btvn.vn

Cường độ và đường sức điện trường

Lưu trên thiết bị này
Điện trường · Chọn bài khác

Mô tả tác dụng điện trước khi đặt điện tích thử

Ta có thể mô tả tác dụng điện tại một điểm trước khi đặt điện tích thử vào đó. Đại lượng dùng để mô tả là cường độ điện trường.

Cường độ điện trường và nguyên lí chồng chất

Điện trường truyền tương tác điện. Với điện tích thử q đủ nhỏ: $$\vec F=q\vec E.$$ Chiều E là chiều lực lên điện tích thử dương; điện tích âm chịu lực ngược E. Điện trường của điện tích điểm Q trong chân không có độ lớn $E=k|Q|/r^2$, hướng ra xa Q nếu Q dương, hướng về Q nếu Q âm. Đơn vị N/C hoặc V/m. Đường sức có tiếp tuyến theo E; đường của các điện tích điểm dương hướng ra, âm hướng vào. Các đường không cắt nhau. Khi có nhiều nguồn, $\vec E=\vec E_1+\vec E_2+\cdots$: cộng vectơ, không cộng mọi độ lớn bất kể hướng.

Tách nguồn điện trường khỏi điện tích thử

Bên trái điện tích dương có vectơ điện trường hướng ra; bên phải điện tích âm có vectơ điện trường hướng vào.
Mũi tên minh họa hướng ở cùng khoảng cách quanh mỗi điện tích, không so độ lớn hai nguồn.
Mở hình lớn
Điện tích nguồn Q tạo điện trường tại M. Thay điện tích thử q bằng 2q, lực điện tăng hai lần nhưng E = F/q vẫn như cũ, nếu điện tích thử đủ nhỏ để không làm thay đổi phân bố nguồn. Nếu đổi q từ dương sang âm, lực đổi chiều còn vectơ E do Q tạo ra không đổi. Các mũi tên trong hình mô tả E ở những điểm quanh một điện tích nguồn. Mật độ đường sức là cách biểu diễn độ mạnh tương đối của trường; đường sức không phải dây dẫn hoặc quỹ đạo bắt buộc của một điện tích đang chuyển động.

Ví dụ: tổng hợp hai vectơ điện trường cùng phương

Tại M, hai vectơ điện trường cùng phương, E₁ = 300 N/C sang phải, E₂ = 100 N/C sang trái. Chọn phải dương, E = 300 − 100 = 200 N/C sang phải. Đặt q = −2 μC tại M, độ lớn lực là 0,0004 N và hướng sang trái vì q âm.

Áp dụng

Điện tích âm đặt trong điện trường khác không chịu lực điện theo hướng nào so với điện trường?
Chọn một đáp án

Áp dụng

Hai điện tích dương bằng nhau đặt đối xứng qua trung điểm $M$. Điện trường tổng hợp tại $M$ bằng bao nhiêu?
Chọn một đáp án

Ví dụ: tìm điểm điện trường bằng không

Hai điện tích dương Q₁ = 1 nC, Q₂ = 4 nC đặt tại A, B cách nhau 0,30 m. Giữa A và B, hai vectơ điện trường ngược chiều; ngoài đoạn AB chúng cùng chiều, nên điểm E = 0 nếu có phải ở giữa. Gọi AM = x, BM = 0,30 − x. Điều kiện hai độ lớn bằng nhau: $$\frac{1}{x^2}=\frac{4}{(0,30-x)^2}.$$ Vì các khoảng cách dương, 0,30 − x = 2x, suy ra x = 0,10 m. Điểm này gần điện tích nhỏ hơn. Sau tính cần kiểm hướng: bằng độ lớn nhưng cùng chiều thì không thể triệt tiêu. Nếu hai điện tích trái dấu, điện trường giữa chúng cùng chiều; không tìm E = 0 ở giữa chỉ vì hai khoảng cách bằng nhau. Luôn xét miền và hướng trước khi giải phương trình.

Những điều cần nhớ

Điện trường thuộc nguồn; lực còn phụ thuộc điện tích đặt vào. Tổng hợp theo hướng vectơ.

Đang học