Lý thuyết Điện trường - Vật Lí 11 Cánh diều

BÀI 2. ĐIỆN TRƯỜNG

I. Khái niệm điện trường

- Điện trường là trường được tạo ra bởi điện tích, là dạng vật chất tồn tại quanh điện tích và truyền tương tác giữa các điện tích.

- Tính chất cơ bản của điện trường là tác dụng lực lên điện tích đặt trong nó.

II. Cường độ điện trường

1. Định nghĩa

\(\overrightarrow E  = \frac{{\overrightarrow F }}{q}\)

- Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng vecto có phương và chiều là phương chiều của lực điện tác dụng lên điện tích thử q dương, có độ lớn bằng thương số giữa độ lớn của lực điện tác dụng lên một điện tích dương đặt tại điểm đang xét và độ lớn của điện tích đó.

- Với điện tích điểm có giá trị Q, đặt trong chân không, độ lớn của cường độ điện trường là

\(E = \frac{F}{q} = k\frac{{\left| Q \right|}}{{{r^2}}}\)

2. Đơn vị đo cường độ điện trường

Đơn vị đo cường độ điện trường là vôn trên mét, kí hiệu là V/m.

III. Đường sức điện trường

1. Điện phổ

- Hình ảnh của các đường hạt bột cho ta hình ảnh của điện phổ của hai bản song song tích điện hoặc của một đầu thanh kim loại tích điện.

- Giải thích: do các hạt bột đã bị nhiễm điện và nằm dọc theo những đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm trùng với phương của cường độ điện trường tại đó.

2. Đường sức điện

Đường sức điện là đường được vẽ trong điện trường sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm bất kì trên đường trùng với phương của cường độ điện trường tại điểm đó. Hướng của đường sức điện tại một điểm là hướng của cường độ điện trường tại điểm đang xét.

IV. Điện trường đều

1. Định nghĩa

Điện trường đều là điện trường có cường độ điện trường tại mọi điểm đều bằng nhau.

Đường sức của điện trường đều là những đường thẳng song song cách đều nhau.

2. Điện trường giữa hai bản phẳng song song

Cường độ điện trường giữa hai bản phụ thuộc vào hai đại lượng:

- Hiệu điện thế U giữa hai bản. Hiệu điện thế càng cao thì điện trường càng mạnh, E tỉ lệ thuận với U.

- Khoảng cách d giữa hai bản. Khoảng cách giữa hai bản càng lớn thì điện trường càng yếu, E tỉ lệ nghịch với d.

Xét về mặt độ lớn thì ta có biểu thức: \(E = \frac{U}{d}\)

3. Điện tích chuyển động trong điện trường đều

- Một electron bay theo phương ngang vào khoảng không gian giữa hai bản song song tích điện trái dấu, điện trường đều ở khoảng không gian giữa hai bản tác dụng lên electron một lực điện không đổi, hướng từ bản âm sang bản dương.

- Chuyển động của electron gần giống như chuyển động của vật được ném ngang trong trường hấp dẫn của Trái Đất. Đều có dạng quỹ đạo là dạng parabol.

- Ứng dụng của chuyển động của electron trong khoảng không gian giữa hai bản cực song song tích điện, ví dụ như trong ống phóng điện tử của các máy hiện sóng.

- Từ bộ phát, chùm electron được tăng tốc bằng một hiệu điện thế lớn, chúng đi qua các cặp bản song song: một căng bản nằm ngang, một cặp bản thẳng thứng. Khi đặt dác hiệu điện thế thích hợp vào hai cặp bản đó, ta có thể điều khiển chùm electron đập vào vị trí xác định trên màn huỳnh quang.

Sơ đồ tư duy về “Điện trường”