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

- 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).

- 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

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)

– 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

- 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)

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

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

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

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

Ví dụ 1: Nhận định nào sau đây không đúng về đường sức của điện trường gây bởi điện tích điểm + Q?

A. là những tia thẳng.

B. có phương đi qua điện tích điểm.

C. có chiều hướng về phía điện tích.

D. không cắt nhau.

Hướng dẫn giải

Đường sức điện có chiều đi ra từ điện tích dương

Đáp án C

Ví dụ 2: Hai đầu tụ có điện dung là 20μF thì hiệu điện thế là 5V thì năng lượng tích được là:

A. 0,25mJ.      

B. 500J.      

C. 50mJ.      

D. 50μJ.

Hướng dẫn giải

Áp dụng công thức năng lượng điện trường của tụ điện

\(\begin{array}{l}
W\; = \;\;\frac{{C{U^2}}}{2}\\
 = \;\frac{{{{20.10}^{ - 5}}{{.5}^2}}}{2}\\
 = \;{25.10^{ - 5}}\;J\; = \;0,25\;mJ
\end{array}\)

Đáp án A

Học xong bài này các em cần biết:

- Các loại điện tích, định luật coulomb.

- Điện trường, cường độ điện trường.

- Thế năng điện, điện thế.

- Tụ điện, điện dung, cách ghép tụ điện, năng lượng tụ điện.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lí 11 Chân trời sáng tạo Ôn tập chương 3 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Hai quả cầu nhỏ giống nhau, có điện tích q₁ và q₂ khác nhau ở khoảng cách R đẩy nhau với lực F₀. Sau khi chúng tiếp xúc, đặt lại ở khoảng cách R chúng sẽ

  • A. hút nhau với F<F₀.
  • B. hút nhau với F>F₀
  • C. đẩy nhau với F<F₀.
  • D. đẩy nhau với F>F₀.

• Câu 2:

  Có hai điện tích điểm được đặt cố định và cách điện trong một bình không khí thì hút nhau 1 lực là 21 N. Nếu đổ đầy dầu hỏa có hằng số điện môi 2,1 vào bình thì hai điện tích đó sẽ

  • A. đẩy nhau một lực bằng 10N
  • B. hút nhau một lực bằng 10N
  • C. đẩy nhau một lực bằng 44,1N
  • D. hút nhau một lực bằng 44,1N

• Câu 3:

  Hai điện tích điểm có độ lớn đều bằng q đặt cách nhau 6 cm trong không khí. Trong môi trường đó, một điện tích được thay bằng –q, để lực tương tác giữa chúng có độ lớn không đổi, thì khoảng cách giữa chúng là

  • A. 3 cm
  • B. 6 cm
  • C. 12 cm
  • D. 18 cm

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lí 11 Chân trời sáng tạo Ôn tập chương 3 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Đang cập nhật câu hỏi và gợi ý làm bài.

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!