĐIỆN
TRƯỜNG

MN

M N

kqQ kqQ

A

r







N N N

MN

M M M

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

§8. TRẠNG THÁI CÂN BẰNG TĨNH ĐIỆN

1. Định nghĩa

2. Điều kiện

Điện dung

của tụ điện
Điện dung 
của tụ điện

Năng lượng 
trường TĐ
Năng lượng

trường TĐ

Vật dẫn (VD) ở trạng thái CBTĐ khi các điện tích của nó

khơng có chuyển động định hướng.

- Bên trong VD, vectơ cường độ điện trường phải bằng 0.

- Tại điểm nào đó trên bề mặt VD, vectơ cường độ điện

trường phải vng góc với bề mặt tại điểm đó.

3. Tính chất

- Tồn bộ vật dẫn là khối đẳng thế.

- Nếu VD tích điện, điện tích chỉ phân bố trên bề mặt của

nó.

- Với VD rỗng, điện trường bên trong phần rỗng bằng 0.

Trạng thái

cân bằng 
tĩnh điện
Trạng thái

cân bằng 
tĩnh điện

ĐIỆN
TRƯỜNG

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

Trạng thái 
cân bằng 
tĩnh điện
Trạng thái

cân bằng 
tĩnh điện

§9. ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN

1. Tụ điện

2. Điện dung của tụ điện

* Ý nghĩa điện dung của tụ điện

- Đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện.

Q

C

U



d

S

C





Với tụ điện phẳng:

Điện dung 
của tụ điện

Năng lượng 
trường TĐ
Năng lượng

trường TĐ
ĐIỆN
TRƯỜNG

ĐIỆN

TRƯỜNG

S

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

§10. NĂNG LƯỢNG TRƯỜNG TĨNH ĐIỆN

3. Năng lượng hệ điện tích điểm

2. Năng lượng vật dẫn ở trạng thái cân bằng tĩnh điện

Với hệ n điện tích điểm q

1

, q

2

, ..., q

n

với V

i

là điện thế do các điện tích điểm khác gây ra tại q

i





n
i

i
i

e

q

V

W

2

1

2

e

W



QV

Q là điện tích của VD (C), V là điện thế của VD.(V)

1. Năng lượng của tụ điện

Q là điện tích của tụ (C), C là điện dung của tụ (F) và U là

hiệu điện thế giữa hai bản tụ (V).

2

1

2

1 CU

QU

W

e



Trạng thái 
cân bằng 
tĩnh điện
Trạng thái

cân bằng 
tĩnh điện

Điện dung 
của tụ điện

Năng lượng 
trường TĐ
Năng lượng

trường TĐ
ĐIỆN
TRƯỜNG

</div>

Bài giảng điện tử Vật lý đại cương 4TC

<b>CHƯƠNG 5</b>

<b>§1. ĐỊNH LUẬT CULƠNG</b>

<b>1. Một số khái niệm</b>

<b>- Điện tích điểm;</b>

- Tương tác tĩnh điện.

<b>2. Định luật Culông trong</b>

<b> môi trường</b>

<i>k = 1/(4</i>



<sub>0</sub>

) = 9.10

9

Nm

2

/C

2

,



<sub>0</sub>

= 8,846.10

-12

C

2

/Nm

2

<i>q</i>

<i>Q</i>

<i>q</i>

<i>Q</i>

<i>r</i>

<i>F</i>



<i>F'</i>



<i>F</i>



<i>F'</i>



2

<i>r</i>

<i>Qq</i>

<i>k</i>

<i>F</i>







<sub>0</sub>

: Hằng số điện



: Hằng số điện

<b>§2. ĐIỆN TRƯỜNG</b>

<b>1. Khái niệm điện trường</b>

<b>2. Vectơ cường độ điện trường</b>

<b>- Định nghĩa:</b>

<b>- Đơn vị: V/m</b>

- Ta có

- Ý nghĩa CĐĐT: Là đại lượng đặc trưng cho

điện trường về phương diện tác dụng lực.

<i>E</i>

<i>F</i>

<i>E</i>

<i>F</i>

<i>E</i>

<i>q</i>

<i>F</i>





















<i>khi q > 0</i>

<i>khi q < 0</i>

là vectơ cường độ điện

trường, là lực điện trường