Kho tàng tài liệu học tập phong phú.

Vật lí 11 Chân trời sáng tạo Ôn tập chương 3: Điện trường

1.1. Các loại điện tích

– Điện tích được phân thành 2 loại: điện tích dương và diện tích âm.

– Các diện tích cùng đầu thì đẩy nhau, trái dấu thi hút nhau. Đơn vị đo diện tích là culông (C).

1.2. Định luật Coulomb

– Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn các điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng

\(F = k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{{r^2}}}\)

Trong đó k là hằng số phụ thuộc vào cách chọn đơn vị của các đại lượng: q1, q2 là các giá trị đại số của hai điện tích.

Trong hệ đơn vị SI, 

\(k = \frac{1}{{4\pi {\varepsilon _0}}} = {9.10^9}\frac{{N{m^2}}}{{{C^2}}}\) 

với \({\varepsilon _0} = 8,{85.10^{ – 12}}\frac{{{C^2}}}{{N{m^2}}}\) là hằng số điện

1.3. Điện trường – cường độ điện trường

a. Khái niệm điện trường

– Điện trường là dạng vật chất bao quanh điện tích và truyền tương tác giữa các điện tích. Tính chất cơ bản của điện trường là tác dụng lực lên các điện tích khác đặt trong nó

b. Cường độ điện trường

– Cường độ điện trường do điện tích Q sinh ra tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho điện trường về mặt tác dụng lực tại điểm đó. Đây là một đại lượng véc tơ và được xác định bởi biểu thức

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

Với \({\vec F}\) là lực do điện tích Q tác dụng lên một điện tích q đặt tại điểm đó.

– Đơn vị: Niu tơn trên Cu lông (N/C), Vôn trên mét (V/m)

c. Cường độ điện trường của điện tích điểm

– Cường độ điện trường do điện tích điểm Q gây ra tại một điểm M cách điện tích một đoạn r trong chân không có phương nằm trên đường thẳng nối điện tích và điểm M, có chiều hướng ra ca điện tích nếu Q>0 và hướng lại gần điện tích nếu Q<0, có độ lớn là:

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

d. Đường sức điện

 Đường sức điện là đường mô tả điện trường sao cho tiếp tuyến tại một điểm bất kì trên đường cũng trùng với phương của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó

– Đặc điểm:

+ Tại mỗi điểm trong điện trường chỉ có một đường sức từ đi qua. Số lượng đường sức điện qua một đơn vị diện tích vuông góc với đường sức tại một điểm trong không gian đặc trưng cho độ mạnh yếu của điện trường tại điểm đó

+ Các đường sức điện là những đường cong không kín. Đường sức điện phải bắt đầu từ một điện tích dương (hoặc ở vô cực) và kết thúc ở một điện tích âm (hoặc ở vô cực)

1.4. Thế năng điện – Điện thế

– Thế năng điện của một diện tích q tại một điểm trong điện trưởng đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường để dịch chuyển diện tích 4 từ điểm đó ra xa vô cùng.

– Điện thế tại một điểm trong điện trưởng là đại lượng đặc trưng cho thế năng điện tại vị trí đó và được xác định bằng công mà ta cần thực hiện để dịch chuyển một đơn vị điện tích dương tử vô cực về điểm đó:

\(VA = \frac{{A{\prime _{\infty A}}}}{q}\)

+ Đơn vị: vôn (V)

– Mối liên hệ giữa cường độ điện trưởng và hiệu điện thế:

\(E = \frac{U}{d}\)

 Với d là khoảng cách giữa hai điểm đang xét trên phương của vecto cường độ điện trường

1.5. Tụ điện – Điện dung

– Tụ điện là một hệ thống hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện. Mỗi vật dẫn được gọi là một bản của tụ điện

– Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện, kí hiệu là C và được xác định bởi công thức

\(C = \frac{Q}{U}\)

– Đơn vị là fara (F)

1.6. Các cách ghép tụ điện

a. Bộ tụ điện ghép nối tiếp

\({\frac{1}{{{C_b}}} = \frac{1}{{{C_1}}} + \frac{1}{{{C_2}}} + … + \frac{1}{{{C_n}}}}\)

b. Bộ tụ điện ghép song song

\({{C_b} = {C_1} + {C_2} + … + {C_n}}\)

1.7. Năng lượng tụ điện

– Năng lượng điện trường được dự trữ bên trong tụ điện

\(W = \frac{1}{2}QU = \frac{1}{2}C{U^2} = \frac{{{Q^2}}}{{2C}}\)